И, наконец, последним, весьма значимым для психологии и психофизиологии труда направлением исследований И. М. Сеченова является проблема оптимизации труда, его условий, способов работы, состояния работника. И. М. Сеченов пытался определить оптимальные условия выполнения разного рода трудовых задач. Такого рода аналитические исследования представлены в «Очерке рабочих движений человека» (1901), в лекциях в Московском университете по физиологии нервной системы (1899). В России эти работы были первыми в своей области и нашли внимательных читателей в лице врачей-гигиенистов и инженеров, занятых проблемами профилактики несчастных случаев на производстве, в частности, по причине неудобных, не соответствующих природе человеческих действий орудий труда, приспособлений [56; 57 и др.].

Экспериментальное исследование «неутомимой работы руки», выполненное И. М. Сеченовым совместно с М. Н. Шатерниковым на ручном эргографе, вызвало также интерес у современников. Помимо того, что И. М. Сеченов впервые обосновал экспериментально эффективность известного и прежде принципа чередования работающих органов (или принцип «активного отдыха»), в этой работе принципиально важное значение имел вывод о ведущей роли ЦНС в развитии явлений утомления. И. М. Сеченов показал, что психологическая сознательная регуляция и связанные с ней процессы (интерес к работе, настроение, эмоциональное переживание) оказывают, в сущности, то же активирующее влияние на продуктивность работы, как и раздражение током чувствующих нервов руки. Отсюда мы можем сделать вывод не только о том, что важно оценивать физиологические параметры ЦНС в исследовании утомления, но с неменьшим вниманием необходимо отмечать и субъективные переживания, состояние сознания исследуемого. Степень применимости принципа активного отдыха к умственному труду была подвергнута критике и экспериментальной проверке А. С. Азарьевым (1905), который показал, что эффект от смены вида занятия оказывается не всегда положительным и зависит от субъективной трудности этих занятий для работника и степени их привычности.