Для А. А. Остроумова, как и для С. П. Боткина и Г. А. Захарьина, было характерно широкое использование экспериментальных методов исследования с целью превращения медицины в подлинную науку. Вслед за Клодом Бернаром, положившим начало созданию экспериментальной медицины, они считали, что экспериментальный метод способен «заменить авторитет научным критерием».
Особенно большие заслуги в развитии экспериментальной патологии и клинико–экспериментального направления медицины принадлежат С. П. Боткину. Исходя из мысли, что наблюдения врача в клинике должны быть научно' обоснованы и подтверждены экспериментом, а данные патологии должны быть увязаны с данными физиологии, С. П. Боткин создал в 1861 г. лабораторию при клинике Петербургской медико–хирургической академии. Руководство лабораторией осуществлялось сначала им самим, а с 1878 г. в течение 10 лет И. П. Павловым. Здесь, помимо клинических анализов, изучалось фармакологическое действие лекарственных средств и производились опыты над животными с целью выяснения патогенеза ряда заболеваний.
В лаборатории С. П. Боткина на практике был осуществлен тесный союз физиологии с медициной. И. П. Павлов, окруженный клиническими идеями С. П. Боткина, воспринял и развил как одну из важнейших идею нервизма. Вслед за своим учителем он нанес решающий удар по органопатологии и экспериментально обосновал прогрессивную идею о целостности организма.
Глубокое влияние на развитие мышления в медицине оказали разработанные в дальнейшем И. П. Павловым и его школой объективный синтетический метод изучения физических и психических функций живого организма; методические приемы исследования их в условиях хронического опыта; рассмотрение организма как психосоматического целого в его единстве со средой, с точки зрения развития; установление основных закономерностей и рефлекторной реакции на воздействие внешней и внутренней среды; признание зависимости функций различных систем от коры и подкорковых образований головного мозга.
Расцвет физиологии во второй половине XIX века и ясно выраженная тенденция перехода от «анатомического мышления» к функциональному обусловили внедрение экспериментально–физиологических методов в изучение этиологии и патогенеза многих заболеваний. Русские ученые за несколько десятилетий до зарубежных ученых применили эти методы для систематической разработки проблем патологии и создали новую научную дисциплину–патологическую физиологию, которая стала одной из главных основ научной теории медицины и оказала существенное влияние на характер врачебного мышления.
Это крупнейшее событие в истории медицины связано с деятельностью ученика И. М. Сеченова, отечественного физиолога В. В. Пашутина (1845— 1901), который организовал кафедры общей патологии экспериментально–физиологического направления сначала на медицинском факультете Казанского университета (1874), а затем в Петербургской военно–медицинской академии (1878) и создал первую научную школу патофизиологов. В дальнейшем экспериментально–физиологическое направление стало господствующим на большинстве кафедр общей патологии в России, что привело к переименованию дисциплины в патологическую физиологию.
Представляют интерес мотивы русских патологов последней четверти XIX века по обоснованию необходимости переименования общей патологии в патологическую физиологию. Считая главной задачей общей патологии определение физиологических механизмов наиболее общих патологических процессов, своего рода философское уяснение причинно–следственных связей, они отмечали, что общая патология в соответствии с этой задачей стала наукой экспериментальной и по существу своему превратилась в патологическую физиологию.
Такой подход означал изменение ориентации врачебного мышления от логической обработки клинических и патологоанатомических данных к изучению патологических процессов путем эксперимента, от органопатологии к антропопатологии, заключающейся в познании динамики всего болеющего человека как единого целого.