Такие теории Н.А Бернштейна шли вразрез с идеями и замыслами А К. Гастева, основателя и руководителя Института труда, намеревавшегося конструировать движение, как конструируют машину, давая человеку любые двигательные установки. В 1925 г. Бер-нштейн оставил работу и перешел в Институт психологии, где проблема живого движения вызывала большой интерес. В 1926 г. вышел его капитальный труд «Общая биомеханика».
Н.А. Бернштейн как человек с весьма разносторонними интересами написал множество работ, посвященных проблемам из области биологии, математики, кибернетики, медицины, музыки. Будучи прекрасным пианистом, он изучал закономерности музыкального обучения и творчества, посвятив этому ряд научных работ, в их числе «Исследования по биодинамике фортепьянного удара», изданные в 1930 г., «Современные данные о структуре нервно-двигательного процесса», выпущенные в 1939 г., а также глава «О технике игры на скрипке и фортепиано» в книге «О повторении движения».
Главным оппонентом теорий Н.А. Бернштейна был И.П. Павлов. Их полемика тянулась долго, и как возражение Павлову Бернштейн написал книгу «История учения о нервном импульсе». Во Всесоюзном институте экспериментальной медицины в 1936 г. была запланирована их очная дискуссия. Но Павлов умер. Узнав, что его оппонент больше никогда не сможет ему ответить, Бернштейн отменил издание книги
Изучая проблемы движения, Н.А. Бернштейн уделял большое внимание клинической медицине Он был прекрасным невропатологом, занимался восстановлением движений при различных заболеваниях и травмах нервной системы. Эти исследования позволили принципиально изменить представление о локализации функций в нервной системе, а также предложить эффективные приемы восстановления нарушенных функций, что оказалось очень важным для лечения раненых в период Великой Отечественной войны.