Некоторые научные достижения Натальи Бехтеревой, которые оказали наибольшее влияние на развитие нейрофизиологии:

• Впервые в СССР использование метода долгосрочного вживления электродов в мозг человека для диагностики и лечения различных нервных заболеваний (1962). 2
• Открытие свойства нейронов подкорковых образований головного мозга человека реагировать на смысловое содержание речи и участвовать в качестве звеньев систем обеспечения мыслительной деятельности. 2
• Описание «детектора ошибок» — феномена реакции мозга на ошибку при выполнении задания, который позднее стал известен как негативность, связанная с ошибкой (error-related negativity). 2
• Создание теории устойчивого патологического состояния мозга, предложение подхода к познанию принципов и механизмов жизнедеятельности здорового и больного мозга. 2
• Разработка уникальной системы, позволяющей восстановить память, двигательные функции после глубоких амнезий, инсультов, инфарктов. 2
• Создание новой ветви неврологии и нейрохирургии — стереотаксической неврологии с разработкой новейших технологий компьютерного стереотаксиса. 12