1904 г. ознаменовался для Павлова высшей международной почестью: профессорский совет Каролинского медико-хирургического института присудил ему Нобелевскую премию «в знак признательности его работ по физиологии пищеварения». Между тем в это время Павлов был уже всецело занят другой проблемой – в возрасте 53 лет он круто изменил тематику своих исследований и от пищеварительной системы обратился к изучению деятельности головного мозга. Для многих этот поворот казался парадоксальным, но для самого Павлова он означал только расширение сферы его опытов. Он понимал, что именно в работе головного мозга следует искать объяснения многим непонятным наблюдениям, полученным при изучении пищеварительной системы. Например, при исследовании слюной железы он столкнулся с таким поразительным фактом: у подопытной собаки при виде пробирки, из которой ей вливали в рот разбавленный раствор кислоты, начинала выделяться слюна. Выходило, что пищеварительная система могла функционировать от одного лишь вида раздражителя без всякого присутствия пищи. Как и почему это происходит? Павлов понимал, что ответы на эти и многие другие вопросы может дать только исследование центральной нервной системы. Вступая в новую для него область и начиная изучение самого сложного и таинственного органа – головного мозга, он решил остаться в роли чистого физиолога и экспериментатора, имеющего дело исключительно с внешними явлениями. Вместо того, чтобы вскрывать череп собаки и делать сложные операции, он сосредоточил все внимание на работе слюнной железы и выбрал слюноотделительный рефлекс в качестве основного индикатора при изучении высшей деятельности мозга. В следующие годы было проделано множество разнообразных и интересных экспериментов (например, собаку начинают кормить и при этом зажигают лампочку или включают метроном; потом просто включают лампочку – и у собаки начинается обильное отделение слюны, хотя никакой пищи перед ней нет). Размышляя над результатами этого и других подобных ему опытов, Павлов разработал свою знаменитую теорию условных рефлексов, с которой впервые выступил на Мадридском конгрессе физиологов в 1903 г. Что нужно для того, чтобы свет или звук начали выполнять чужое дело – гнать слюну. Нужно, чтобы зрительное или звуковое впечатление совпало с возбужденным состоянием слюнного центра от пищевых или, напротив, едких, отвратительных веществ, попавших в рот. После ряда таких совпадений прокладывается некоторый путь к слюнному центру со стороны других раздражаемых участков тела. Например, собаке несколько раз вливали в рот кислоту, окрашенную в черный цвет. Это вызывало усиленное слюноотделение. Вскоре и простая вода, окрашенная в черный цвет, стала одним видом гнать слюну. Реакции подобного рода можно наблюдать постоянно и не только в лаборатории, но и обыденной жизни. Почему собака шарахается в сторону, лишь только увидит занесенную над ней палку? Потому что не однажды возбуждение зрительной сетчатки и, значит, зрительных отделов мозговой коры от вида палки совпадало с ощущением удара и ощущением боли. Удар, боль возбуждают двигательный центр и тем самым весь двигательный аппарат животного. Точно так же всякое явление – звуковое, зрительное, – неоднократно совпавшее с этой врожденной двигательной реакцией, неизбежно приобретает способность так же вызывать ее. От зрительного и слухового участка мозговой коры «проторился» не существовавший дотоле нервный путь к центрам движения. На основе врожденного рефлекса возник приобретенный рефлекс. Однако условные рефлексы, в отличие от безусловных, явление временное. Если условный рефлекс постоянно не подкреплять – он пропадает. Стоит всего несколько раз «обмануть» собаку (например, зажечь лампочку, но не дать ей после этого пищи), и отделение слюны при включении лампочки прекратится. Объясняя это явление, Павлов выдвинул идею о двух параллельно протекающих в мозгу процессах – торможении и возбуждении. Торможение служит как бы обратной стороной раздражения и необходимо для того, чтобы память «не засорялась» ненужными рефлексами.
Напряженная научная деятельность Павлова (в 1907 г. он был избран действительным членом Российской Академии наук) нарастала с каждым годом. В его лаборатории одно за другим делались удивительные открытия. Даже социальные катаклизмы, потрясшие Россию во втором десятилетии ХХ в., когда на страну надвинулись годы мировой и гражданской войны, интервенции, блокады, тифа и голода, не остановили его исследований. Известно, что Павлов в феврале 1917 г. горячо приветствовал падение самодержавия, но Октябрьскую революцию не принял. В июле 1920 г. он отправил в Совнарком письмо с просьбой отпустить его работать за границу. О причинах, понуждающих его к эмиграции, и о положении своей семьи Павлов в том же письме говорил так: «Хотя сейчас я совмещаю три должности, значит, получаю жалование на трех местах, всего в общей сумме 25 тыс. рублей в месяц – однако, за недостатком средств, принужден исполнять в соответствующий сезон работу огородника (в мои года не всегда легкую) и постоянно действовать дома в роли прислуги, помощника жены на кухне. Несмотря на это, мне и жене приходится питаться плохо и в количественном и в качественном отношении (годами не видеть белого хлеба, неделями не иметь ни молока, никакого мяса, прокармливаться главным образом черным, большей частью недоброкачественным, хлебом.), что, естественно, ведет к нашему похуданию и обессиливанию. И это после полувековой напряженной научной работы, увенчавшейся ценными результатами, признанными всем научным миром.»
Это письмо заставило Петроградский Совет, Луначарского и Ленина обратить внимание на отчаянное положение дел в лаборатории Павлова. Оказалось, что она не имеет дров, что собаки умирают от голода, что почти все сотрудники мобилизованы, а сам академик принужден проводить свои операции при свете лучины. В январе 1921 г. Ленин подписал постановление Совнаркома «Об условиях, обеспечивающих научную деятельность академика Павлова». Положение дел в павловской лаборатории (вскоре она была преобразована в Физиологический институт Академии наук) улучшилось. Павлов остался в России и перенес все тяготы жизни и трудности научной работы в тогдашних условиях. В 1924 г. в Колтушах под Ленинградом начал работать построенный специально для Павлова научный институт-городок с большим числом постоянных научных сотрудников.
Последние пятнадцать лет жизни великого физиолога ознаменовались новыми открытиями. Особенно большое значение имела его теория о роли в человеческой психике второй сигнальной системы. В одной из своих работ Павлов писал: «В развивающемся животном мире на фазе человека произошла чрезвычайная прибавка к механизмам нервной деятельности. Для животного действительность сигнализируется почти исключительно только раздражениями и следами их в больших полушариях, непосредственно приходящими в клетки зрительных, слуховых и других рецепторов организма. Это первая сигнальная система действительности, общая у нас с животными. Но слово, будучи сигналом первых сигналов, составило вторую, специально нашу, сигнальную систему действительности. Слово сделало нас людьми». В самом деле, слово в человеческом сознании обозначает собою все явления и рождает образы всех существующих предметов. Оно, выражаясь павловским языком, служит тем «универсальным раздражителем», который может подменять и обозначать любой другой внешний раздражитель. Именно благодаря второй сигнальной системе человек обрел недоступную для животных и качественно отличающую его способность к отвлеченному абстрактному мышлению.
