В 1876 году Иван Петрович, не оставляя учебу, становится ассистентом профессора кафедры физиологии ветеринарного отделения К. Н. Устимовича. Здесь Павлов в течение трех лет занимается изучением физиологии кровообращения и почек и потом несколько недель стажируется в Бреславском университете.
В конце 1878 года ветеринарное отделение упраздняется, и Павлов остается без работы, не успевая подготовиться к выпускным экзаменам в академии. К счастью, о перспективном молодом ученом был наслышан С. П. Боткин, который пригласил Павлова руководить лабораторией при своей клинике. Через год Павлов сдает экзамены и получает диплом лекаря. В маленькой лаборатории Иван Петрович неустанно экспериментирует на животных и исследует актуальные вопросы фармакологии и физиологии кровообращения. Он исследует «тройной нервный контроль» сердечно-сосудистой системы: функциональный (отвечает за деятельность органа), сосудистый (регулирует его кровоснабжение) и трофический (определяет процессы обмена веществ и регенерации ткани органа). Результаты опытов потом найдут отражение в докторской диссертации «О центробежных нервах сердца», за которую ученому в 1883 году вручат золотую медаль.
В 1883 году И. П. Павлову вручат золотую медаль за докторскую диссертацию «О центробежных нервах сердца».
Пора испытаний
В 1881 году Иван Петрович вопреки намерению родителей женить его на богатой невесте предлагает руку и сердце возлюбленной – Серафиме Карчевской. Молодая семья крайне ограничена в средствах, поэтому Павлов старается заработать преподаванием, откладывая, правда, часть заработка на продолжение опытов. Период неустроенности и безденежья супруги переносят стойко, Серафима Васильевна понимает и всячески поддерживает своего отчаявшегося мужа. Когда в 1883 году умирает их первенец, только любовь и взаимовыручка дают Павловым силы выстоять после удара судьбы.
Летом 1884 года супруги отправляются в Германию, где в течение двух лет Павлов проходит стажировку у светил физиологии Гейденгайна и Людвига. По возвращении ему долго не удается получить должность при академии, потому что на кафедре Боткина заняты все вакансии. Прямолинейный и упорный в том, что касается науки, Иван Петрович, тем не менее стесняется просить место на других кафедрах, и только благодаря настойчивости друзей ему удается устроиться на кафедру к профессору Монассеину и тем самым получить возможность продолжить работу в академической лаборатории.
Исследования пищеварения, которые провел Павлов, в корне изменили научный взгляд на физиологию желудочно-кишечного тракта
В 1889 году после ухода Сеченова Павлов безрезультатно претендует на должность руководителя кафедры физиологии Петербургского университета. Томский университет предлагает ему возглавить кафедру фармакологии, а Варшавский университет, надеясь заполучить Павлова себе, присуждает ему престижную премию имени Хайнецкого. Иван Петрович, однако, предпочитает остаться в Петербурге: Военно-медицинская (ранее Медико-хирургическая) академия весной 1890 года утверждает его на место профессора фармакологии, а годом позже в Институте экспериментальной медицины ему предлагают заведовать физиологическим отделом. В 1895 году должность профессора кафедры физиологии Военно-медицинской академии покидает Тарханов, и Павлов заслуженно занимает его место.
Эксперимент без жестокости
Иван Петрович с детства любил собак и вивисекцию воспринимал как тяжелую необходимость. Он писал: «Когда я приступаю к опыту, связанному в конце с гибелью животного, я испытываю тяжелое чувство сожаления, что прерываю ликующую жизнь, что являюсь палачом живого существа. Но переношу это в интересах истины, для пользы людям».
Павлова не поняли коллеги, когда он первым предложил при проведении опытов на животных использовать наркоз и антисептику – то, что применялось при операциях на людях. Ученый обоснованно считал, что у страдающего животного рефлексы неадекватные, а значит, и изучение физиологии бессмысленно. Павлов старался максимально уменьшить объем требуемого для исследования вмешательства и после успешных экспериментов нередко восстанавливал анатомическое строение животного. На этом базировался его так называемый хронический метод, существующий в противовес острому, при котором функции того или иного органа изучаются на умирающем животном.
В 1904 году Павлов первым из русских ученых был награжден Нобелевской премией за работы в области физиологии пищеварения.
Законы пищеварения
Исследования пищеварения, которые провел Павлов, в корне изменили научный взгляд на физиологию желудочно-кишечного тракта. Ученый установил связь между выделением слюны в зависимости от поступающей в рот пищи, ее вида и качества. Ранее считалось, что выработка желудочного сока является ответом на попадание пищи в желудок. Павлов опроверг это мнение.
Ученый и его соратники изучили взаимодействие основных нервных процессов – возбуждения и торможения и связь этих процессов с деятельностью коры головного мозга
Знаменитый опыт с мнимым кормлением состоял в том, что пищевод собаки перерезался в шейной части и выводился наружу. Во время кормления пища выпадала, но тем не менее желудочная секреция, как и при обычном поглощении пищи, увеличивалась, что подтверждалось обильно вытекающим по желудочной фистуле соком. Рефлекторную природу желудочной секреции Павлов доказал, продемонстрировав, что при перерезке ветвей блуждающего нерва увеличения выработки сока при «мнимом кормлении» не происходило.
Регуляцию пищеварения через рефлекторный механизм удалось дополнительно исследовать во время опытов с «маленьким желудком». В желудке собаки были сформированы две изолированные камеры с общими кровоснабжением и иннервацией: в большую попадала пища, а из другой, меньшей, наружу выводилась фистула. При кормлении из «маленького желудка» по фистуле выделялся чистый желудочный сок, химические свойства которого теперь можно было изучать, изменяя характер поступающей пищи. Благодаря этому эксперименту удалось выявить фазы секреции желудочного сока.
В 1907 году Павлова избрали академиком Российской академии наук, и тогда же он возглавил физиологическую лабораторию при ней.
В ходе экспериментов Павлов исследовал моторную функцию желудка и открыл, что отделы и органы системы пищеварения (слюнные и дуоденальные железы, желудок, поджелудочная железа и печень) вырабатывают каждый определенное вещество и в том объеме и соотношении, в которых они необходимы для расщепления того или иного вида пищи. Результаты своих опытов ученый описал в «Лекциях о работе главных пищеварительных желез», ставших мировым научным бестселлером. За работы в области физиологии пищеварения Павлов первым из русских ученых был награжден в 1904 году Нобелевской премией.
От пищеварения к психике
Исследования физиологии пищеварения подтолкнули Ивана Петровича к изучению высшей нервной деятельности. Изначально он предположил, что активация пищеварительной секреции происходит под влиянием психики. За этим последовали опыты с раздражителями, когда перед кормлением собаки на протяжении нескольких дней зажигали лампочку, и у животного на ее включение постепенно сформировался рефлекс с усилением слюноотделения и желудочной секреции независимо от того, следовало ли за включением лампы кормление или нет. Если же при включении лампочки давался болезненный раздражитель (например разряд тока), то вскоре на этот сигнал собака начинала вести себя беспокойно. Так были сформулированы понятия безусловного (врожденного) и условного (возникающего по мере получения опыта) рефлексов – основы науки о поведении. Было выявлено, что в формировании условных рефлексов участвует кора головного мозга. В ней Павлов обнаружил центр торможения, исследовал виды внешнего и внутреннего торможения, его охранительную роль. Ученый и его соратники изучили взаимодействие основных нервных процессов – возбуждения и торможения и связь этих процессов с аналитической и синтетической деятельностью коры головного мозга.
