Так, в 1965 году (то есть всего через два года с момента организации) в заключении выездного заседания бюро отмечалось, что Отдел прикладной нейрофизиологии внес новое качество в физиологические исследования ИЭМ, обеспечив их связь с клиникой. В 1964 году наряду с завершением организационного периода были разработаны оптимальные приемы лечения и исследования больных с гиперкинезами и пароксизмальными неэпилептическими заболеваниями. Практическая работа, конечной целью которой был лечебный или необходимый для лечения диагностический эффект, сочеталась с предельно полным изучением и анализом всех физиологических и клинических данных. Тем самым непосредственно у человека были получены материалы, характеризующие сложные реакции подкорковых структур мозга, сопровождающиеся неврологическими, психопатологическими и психическими проявлениями. При сочетании электрических воздействий с психологическими пробами были установлены повторяющиеся явления в динамике биопотенциалов коры и подкорковых структур мозга, имеющие отношение к процессам памяти. Выдвинуто предположение о роли повторяющихся биоэлектрических явлений как физиологического субстрата перехода кратковременной памяти в длительную. Показано, что появление характерных для развития сна изменений биоэлектрической активности может начинаться с коры или различных глубоких структур, причем первоначальной областью «сонных» биоэлектрических перестроек нередко оказывается зона латентных патологических изменений.
В том же году были налажены методики регистрации клеточной активности глубоких отделов мозга человека и так называемого постоянного потенциала. Разработаны приемы рациональной оценки неврологических проявлений у больных с гиперкинезами. Создана и усовершенствуется компьютерная программа для расчета стереотаксических операций, решившая сложнейшую проблему удовлетворительного попадания электродов во время операции в заданные по клиническим показателям области мозга.
В 1967 году на очередном выездном заседании бюро отделения медико-биологических наук академик П. К. Анохин, подводя итоги научной и практической деятельности Отдела, возглавляемого ставшей за эти годы членом-корреспондентом АМН СССР Н. П. Бехтеревой за первые пять лет, высоко оценил ее организаторские успехи и научные результаты Отдела.
При этом он подчеркнул высокую теоретическую ценность исследований психических состояний, использования лечебных электрических воздействий и техническую оснащенность нейрофизиологических исследований.
В тот период ИЭМ не имел своей клиники, при том что основная работа отдела велась в клинике. Нужны были клинические базы. А значит, необходимо было найти взаимопонимание с клиницистами, работающими в этих учреждениях. Такое взаимопонимание было и на первой (больница им. 25 Октября на Фонтанке), и на второй (20-я городская больница на улице Гастелло), и на других клинических базах. Работа на клинических базах продолжалась до тех пор, пока в Институте экспериментальной медицины усилиями Натальи Петровны была восстановлена, а затем расширена собственная клиника института. В эту клинику пришли врачи – кандидат медицинских наук Лидия Ивановна Никитина, кандидат медицинских наук Феликс Александрович Гурчин, Наталья Дмитриевна Селиванова и многие другие, кто начинал совместные работы с Отделом еще на клинических базах. Восприняв идеи Н. П. Бехтеревой, они стали активно участвовать в клинико-физиологических исследованиях, используя результаты теоретических разработок отдела в повседневной клинической практике. Осуществлялся основной девиз Отдела и его руководителя: «Фундаментальная наука – практична».
В 1967 году были опубликованы монография Н. П. Бехтеревой с соавторами «Физиология и патология глубоких структур головного мозга человека», главы в руководствах по электроэнцефалографии, обзоры и статьи в отечественных и международных изданиях. В эти годы Отделом были организованы Всесоюзный (1965) и Международный (1966) симпозиумы по актуальным проблемам изучения принципов и механизмов жизнедеятельности здорового и больного мозга человека.
В последующие годы организация всесоюзных и международных симпозиумов и конференций, с привлечением самых авторитетных ученых с лекциями и докладами по близким Отделу направлениям научных исследований, вошла в круг обязанностей старших и младших сотрудников Отдела, что являлось отличной школой по организации научных конференций и симпозиумов.
В числе крупнейших ученых мира приезжали знакомиться с работами отдела и выступали с лекциями и докладами на симпозиумах Грей Уолтер (Англия), Шторм Ван Левен (Голландия), Г. Петше (Австрия), Мария Брейже (США), Росс Эйди (США), Карл Прибрам (США), Ж. Дельгадо (Испания), Р. Наке (Франция).
Параллельно с организационными делами шла научная работа. Научные доклады молодежи Отдела включались в программы симпозиумов и конференций рядом с корифеями отечественной и международной науки. Это был один из принципов Натальи Петровны в подготовке научных кадров.