Русский физиолог, член - корреспондент Петербургской АН (с 1909). Родился в с. Кочково ( Вологодской обл.). Окончил Петербургский университет (1879). Работал на кафедре физиологии этого университета под руководством И. М. Сеченова, в 1882-1883-в лаборатории Р. П. Г. Гейденгайна, с 1889 до конца жизни заведовал кафедрой физиологии Петербургского университета. С 1883 читал курс физиологии на Петербургских высших женских курсах, с 1907- в Психоневрологическом институте в Петербурге.

Основные научные работы посвящены вопросам общей физиологии и электрофизиологии. Изучая электрические явления в мышцах и нервах, открыл (1883) ритмический характер процесса возбуждения и проанализировал неутомляемость нерва. Установил (1886) закономерности оптимума и пессимума частоты и силы раздражения, на основе которых ввел в физиологию понятие лабильности и определил ее для разных тканей. Предложил (1886) теорию нервного торможения как качественной модификации процесса возбуждения. Ему принадлежит заслуга открытия периэлектротона и создания учения о парабиозе (1901). Впервые поставил вопрос о существовании двух типов нервной сигнализации - распространяющейся и периэлектротонической, вскрыл закономерности перехода ритмического возбуждения в стационарное и наоборот. Один из основоположников отечественной физиологической школы.

Один из основателей Всесоюзного физиологического общества и «Физиологического журнала СССР им. И. М. Сеченова».