Arvanitaki đóng góp vào mảng sinh lý học thần kinh với nghiên cứu về sợi thần kinh khổng lồ trong các chi thuộc Lớp Chân bụng, loài thỏ biển Aplysia và loài ốc sên đất liền Helix. Bà phát triển khái niệm chuẩn bị hạch của những dây thần kinh có thể xác định được lớn.<[2] Arvanitaki cũng khám phá ra rằng những sự dao động diện thông thường có thể phát triển về kích cỡ theo chu kỳ cho đến khi một chuỗi các điện thế hoạt động được kích hoạt dọc theo các sợi thần kinh bị cô lập của mực nang, chiSepia. Một cống hiến thêm nữa của Arvanitaki là việc bà đã mô tả được rằng không cần phải có mạch nơron thì một dây thần kinh duy nhất cũng có thể sản sinh ra hoạt động có nhịp điệu và tự phát. Đồng thời, bà cũng khám phát ra rằng khi hai sợi thần kinh ở gần nhau thì hoạt động của một sợi thần kinh duy nhất cũng có thể gây ra hoạt động của một sợi thần kinh gần đó.