Исследования Барченко заинтересовали власть, и вскоре он получил приглашение к сотрудничеству от видного чекиста начальника Спецотдела ОГПУ Глеба Бокия.
В 1930 году Барченко переходит на работу в НКВД, где возглавляет сверхсекретную лабораторию, связанную с изучением воздействия физических полей на психику людей.
Барченко работал экспертом у Бокия по психологии и парапсихологии. В частности, им разрабатывается методика выявления лиц, склонных к криптографической работе и к расшифровке кодов.
Ученый выступал и консультантом при обследовании всевозможных знахарей, шаманов, медиумов, гипнотизеров и прочих людей, утверждавших, что они общаются с призраками. С конца 1920-х годов Спецотдел активно использовал их в своей работе. Для проверки этих «экстрасенсов» одно из подразделений службы Бокия оборудовало «черную комнату» в здании ОГПУ по Фуркасовскому переулку.
Исследования и методика Барченко применялись и в особенно сложных случаях дешифровки вражеских сообщений – в таких ситуациях даже проводились групповые сеансы связи с духами. Барченко привнес в жизнь Бокия метафизические теории и уговорил видного чекиста вступить в тайную оккультную организацию «Единое Трудовое Братство», изучающую Древнюю науку (Дюнхор), которая якобы превосходила современное знание, но принципы которой были утрачены с течением времени.
Для передачи эзотерического знания наиболее достойным представителям большевистской партии Барченко при участии Бокия в конце 1925 года организовал в недрах ОГПУ небольшой кружок по изучению Древней науки. Несколько раз занятия кружка посещал Генрих Ягода – будущий шеф НКВД.
Главная ценность начальника Спецотдела Бокия, по мнению Блюмкина, заключалась в том, что у Бокия была «Чёрная книга», в которой собраны компроматы на руководящих работников, а это давало неограниченные возможности. Суперагент почему-то был уверен, что Бокий в момент «X» именно ему отдаст «Чёрную книгу». Глеб Иванович действительно по прямому указанию Ленина собирал материалы обо всех высших советских чиновниках – их личная жизнь была государственной тайной и тайна эта хранилась на одной из полок Спецотдела.
16 мая 1937 года был арестован Бокий и на допросах показал: «Барченко выдвигал теорию о том, что в доисторические времена существовало высокоразвитое в культурном отношении общество, которое затем погибло в результате геологических катаклизмов. Общество это было коммунистическим и находилось на более высокой стадии социального (коммунистического) и материально-технического развития, чем наше. Остатки этого высшего Общества, по словам Барченко, до сих пор существуют в неприступных горных районах, расположенных на стыках Индии, Тибета, Кашгара и Афганистана, и обладают всеми научно-техническими знаниями, которые были известны древнему обществу так называемой Древней науки, представляющей собой синтез всех научных знаний.