Есть ли правдоподобное психофизиологическое объяснение, почему музыка в минорной тональности звучит как правило грустно?

Скорее всего, дело совсем не в консонансах, а просто в _интонации_ минорной и мажорной терций как интервалов вообще.

Человеческая речь в зависимости от её настроения меняет свою интонацию, как со звуковысотной и динамической, так и с ритмической точки зрения. Минор потому и минор, что воспринимается, как "грустная интонация".

Т. е. это мы сами психологически наделяем минорным или мажорным звучанием интервалы, а не интервалы имеют минорное или мажорное звучание сами по себе. Если бы, допустим, интонация человеческой речи в процессе эволюции для передачи чего-либо зарезервировала, например, октаву - то звучащая октава воспринималась бы как интервал, дающий соответствующее ощущение.

Точно по такой же причине можно наиграть мелодию, которая будет напоминать весенние трели птиц. И играть такую мелодию вы будете, подражая интонациям птиц на высоких нотах. Играть же мелодию про хищного зверя вы будете в басу, потому что медведь или волк рычат басом, а не издают пронзительные птичьи трели. А можно подобрать мелодию, которая будет вызывать ощущение, словно капризничает голодная кошка.

Всё это - психология. Есть даже шутка: мало кто знает, но возглас заблудившегося в лесу человека "ау!" на языке медведей означает "ОБЕД!!!".

Что же касается того, почему же именно такое значение мажорная и минорная терции приобрели в восприятии и почему именно мажорная звучит бодрее - здесь всё достаточно просто.

Консонансы по порядку, от более устойчивых к менее устойчивым:
1) Прима
2) Октава
3) Квинта (делит октаву пополам по частоте колебания)
4) Кварта (делит октаву пополам по периоду колебания)
5) Большая секста (устойчивее, чем терции)
6) Большая терция (делит квинту пополам по частоте колебания)
7) Малая терция (делит квинту пополам по периоду колебания)
8) Натуральный тритон (в равномерно-темперированном строе отсутствует)
9) Малая секста
10) Малая септима
11) Всё остальное, включая большую септиму, большие и малые секунды

Т. е. большая терция является более устойчивым интервалом, чем малая.

А мажорное трезвучие имеет бОльшую устойчивость по сравнению с минорным не только по причине бОльшей устойчивости большой терции по сравнению с малой - а ещё и по причине того, что, хотя сами по себе и мажорная, и минорная терции являются очень похожими консонансами с точки зрения их акустического слияния - но большая терция существует как ощутимый призвук в звучании абсолютно любой ноты, чего не скажешь о малой терции. Квинта и большая терция существуют как призвуки в звуке любой ноты. Малая терция в составе призвуков отдельно взятой ноты отсутствует. Мажорный лад сам себя, таким образом, акустически усиливает. Минорный - нет.