Conjuntament amb la seva escola estudià, a partir del 1910, la conducció nerviosa, la transmissió neuromuscular i els fenòmens fisiològics, bioquímics i biofísics que s’hi relacionen. El 1922 rebé el premi Nobel de medicina i fisiologia (compartit amb Otto Meyerhof) per les seves aportacions al coneixement de l’activitat muscular.