A moszkvai egyetemen folytatott orvosi tanulmányok befejezése után, 1903-tól Strasbourgban végzett tudományos kutatómunkát. 1907-ben magántanár a moszkvai egyetemen, fizikát adott elő és Pjotr N. Lebegyev asszisztense lett. 1912-től a moszkvai műszaki főiskola professzora, 1920-1931-ig az ottani biofizikai intézet vezetőjeként dolgozott. 1938-tól a Szovjet Tudományos Akadémia biofizikai laboratóriumát irányította. 1917-től Szovjetunió Tudományos Akadémia tagja volt. Fizikai-kémiai elméletet dolgozott ki az ionmozgásra, majd az élő anyag ingerületeire egy olyan teóriát, amely megkísérli megmagyarázni az érzékelést, az izom-összehúzódást és a központi idegrendszer működését.