1 сентября 1937 г. Б. Г. Ананьев был назначен заведующим сектором психологии Института мозга. Это произошло при трагических обстоятельствах, 2 месяца спустя после ареста бывшего заведующего сектором А. А. Таланкина. Таланкин был профессором психологии, заведовал сектором психологии в Институте мозга, но также был и кадровым военным в звании бригадного комиссара. Свою работу в Институте мозга он совмещал с преподаванием в Военнополитической академии РККА им. Толмачева в Ленинграде, где работал начальником кафедры философии[8]. В сложившейся тяжелой, опасной ситуации после внезапного ареста и увольнения заведующего, после разгрома педологии необходимо заново планировать работу. Задача усложнялась тем, что в 1938 г. Институт мозга был переведен из системы Наркомата просвещения в систему Наркомата здравоохранения. В этих условиях Б. Г. Ананьев выдвинул новую исследовательскую программу для сектора: психология чувственного познания (ощущения, восприятия и представления), история психологии в России. Характерологические исследования в средней школе прекратились, но сама проблема характера оставалась в планах работы. Теперь она была поставлена в связи с индивидуальными различиями в чувственной сфере[9].

Особенность новой программы Б. Г. Ананьева состояла в изучении функциональных связей чувственных форм отражения с мышлением, охват всех видов ощущений (не ограничиваясь, как часто бывает, зрительными и слуховыми), с использованием деятельностного и личностно-биографического подхода. В секторе психологии изучали индивидуальные различия тактильной и болевой чувствительности (Б. Г. Ананьев, З. М. Беркенблит, А. Н. Давыдова), влияние восприятия цвета на изменение тактильной и болевой чувствительности (Б. Г. Ананьев), кожную чувствительность и эмоциональное состояние (А. И. Торнова), восприятие ахроматического стимула (В. Н. Осипова), влияние расстояния на изменение восприятия цвета и формы (Б.Н. Компанейский), индивидуальные различия в цветовых ощущениях и восприятии (А. И. Зотов), болевые ощущения, бинокулярные и бимануальные эффекты восприятия (А. Н. Давыдова), осязание, вкусовые ощущения (Н. К. Гусев), единичные и общие обонятельные представления (А. В. Веденов), последовательные образы (Н. М. Карпенко), музыкальные представления и внутренний слух (В. И. Кауфман), стадии образования зрительно-моторных представлений (Л. А. Шифман) и т. д. (Архив: Научно-производственный план…, 1939). Есть сведения об изучении в секторе психологии эмоциональной памяти, аффективных представлений (Л. И. Сергеев), константности зрительных восприятий (В. Н. Осипова), представлений на основе чувственных и вербальных источников (П. Г. Сапрыкин) и др.

В Институте мозга над проблемой чувственного отражения вместе с психологами работали морфологи, биохимики, физиологи. Таким образом, это были комплексные исследования. Проблема чувственного отражения на долгие годы заняла центральное место в творчестве Б. Г. Ананьева. Именно эта программа ученого оказалась наиболее завершенной. Полученные в ее рамках материалы легли в основу пяти монографий – «Пространственное различение» (1955), «Осязание в процессах познания и труда» (1959), «Психология чувственного познания» (1960а), «Теория ощущений» (1961), «Индивидуальное развитие человека и константность восприятия» (1968) – и множества статей. Погружение в исследования ощущений и вообще чувственных форм психического сделало Ананьева сторонником материалистического сенсуализма, что отразилось в его общей антропо-психологической теории и придало ей своеобразное качество.