Заведующая – к.б.н. Джокуа А.А.
Физиологические исследования были начаты в 1931 г. П.В.Бочкаревым, который возглавил физиологическое отделение субтропического филиала Всесоюзного института экспериментальной медицины (ВИЭМ), переименованного в 1934 году в отделение физиологии нервной деятельности. В 1936г. на базе этого отделения были созданы 3 лаборатории: общей физиологии (зав. – А.Д.Слоним), эволюционной физиологии (зав – Л.Г.Воронин), физиологии и патологии высшей нервной деятельности (С.Д.Каминский). В 1956 – 1957 гг. лабораторией физиологии и патологии ВНД заведовал Д.И.Миминошвили. С 1958 года, когда лабораторию возглавила профессор Н.И.Лагутина, было, положено начало изучению нейрофизиологических основ эмоций и их роли в норме и патологии ВНД. Для этих целей впервые стали комплексно применять условнорефлекторные методы с электрофизиологическими и нейрохирургическими вмешательствами, а также использование нейро- и психотропных средств (Н.И.Лагутина, Д.И.Миминошвили, Л.Н.Норкина, Г.А Хасабов, Т.Г.Урманчеева, В.Г.Старцев, И.Т.Джелиев, А.Ф.Сысоева, Н.Ф.Софиадис). С 1969 по 2005 год лабораторию возглавляла д.м.н. Т.Г.Урманчеева.
Сотрудниками лаборатории впервые была установлена функциональная разнородность полей коры лобной области, образования, имеющего ведущее значение в организации сложных программ целенаправленного поведения, вероятностного прогнозирования мотиваций, памяти, коммуникаций и эмоций (Т.Г.Урманчеева, П.И.Панина, А.А.Джокуа, Т.П.Павлидис, Н.Ф.Колпакова). Установлена зависимость эмоциональных реакций обезьян от их возраста, положения в иерархии стада, особенностей экстракардиальной регуляции (Г.М.Черкович, А.А.Фуфачева, В.А.Хасабова).
Одним из основных направлений исследований явилась разработка различных вопросов связанных с задачами клинической медицины в частности, моделирование неврозов и психогенных нарушений висцеральных функций организма. Впервые в результате нарушения стадно-половых отношений у обезьян и нарушения нормального суточного ритма удалось вызвать невротические изменения поведения, сопровождавшиеся клиническими проявлениями артериальной гипертонии и ишемической болезни сердца (Л.Н.Норкина, Д.И.Миминошвили, Г.М.Черкович, Г.Я.Кокая, Ш.Л.Джалагония, В.Г.Старцев).
В лаборатории проводились эксперименты по подготовке пребывания обезьян к космосе. «Обезьяны в Космосе»
В рамках общеинститутской темы проводили изучение влияния негативных последствий войны на состояние показателей поведения (ВНД) животных, оперативной памяти и эмоциональной реактивности. Получены новые данные о значительных нарушениях показателей состояния ВНД. Были проведены исследования по медикаментозной коррекции этих изменений с помощью ноотропного препарата – пирацетама (А.А Джокуа, М.Ф.Амичба, Г.М.Дзкуя, Л.З.Лолуа, И.Р.Цомая).
Так же в лаборатории велись эксперименты по изучению показателей оперативной памяти у макак резусов Сухумского питомника различных возрастных групп, включая «старческий» возраст (22 – 29 лет).
В лаборатории проводятся эксперименты по влиянию дегидроэпиандростеронсульфата (ДГЭА) на высшую нервную деятельность приматов различных возрастных групп.