История подразделения начинается в лаборатории слухового анализатора (Г.В. Гершуни), сотрудники которой (Л.А. Чистович и В.А. Кожевников) в 1960-ые годы возглавляют новые лаборатории физиологии и биофизики речи. Это направление получает международную известность как «Ленинградская школа психоакустики речи». Изучение основ ранней коммуникации (Л.А. Чистович, Е.В. Кожевникова) приводит к созданию Института раннего вмешательства и сектора исследования речевых сигналов (В.В. Люблинская),где проводится первое международное исследование материнской речи; создается фонохрестоматия «Речь русского ребенка»; способ анализа вокализаций младенцев для диагностики церебральной патологии (Э.И. Столярова).

Общий подход к изучению речи и коммуникативного поведения сохраняется и после преобразования сектора в лабораторию психофизиологии речи (Е.А. Огородникова, 2009). Результаты проведенных исследований позволяют сформировать представления о системе базовых акустических признаков и их психофизических коррелятов, определяющих восприятие речи, закономерностях развития слухоречевой функции в онтогенезе, особенностях слухового анализа и распознавания речевых и неречевых сигналов при нарушениях слуха. Эти знания находят применение в практической медицине и педагогике. Система тренинга слухоречевой функции «Учись слушать» (Е.А. Огородникова, С.П. Пак, В.В. Люблинская, И.В. Королева) используется в клинике кохлеарной имплантации (СПбНИИЛОР) и в образовательной практике ряда учреждений Санкт-Петербурга. Совместно со специалистами ПСПбГМУ им. акад.И.П. Павлова и СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создается новая версия программы слуховых тренировок для профилактики центральных слуховых расстройств (ЦСР) и адаптации к слуховым аппаратам пожилых людей.

Опыт научной и прикладной работы лаборатории определил развитие новых представлений о механизмах сенсорно-когнитивного взаимодействия, проявлениях сенсорной депривации и пластичности головного мозга при реализации функции речи; позволил проследить связь нарушений слухового сегментного анализа с проблемами развития устной речи и письма (Слуховой сегментный анализ при нарушениях слуха, речи и письма. LAP, 2014); ранними проявлениями ЦСР и возрастными рисками снижения разборчивости речи, эффективности слухопротезирования. Полученные данные составили основу для создания современных способов оценки слухоречевой функции человека, диагностики ее нарушений, новых знаний о природе слухового восприятия речи и принципах речевой коммуникации.

В фокусе современных исследований подразделения: изучение пространственной избирательности и помехоустойчивости речевого слуха человека; психофизиологические аспекты восприятия речи при сенсорно-когнитивных дисфункциях; возрастные изменения слуха и речи; влияние гипоксии на характеристики слухоречевого восприятия; закономерности анализа мелодических характеристик речи и музыки; механизмы межсенсорного взаимодействия в организации коммуникативного поведения человека. Одним из оригинальных направлений выступает изучение нейрофизиологической основы эвристических (инсайтных) решений сенсорно-когнитивных задач в условиях дефицита времени и сенсорной информации (К.Ю. Шелепин).

Широкое международное сотрудничество и активная научно-практическая деятельность сотрудников лаборатории осуществляется и по тематике научно-образовательного центра Института «Биологические и социальные основы инклюзии». Она затрагивает важные и социально значимые проблемы в области коммуникации и когнитивного развития: ранняя помощь детям и их семьям (Е.В. Кожевникова), билингвизм (Е.В. Галкина), альтернативная коммуникация (А.А. Балякова),разработка и применение новых ассистивных нейротехнологий (К.Ю. Шелепин). Партнерами подразделения в проведении фундаментальных исследований и в создании на их основе прикладных разработок являются: лаборатории Отдела физиологии сенсорных систем ИФ РАН; ИЭФиБ РАН(лаб. сравнительной физиологии сенсорных систем), СПбНИИЛОР, РГПУим. А.И. Герцена, ПСПбГМУ им. акад.И.П. Павлова (лаб. слуха и речи НИЦ),СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (каф. АПУ), СПбГУ(гр. изучения детской речи), СПбГПМУ, ВМА им. С.М. Кирова, ООО «Нейроиконика Ассистив», ДПО «Институт раннего вмешательства», «Социальная школа Каритас», а также специалисты из других научных, медицинских и образовательных учреждений.