Профессор О.Д.Курмаев является основателем кафедры анатомии и физиологии педагогического института. Кафедра была создана в 1950 году на базе кафедры зоологии и физиологии. Научные интересы О.Д.Курмаева формировались под влиянием его учителя проф. А.В.Кибякова. В 50-ые годы в физиологической лаборатории биологического института Казанского филиала АН СССР под руководством А.В.Кибякова разворачивались широкие исследования химических медиаторных механизмов. Основной особенностью этих исследований было использование методов экспериментального нарушения синтеза медиаторов. Эти методические приемы были прогрессивными для своего времени и позволили выполнить целый ряд интересных исследований, посвященных изучению роли медиаторов в регуляции физиологических функций как в норме, так и при патологии.

Для нарушения синтеза ацетилхолина предварительно, за 6-9 дней, полностью или частично удаляли поджелудочную железу. При исследовании парасимпатической иннервации сердца на теплокровных животных О.Д.Курмаевым было установлено, что после оперативного удаления поджелудочной железы, при раздражениии блуждающих нервов наблюдается уменьшение отрицательного хронотропного эффекта на сердце и менее значительное снижение амплитуды его сокращений. Во всех опытах нарушения носили временной характер, отсутствовали в первые дни после операции, выявлялись с 5-го на 10-ый день, затем постепенно исчезали. В опытах на теплокровных животных было отмечено, что выраженность отрицательного инотропного влияния блуждающего нерва на сердце после частичной депанкреатизации заметно уменьшалась, тогда как отрицательное хронотропное действие существенно не страдало.

Профессор О.Д.Курмаев определил научное направление кафедры со дня ее организации на все последующие годы. Здесь проводились систематические исследования по физиологии сердца. Эти исследования были начаты под руководством И.А.Аршавского и М.А.Киселева на кафедре университета, затем в лаборатории А.В.Кибякова в биологическом институте и продолжены на кафедре анатомии и физиологии педагогического института.

В 60-ых годах под руководством профессора О.Д.Курмаева проведено подробное изучение тонуса центров блуждающих и симпатических нервов (И.И.Тахтарева, Л.Г.Амиров, Ф.Г.Ситдиков), механизма адаптации сердца при длительном раздражении блуждающих и симпатических нервов (Л.Г.Амиров, Ф.Г.Ситдиков), возрастных особенностей адаптации (Ф.Г.Ситдиков), взаимоотношений между симпатическими и блуждающими нервами (Э.И.Аухадеев), механизма брадикардии тренированности (А.С.Чинкин, Р.А.Абзалов, И.А.Жданов), механизма дыхательной аритмии (И.Ш.Макалеев, А.С.Чинкин). В этих исследованиях установлено, что тонус центра блуждающих нервов после перерезки последних проявляется не только при целостности симпатических нервов, но и после десимпатизации сердца, а тонус центра симпатических нервов обнаруживается и после ваготомии; что адаптация сердца при длительной стимуляции симпатических нервов происходит скорее при целостности блуждающих нервов и, наоборот, "ускользание" сердца при длительном раздражении блуждающих нервов осуществляется быстрее при целостности симпатических нервов. Это подтверждено и анализом содержания катехоламинов, ацетилхолина и холинэстеразы в крови и сердечной мышце. На основании полученных данных сделано заключение, что взаимоотношения между действием блуждающих и симпатических нервов носят взаимокомпенсаторный характер.

О.Д.Курмаев заведовал кафедрой в течение 24-х лет. За эти годы он подготовил 15 кандидатов наук. Результаты многочисленных исследований по физиологии обобщены в монографии "Механизмы нервной и гуморальной регуляции деятельности сердца" (Казань, 1966). За большую научную и педагогическую деятельность профессор О.Д.Курмаев был удостоен звания Заслуженный деятель науки ТАССР.