Кафедра нормальної фізіології Одеського національного медичного університету була організована на базі кафедри фізіології медичного факультету Новоросійського університету в Одесі, який на той час був вже відомим науковим закладом освіти в Росії. Особливу роль у створенні університету і медичної освіти в ньому зіграв Микола Іванович Пирогов. Він вважав, що до складу університету повинні входити три факультети: фізико-математичний, історико-філологічний і медичний. Однак, з моменту відкриття університету в 1665  до 1900 р. медичний факультет в університеті був відсутній, медичні науки викладалися на природничому відділенні фізико-математичного факультету.

Однак коріння створення кафедри сягає у другу половину XIX століття. У створенні нашої кафедри відіграв головну роль основоположник вітчизняної фізіологічної науки Іван Михайлович Сєченов, який був запрошений у 1871 р. до Одеси в Новоросійський університет з ініціативи та за сприяння І. І. Мечникова, який очолював кафедру зоології фізико-математичного факультету Новоросійського університету. Одним із завдань, поставлених перед І. М. Сеченовим, було створення відділу експериментальної фізіології. У роки роботи І. М. Сеченова наукові дослідження проводилися в трьох напрямках: 1 – дослідження газового складу крові, 2 – психофізіології, 3 – фізіології нервової системи. Так в фізіологічній лабораторії задовго до Лумстрена були відкриті дихальні центри у Вароліевому мосту і зв’язок дихального центру довгастого мозку з вище і нижче розташованими відділами мозку, роль крові в диханні, було відкрито реципрокне гальмування (П. А. Спіро), явище катодічної депресії і періелектрону, виявлені відмінності у дії перемінного (імпульсного) і постійного струму (Б.Ф. Вериго). Б. П. Бабкін, учень І. П. Павлова, розробив методику хронічного експерименту, яку використовували для вивчення механізмів регуляції травних залоз. Вперше була досліджена роль нервово-рефлекторних і гуморальних механізмів у розвитку анафілактичного шоку, відкрита роль блукаючого нерва в регуляції дихання, вивчалася ритміка дихального центру, роль інервації в регуляції моторики і секреції тонкого кишечника (А. М. Мелік-Меграбов). Завдяки електроенцефалографічної методиці, що використовувалась на кафедрі з 1953 року наукові дослідження отримали новий напрямок, тому що посилилися можливості для вивчення механізмів роботи мозку (Ф. Сєрков). Була відкрита роль заднього гіпоталамуса і лімбічної системи в генезі реакції пробудження, роль підкіркових структур у генезі альфа-ритму в неокортексі, сформульовано положення про білатеральне представництво в неокортексі сенсорних ефекторних функцій, про дубльовані фіксації життєво важливої ​​інформації в обох півкулях, відкриті особливості ЕЕГ у онто- і філогенеіз, отримані дані про пластичні і компенсаторні можливості мозку. Досліджувався вплив селективної гіпотермії (в тому числі і церебральної) на електричну активність мозку і реакцій мозку на аферентні подразнення, а також на ряд фізіологічних функцій (К. В. Осташков). Корково-підкіркові взаємовідносини в умовах хронічного експерименту вивчалися за допомогою хімічних подразників певних структур мозку (Г. І. Федорович), де показана роль холино- і адренореактівних структур мозку в регуляції електричної активності мозку і вегетативних функцій. Підтверджено положення І. П. Павлова про вплив кори великих півкуль на діяльність внутрішніх органів, а саме, на роботу серця (методом умовних рефлексів). Вивчено особливості електричної активності мозку в залежності від рівня його розвитку філогенезу, відкрито наявність сформованих адренореактивних структур мозку на ранніх етапах філогенезу і їх роль в регуляції електричної активності мозку та його реакцій на аферентні подразнення, розвиток взаємовідносин аналізаторів на різних рівнях філогенетичного розвитку мозку (Н. В. Община-Фролкова). Методом хімічних подразнень різних структур мозку показана пряма залежність стану БАТ від функціонального стану симпатоадреналової системи.

Після від’їзду І. М. Сеченова в Петербург лабораторією став керувати його учень Петро Антонович Спіро (з 1876 по 1893 р.р.). Після смерті П. А. Спіро фізіологічною лабораторією природного відділення фізико-математичного факультету, а с 1901 р. кафедрою фізіології медичного факультету керував професор Броніслав  Фортунатовіч  Веріго до 1914 р. У 1901 р. вся фізіологічна лабораторія природного відділення фізико-математичного факультету була перенесена в будівлю по вулиці ак. І. П. Павлова на куті з вул. Ольгіївською, 4, де кафедра розташовується по теперішній час.

У 1915 р. на посаду завідувача кафедрою фізіології був обраний професор Борис Петрович Бабкін, учень І. П. Павлова, який керував кафедрою до 1922 р. до свого від’їзду за кордон. Найбільш капітальною його працею в області секреції травних залоз була його книга “Зовнішня секреція травних залоз” видана в 1915 р. Ця книга була відразу ж переведена на німецьку мову і в 1924 р. вийшла в Німеччині другим виданням.

У 1920 р медичний факультет Новоросійського університету було виділено в самостійний навчальний заклад – Медичну академію, яка незабаром (з 1921 р.) стала називатися Медичним інститутом. В цей же час кафедра фізіології була перейменована в кафедру нормальної фізіології, і ця назва кафедри зберігалася до цих пір.

Після від’їзду проф. Б. П. Бабкіна за кордон в 1922 р. завідування кафедрою було передане доценту Мелік-Меграбову Аваку Меграбовічу, який прийшов на кафедру фізіології після закінчення медичного факультету Новоросійського університету в 1909 р. На посаді завідувача кафедри він пропрацював 30 років і вийшов у відставку в 1953 р. На цій посаді А.М. Мелік-Меграбова змінив професор Сєрков Пилип Миколайович, який пропрацював на цій посаді по 1966 р.

З приходом на кафедру професора П. М. Сєркова змінився науковий напрямок кафедри. За допомогою електрофізіологічного методу наукові роботи співробітників були спрямовані на вивчення механізмів роботи мозку: формування електричної активності мозку, дослідження ролі рівня розвитку мозкових структур у формуванні електричної діяльності, форм і змісту, взаємодії і взаємин структур мозку, в тому числі взаємодії аналізаторів і їх представництва в корі великих півкуль, пластичність мозкових структур. Була вивчена роль сенсорних систем і різних утворень головного мозку у формуванні альфа-ритму і реакції десинхронізації.

Пріоритетними є дані про виникнення реакції пробудження, яка виникає без участі ретикулярної формації стовбура мозку, отримані спільно з співробітниками кафедри Р. Ф. Макулькіним і В. В. Русєвим на котах з мезенцефально перерезкою стовбура мозку. Община Н. В. показала роль в генезі цих реакцій заднього гіпоталамуса і інших структур лімбічної системи на кролях і голубях (у гіпокампі і гиппокампальній корі відповідно у птахів). Показано представництво в цих структурах різних сенсорних систем.

Спільно з Г. І. Федорович, О. Д. Гаске, Р. А. Айрікян, Т. Є. Орловою отримані дані про характер умовно-рефлекторної діяльності собак і електричної активності мозку після гемісферектоміі. Отримані дані дозволили П. Н. Сєркову сформулювати важливі для нейрофізіології і клінічної неврології положення про білатеральне представництво в корі великих півкуль тварин сенсорних і ефекторних функцій, про дубльоване формування рефлекторних дуг різноманітних умовних рефлексів, про фіксацію життєво важливої ​​інформації дубльованої в обох півкулях.

Спільно з Общиною Н. В. вперше показана функціональна ассіметрія інтактного мозку, що формується вже на ранніх етапах філогенезу (у голубів). Спільно з Н. В. Общиною і Т. Є. Орловою методом електроенцефалографії показане у тім’яній корі тварин представництво внутрішніх органів.

У цей же час тривали дослідження анафілаксії доцентом О. Д. Гаске, яка за цим напрямком виконала в 1965 і захистила докторську дисертацію і незабаром після успішного захисту перейшла завідувати фізіологічною лабораторією в Інституті курортології АН УРСР.

З 1966 по 1974 р. кафедрою завідував учень професора Ф. Н. Сєркова – Костянтин Вікторович Осташків. За роки роботи на кафедрі проф. К. В. Осташкова здійснювалося вивчення корково-підкіркових взаємовідносин у тварин різного філогенетичного рівня і змін її в умовах селективної гіпотермії.

З 1974 р. колектив кафедри під керівництвом Галини Іванівни Федорович займався вивченням функціональних взаємовідносин гіпоталамуса з корою великих півкуль і внутрішніми органами при зміні функціонального стану окремих структур мозку шляхом їх подразнення. Поряд з цим науковим напрямком, колектив займався вивченням впливу трудового процесу на вищу нервову діяльність водолазів; вивчалася структура сну і неспання у ссавців і птахів під впливом речовин, що змінюють функціональний стан мозку, дослідження за програмою АН УССР «Створення нових лікарських препаратів (феназепам, тілорон, макроциклічні комплексони), і навіть з проблеми морської медицини.

Після відходу 1987 р. професора Г. І. Федорович пенсію до 1989 р. виконувала обов’язки завідувача кафедри доцент Ніна Василівна Община. Вона продовжувала керувати науково-дослідними роботами з проблеми взаємин гіпоталамуса з корою великих півкуль і внутрішніми органами. Виконавцем НДР доцент Н.В. Община була з 1974 року. У період своєї роботи Н. В. Община поклала початок новому науковому напрямку на кафедрі і в рефлексології – вивченню ролі адренореактивних структур головного мозку в регуляції функціонального стану біологічно активних точок шкіри, напрямку, який має значення для рефлексології, зокрема акупунктури.

З травня 1989 р. завідувати кафедрою став професор Олексій Антонович Шандра, який успішно завідує кафедрою по теперішній час. Він зберіг основні наукові традиції фізіологів медичного університету, закладені засновником вітчизняної фізіології І. М. Сечєновим, зокрема, вивчення функцій ЦНС з використанням хімічного і електричного подразнення структур мозку. Професором О. А. Шандрою вперше було сформульовано ряд засад і закономірностей розвитку і виникнення різних видів пароксизмальної активності, які є важливими для розуміння механізмів розвитку таких важких захворювань, як паркінсонізм, епілепсія, больові і інші синдроми. У роботах проф. О. А. Шандри і співробітників показані значення пептидергічних речовин (галаніну, соматостатину, дельта-сон індукую чого пептид і ін.) у регуляції збудливості мозку, пам’яті, адаптивній поведінці.

На сьогоднішній день на кафедрі побудовано струнку систему викладання фізіології, яка поєднана єдиною метою. Головним механізмом її вдосконалення є науково обгрунтована організація та клініко-фізіологічний характер викладання дисципліни, орієнтація студентів на оволодіння базисними знаннями з медичної фізіології.

Навчальний процес забезпечують 14 висококваліфікованих викладачів, з яких 1 — доктор наук, 9 — кандидати наук, 3 працюють над виконанням кандидатських дисертацій, 1 – веде пошукові дослідження з теми майбутньої докторської дисертації. Викладання курсу фізіології здійснюється відповідно до нової типової програми (складеної у співавторстві з проф. О. А. Шандрою) і затвердженої Міністерством охорони здоров’я України у 2017 р. та складених нових робочих програм у 2017 р., які щорічно поновлюються, корегуються та висвітлюють сучасні досягнення в галузі фізіології.

Особлива увага приділяється підготовці науково-методичних посібників для студентів та викладачів у відповідності до запровадженої міжнародної трансферної системи викладання курсу. У видавництві “Нова книга” (2015 р.) за участю викладачів кафедри підготовлено та надруковано навчальний посібник “Фізіологія (короткий курс)”, який містить більше 1000 тестових завдань для підготовки до ліцензійного іспиту “Крок-1”, а також підручник з грифом МОЗ для англомовних студентів, який пройшов два видання (2012, 2016 р.)

Всі лекції вітчизняним, іноземним та англомовним студентам медичного, стоматологічного та фармацевтичного факультетів викладаються із застосуванням сучасної комп’ютерної технології. Студенти за бажанням можуть завантажити їх електронні версії з інтернет-сторінки кафедри на офіційному сайті ОНМедУ, приготовлені в оболонці програми “Power Point”.

Також продовжується навчально-методична робота кафедри як опорної з викладання “Фізіології” англійською мовою (згідно Наказу Міністерства охорони здоров’я України № 86 від 26.02.03 р. та «Положення про опорні кафедри вищих медичних закладів освіти ІІІ – ІV рівнів акредитації МОЗ України»). В повному обсязі розроблена навчально-методична документація для викладання курсу фізіології англійською мовою. Найближчим часом планується підготовити до видання посібник у вигляді питань та відповідей для англомовних студентів, які навчаються англійською мовою.

На кафедрі розроблені та використовуються в навчальному процесі більше ніж 5000 тестових завдань для визначення висхідного, поточного та підсумкового рівнів знань студентів. Значна кількість тестових завдань, яка підготовлена співробітниками кафедри, увійшла до банку даних ліцензійних іспитів Крок-1. З метою об’єктивізації контролю створені та використовуються комп’ютерні варіанти тестових завдань за всіма розділами фізіології. Проведення лекцій та практичних і семінарських занять забезпечується відеотекою, завдяки якій можливо досліджувати фізіологічні процеси, візуалізуючи їх на екрані. Наявні і готуються нові віртуальні CD-програми за різними розділами фізіології.

Внаслідок запроваджених навчально-методичних заходів студенти мають можливість покращити показники складання ліцензійного іспиту “Крок-1”. Крім того, наші студенти, яких спеціально готують доценти кафедри, приймають участь в олімпіадах місцевого та державного рівнів з фізіології.

Важливою особливістю навчальної роботи є клінічна спрямованість викладання. Це є великою, новою та складною працею, яка потребує не лише зусиль, знань, але й фінансових кошт та змін у навчальних програмах. Важливою проблемою викладання фізіології є використання у навчальному процесі піддослідних тварин. Зараз майже ніде в Європі, США та інших країнах не використовують тварин у навчальних програмах. Серед причин такого становища – матеріальна, тому що це багато коштує, та етична. Який вихід з цього? Один з можливих варіантів — це використання у навчальному процесі навчального телебачення. За допомогою іноземних колег, українських фахівців та безпосередньо власними зусиллями ми зібрали колекцію навчальних відеофільмів за всіма розділами фізіології, яка містить більше 50 фільмів, в тому числі англійською мовою.

Власні наукові дослідження на кафедрі проводяться з науковцями вітчизняних та іноземних наукових навчальних закладів. Так, відповідно до укладеної угоди про співробітництво, кафедра фізіології веде спільні дослідження з Фізико-хімічним інститутом ім. О.В. Богатського НАН України (акад. С. А. Андронаті, проф. Т. Л. Карасьова та В. І. Павловський, а також: Інститутом фізіології ім. О. А. Богомольця НАН України (проф. Кришталь О. А., Войтенко Н. Г.), Національним медичним університетом ім. М. І. Пірогова (проф. Йолтуховський М. В, Власенко О. В., Мороз В. М.), Одеським національним університетом ім. І. І. Мечнікова (проф. Карпов Л. М. , Сейфуліна І. Й.), НДІ загальної патології і патофізиології РАМН (Решетняк В. К., Кучеряну В. Г.); науковими лабораторіями університетів Нідерландів (Джиль Луидж.), Італії (Марко де Куртіс), Німеччини (Іштван Зелені, Томас Штьор). Ми також співпрацюємо з такими кафедрами ОНМедУ: загальної та клінічної фармакології, патофізіології, біофізики, інформатики та медичної апаратури, анестезіології та інтенсивної терапії, онкології. Результати проведених спільних досліджень відображені в дисертаційних і наукових роботах співробітників кафедри, апробовані на міжнародних конгресах і з’їздах, в т.ч. XVIII з’їзді Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю та оформлені у вигляді 4 патентів України.

За останні 5 років за участю колектива кафедри організовано та проведено  XVIII з’їзд Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю (м. Одеса), VI Конгрес Українського товариства нейронаук (м. Київ, 2014 р.) та 15 науково-практичних конференцій. Були зроблені доповіді на наукових міжнародних конгресах в Монреалі (Канада, 2013 р.), Бухаресті (Румунія, 2013), Чикаго (США, 2015р.), Нью-Йорку (США, 2015 р.), Празі (Чехія, 2016 р.), національному конгресі патофізіологів у Харькові (Україна, 2017 р.), XIX Всеукраїнському з’ізді фізіологічного товариства (Львів, 2015 р.), VI Конгресі Українського товариства нейронаук (Київ, 2017 р.), ІІІ з’їзді фізіологів СНГ (Ялта, 2015 р.) та V конгресі Українського товариства нейронаук (Київ, 2017 р.). Проф. О.А. Шандра особисто був запрошений в якості почесного лектора до Венеціанського Міжнародного університету та Нью-Йоркського університету ім. А. Енштейна (2015 р.). Е членом редакційної колегії «Фізіологічного журналу», «Одеського медичного журналу» та заслуженим ревьювером міжнародного журналу «Epilepsy Research», який входить до багатьох наукометричних баз.

Результати сумісних досліджень з науковцями інших країн опубліковані у фахових міжнародних індексцитованих виданнях, в тому числі у «Epilepsia» (імпакт фактор – 4.571), «Journal of  Education, Health and Sport» (імпакт фактор = 1.78), «Neurophysiology» (імпакт фактор – 0.195), «Advances in Behavioral Biology», «Cancer Research» та ін., що дозволило отримати співробітникам кафедри науковий індекс Хірша: проф. Шандра О. А.  – 12, доц. Волохова Г. О. – 2, доц. Кащенко О. А. – 1, доц. Ляшенко С. Л. – 1, доц. Герасимович Е. В. – 1, доц. Община Н. В. – 1, ст. викл. Онуфриєнко О. В. – 1, ас. Бойко Ю. О. – 1.

В науковому напрямку співробітники кафедри працюють над засвоєнням нових методів електрофізіологічних досліджень, саме, реєстрації нейрональної активності, електричної активності поодиноких нейронів та більшості нейронів.

Упродовж останніх п’яти років було опубліковано низку статей за результатами завершеного міжнародного проекту Інтас, одна із статей зараз подана до європейського журналу.

На нашій кафедрі виконували кандидатські та/або докторські дисертації теперішні завідувачі кафедр університету – професора: Годлевський Л. С., Вастьянов Р. С., Запорожченко Б. С. Сьогодні у наукових лабораторіях Італії працюють співробітники, які навчалися та виконували кандидатські дисертації на кафедрі: Гнатковський В. В. (м. Мілан), Олійник А. А. (м. Ферара), Черненко Н.А. (Туніс), О.М. Поспєлов (Катар).

Кафедра приділяє велику увагу вихованню наукових фахівців. Усього за останні 5 років захищені 2 кандидатські і 1 докторська дисертації. Професор Вастьянов Р. С. та доценти Волохова Г. О., Кащенко О. А., Ляшенко С. Л., Савченко М. В., Община Н. В. є вихованцями кафедри, які прийшли до колективу із студентської лави.

На теперішній час на кафедрі виконуються 3 кандидатські дисертації. Протягом останніх 20 років на кафедрі постійно навчаються аспіранти та стажери, а також практикуючі лікарі, які виконують наукову роботу. Усі аспіранти та пошукувачі в строк захистили дисертації – Черненко Н. А., Пітелкакі О. В., Волошенков Д. Б., Кузнєцова О. В та Ніточко О.

На кафедрі активно працює наукове товариство студентів і молодих вчених, яке щорічно проводить експериментальні дослідження у відповідності до наукової теми кафедри та затверджених дисертаційних робіт. Отримані результати висвітлюються на вітчизняних та міжнародних конференціях студентів та молодих вчених.

Упродовж всього періоду колективом кафедри проводиться постійна організаційно-виховна робота зі студентами. Так наступні висококваліфіковані доценти та асистенти є кураторами навчальних груп: доц. Община Н. В., ас. Копйова Н.В., ас. Прищепа О.О. та ас. Денисенко О.В.  Проф. О.А. Шандра також проводить науково-педагогічну роботу у спецраді Д.41.600.01 із захисту дисертацій; комісії попереднього розгляду дисертацій при спецраді Д.41.600.0; виконує обов’язки голови УПК з «медико-біологічних дисциплін»; працює у Вченій Раді ОНМедУ; Вченій Раді медичного факультету № 2; Центральній координаційно-методичній Раді; виконує обов’язки голови секції «Фізіології» під час організації проведення конференції студентів і молодих вчених ОНмедУ; керує кафедральним і всеукраїнським етапами олімпіади для студентів з фізіології (голова журі).

Співробітники кафедри постійно підвищують свій професійний рівень, проходячи стажування у закордонних навчальних закладах. Так, проф. Шандра О.А. у 2013 р. пройшов курс стажування – Education Cource: “Innovation and Excellence” у Bucharest International University, організований World Psychiatric Association Bucharest, Romania. Сертифікат від 13.04.2013р. (24 кредита). У 2015 р. Association Education Cource у Chicago International University, організований World  Society for Neuroscience (Chicago, IL, USA) протягом 16–21.10.2015 р.  Сертифікат від 21.10 2015 р. У 2016 р. – Education Cource  (м. Прага, Чехія), організований Continuing Medical Education association протягом 11–15.09.2016 р. Сертифікат від 15.09.16 р. (23 кредита).

Колектив кафедри проводить значну роботу з надання допомоги організаціям охорони здоров’я, яка є заключною в прийнятті участі у науково-практичних конференціях, рецензування та консультативній допомозі.

Кафедра була ініціатором створення Української протиепілептичної Ліги та впровадження професійного дня фізіолога (2016 р).