В условиях ужесточения борьбы с допингом и ограничения использования синтетических фармпрепаратов ведется поиск эффективных средств для повышения физической работоспособности и ускорения восстановления спортсменов. Одним из таких средств является воздействие низкоинтенсивным лазерным излучением (НИЛИ). Целью настоящего исследования было изучение физиологического ответа функциональных систем высококвалифицированных гребцов-академистов (женщины) на курсовое воздействие НИЛИ. Для наблюдения за организмом спортсменок использовали лазерную допплеровскую флоуметрию (ЛДФ), математический анализ сердечного ритма, нейроэнергокартирование, а также педагогическое тестирование с использованием тренажера Concept 2. После освечивания шеи в области проекции сонных артерий импульсным инфракрасным НИЛИ наблюдали повышение показателя перфузии крови на 38% (р < 0,05), показателя утилизации кислорода клетками на 48% (р < 0,05), а также снижение показателя сатурации гемоглобина кислородом на 16% (р < 0,05). В результате применения НИЛИ происходило повышение активности автономного механизма регуляции с ростом мощности спектра колебаний ритма сердца (ТР) на 41% (р < 0,05), мощности высокочастотных колебаний (HF) — на 73% (р < 0,05), росло влияние центрального механизма со снижением амплитуды моды (АМо) на 71% (р < 0,05), индекса напряжения (ИН) — на 175% (р < 0,05). Воздействие НИЛИ способствовало повышению эффективности доставки кислорода в отдельные области коры больших полушарий с ростом уровня постоянных потенциалов (УПП). Благодаря воздействию НИЛИ на 3,32% (p > 0,05) выросла скорость «прохождения» спортсменками дистанции 2000 м. Обнаруженные эффекты применения НИЛИ позволяют расширить спектр физиотерапевтических средств, способствующих повышению специальной физической работоспособности спортсменов и ускорению восстановления.