Nello stesso periodo sviluppa ricerche scientifiche in molti laboratori italiani ed europei prima in istologia, poi in psicologia sperimentale. Determinanti per la sua formazione psicologica furono gli incontri con Friedrich Kiesow (a Torino) e Oswald Külpe (a Bonn e Monaco). Durante la prima guerra mondiale presta la sua opera al fronte come medico e sacerdote e fonda un laboratorio psicofisiologico presso il comando supremo dell'esercito, dove compie studi sulla psicologia dei soldati e in modo particolare degli aviatori.