В мае 1863 года Сеченов возвращается из-за границы в Петербург и приступает к работе. Кроме лекционных занятий, Иван Михайлович приготовил к печати очерки о так называемом животном электричестве. Под воздействием гальванического тока в нервах и мышцах происходят различные изменения, которые проливают свет на сущность нервномышечных явлений. Опыты Сеченова по применению электричества для выяснения ряда физиологических вопросов обратили на себя внимание. За эту работу 12 июня Академия наук наградила его премией Демидова.
Иван Михайлович все лето отдал работе по созданию, как он писал, «вещи, которая играла некоторую роль» в его жизни. «Гениальный взмах сеченовской мысли», — так назвал Павлов вершину научного творчества Сеченова, его труд «Рефлексы головного мозга». В этой работе Сеченов разрушил извечную иллюзию человечества о богоданной душе. Он говорит, что ученые по-разному смотрят на роль головного мозга. Одни из них, принимая мозг за орган человеческой души, «отделяют последнюю от первого», другие говорят, «что душа по своей сущности есть продукт деятельности мозга. Для физиологов достаточно и того, что мозг есть орган души, то есть такой механизм, который, будучи приведен какими ни есть причинами в движение, дает в окончательном результате тот ряд внешних явлений, которыми характеризуется психическая деятельность. Всякий знает, как громаден мир этих явлений. В нем заложено все то бесконечное разнообразие движений и звуков, на которые способен человек вообще. И всю эту массу фактов нужно обнять… Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению…»
Иван Михайлович срывает покрывало таинственности, которым извечно была окружена психическая жизнь человека. Одушевленность, страстность, насмешка, печаль, радость — все эти явления жизни нашего мозга выражаются в результате большего или меньшего укорочения или расслабления какой-нибудь группы мышц — акта чисто механического. Если организм получил слабое возбуждение, а реакция на него поразительно сильная, или, наоборот, получено сильнейшее возбуждение, а реакция на него слабая, вялая, — виной всему головной мозг! Это его работа… К рефлексам с усиленным против возбуждения концом относятся человеческие страсти. Мысль — с точки зрения физиологической — это рефлекс с угнетенным концом: возбуждение, психологический анализ и синтез в головном мозгу и отсутствие третьей части рефлекса — движения. Это отсутствие третьего члена рефлекса — движения — вызвано деятельностью головного мозга, его нервных центров. Они задерживают, тормозят завершение рефлекса, не дают ему дойти до ответного движения. Человек испытывает страшную боль — он должен был бы кричать, но сильный человек молча переносит боль. Его болевое ощущение, осознанное в мозгу, есть два члена рефлекторной триады, но нет последнего члена — человек молча переносит страдание. Человек страдает, он осознает страдание, думает, мыслит о нем — «психический рефлекс без конца (без движения) — это мысль», учит Сеченов. Пусть говорят теперь, что без внешнего чувственного раздражения возможна хоть на миг психическая деятельность и ее выражение — мышечное движение… далее
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»