Что такое рефлекс собаки павлова. Открытие Павлова – условный рефлекс. Особенности высшей нервной деятельности человека

Рефлекс (reflexus - отражённый) - стереотипная реакция живого организма на определенное воздействие, проходящая с участием нервной системы. Рефлексы существуют у многоклеточных живых организмов, обладающих нервной системой. Рефлекс - это наиболее правильная, чаще всего встречающаяся реакция организма на внешние раздражители.

Полушария головного мозга - их кора и ближайшие к ней подкорковые образования - являются высшим отделом центральной нервной системы (ЦНС) позвоночных животных и человека. Функции этого отдела - осуществление сложных рефлекторных реакций, составляющих основу высшей нервной деятельности (поведения) организма. Предположение о рефлекторном характере деятельности высших отделов головного мозга впервые было развито ученым-физиологом И. М. Сеченовым. До него физиологи и неврологи не решались поставить вопрос о возможности физиологического анализа психических процессов, которые предоставлялось решать психологии.

Далее идеи И. М. Сеченова получили развитие в трудах И.П. Павлова, который открыл пути объективного экспериментального исследования функций коры, разработал метод выработки условных рефлексов и создал учение о высшей нервной деятельности. Павлов в своих трудах ввел деление рефлексов на безусловные, которые осуществляются врожденными, наследственно закрепленными нервными путями, и условные, которые, согласно взглядам Павлова, осуществляются посредством нервных связей, формирующихся в процессе индивидуальной жизни человека или животного.

Открытие великим ученым условного рефлекса привело к созданию целой науки - физиологии высшей нервной (психической) деятельности. В своих исследованиях И.П. Павлов интересовался в первую очередь не механизмами мозга, а процессами пищеварения. Он отметил многие особенности, связанные со слюнотечением у собак, связанным, в первую очередь с типом попавшей в рот пищи. Слюна выделяется в разных количествах и разной консистенции. Если пища сухая, выделяется много слюны, если жидкая - совсем мало. При глотании выделяется густая клейкая слюна, при выплевывании - водянистая. Для этих простых рефлексов не требуется никакой умственной деятельности: они возникают в ответ на сигналы, которые поступают из чувствительных областей, расположенных на языке и во рту. Благодаря памяти о прежних ощущениях, рот собаки будет наполняться вязкой слюной если ей просто предложить мясо, и жидкой, если предложить что-то несъедобное (выделение жидкой слюны свидетельствует об отвращении - прим. сайт).

Павлов начал свои исследования, используя пищу и метроном. В комнате, где собак ничто не отвлекало, он установил метроном. Пускать его в ход, а также выдвигать миску с едой можно было снаружи, снаружи же находился и наблюдатель, который мог видеть происходящее в комнате через отверстие. Собака, не знакомая с метрономом, обращала на него внимание, когда прибор начинал тикать. После этого сразу появлялась миска с аппетитной едой, и собака ела, первое время не связывая эти события между собой. Постепенно естественный безусловный рефлекс (выделение слюны, когда еда оказывается в пасти собаки, или когда миска просто стоит перед ней) превратился в условный. Это выражалось в том, что тиканье метронома начинало вызывать слюнотечение еще до того, как появится миска с едой.

Затем Павлов сделал собаке небольшую операцию - он провел проток слюнной железы под щекой наружу. Таким образом, ученый получил возможность наблюдать, как слюна стекает и собирается в пробирку.

Потом он пошел еще дальше - ушил часть желудка, из образовавшегося слепого желудочка вывел трубку, с помощью которой он мог проводить наблюдения. Так Павлов обнаружил, что при стуке метронома выделяется не только слюна, но и желудочный сок. Труды Павлова были дополнены исследованиями американского ученого Д.Б. Уотсона, который ввел понятия условного и безусловного рефлекса.

В жизни собаки присутствует множество условных рефлексов, которые накладываются на врожденные, безусловные. Безусловные рефлексы связаны с низшими отделами нервной системы, условные - с высшими. Если животному удалить полушария, простые врожденные рефлексы останутся, а связанные с ними условные - исчезнут.

Павлову удалось показать, как возникает условный рефлекс в ответ на разнообразные сигналы и разные типы и условия подкрепления. Кроме того, он обнаружил, что в том случае, когда условный сигнал многократно предъявляется без подкрепления, происходит затухание рефлекса. При этом реакция ослабевает, часто становится нерегулярной, и в конце концов условный сигнал перестает действовать.

Павлов показал также наличие поведенческих реакций, связанных с условнорефлекторными реакциями. Например, после того, как была выработана условнорефлекторная реакция слюноотделения на звук звонка определенной высоты, ее удавалось вызвать и звонком с другой высотой звука; в еще одном эксперименте слюноотделение вызывалось почесыванием не только определенного места на лапе, но и соседних участков. В каждом случае степень реакции на новый стимул зависела от того, насколько он был сходен с изначальным стимулом. Звонок, незначительно отличающийся по высоте, или почесывание места, близкого от первоначального, приводили к почти такому же слюноотделению, что и исходные сигналы; сильно отличающийся по высоте звонок или почесывание отдаленного участка вызывали отделение меньшего количества слюны. Как выяснилось, такой эффект, названный генерализацией, можно нейтрализовать, если подкреплять только изначальный сигнал, прекратив подкрепление остальных. В этом случае у животного развивается способность к различению: реакция в полной мере проявляется лишь на первоначальный условный сигнал, а на все другие бывает незначительной или вовсе отсутствует. Используя данную методику, Павлов получил возможность определять, каковы те минимальные изменения стимула, которые способна различить собака.

На основе своих опытов Павлов разработал несколько теорий работы коры головного мозга, в частности теорию возбуждения и торможения – состояний коры, характеризующихся повышенной и пониженной активностью. Он предположил, что торможение, разливаясь по коре, является причиной такого феномена, как затухание условного рефлекса. Павлов считал, что сон – это состояние, при котором торможение полностью захватывает кору головного мозга. Более поздние работы в области неврологии и психофизиологии показали, что работа коры намного сложнее, чем он предполагал.

Нет необходимости доказывать, что И. П. Павлов был выдающимся ученым. За свою долгую жизнь (1849-1936) он добился огромных успехов благодаря большому трудолюбию, целеустремленной работе, острому взгляду, теоре­тической ясности, исключительно искусному эксперимен­тированию и не в последнюю очередь мастерскому изложе­нию результатов своих исследований и мыслей. Он начи­нал научную деятельность в области физиологии, пауки о процессах, происходящих в здоровом человеческом орга­низме, таких, как, например, кровообращение, регулирова­ние температуры, пищеварение и выделение. Знания, при­обретенные в этой специальной области науки, совершенно необходимы для овладения искусством врачевания.

Современные научные исследования постоянно задают природе вопросы. Например, что происходит в организме, когда он находится в условиях очень низкого атмосферно­го давления и ограниченного содержания кислорода, как это бывает при восхождении на высокую гору или в само­лете? Ответ на такой вопрос можно получить и на земле. Для этого пользуются камерой низкого давления (барока­мерой), из которой постепенно откачивают воздух, тем самым понижая давление. Поскольку заранее нельзя сказать, не будут ли такие эксперименты опасны для че­ловека, их, как правило, проводят вначале на животных. В какой-то степени они отвечают на вопросы, поставлен­ные в эксперименте, в нашем примере - изменением ра­боты сердца, учащенным дыханием и другими тщательно регистрируемыми явлениями. Все эти процессы пе могут изучаться одновременно, а потому выделяются частные проблемы.

Будучи еще молодым физиологом, Павлов занимался вопросами пищеварения, точнее частью этой проблемы - причинами секреции (выделения) слюны в полость рта и желудочного сока в желудок. Что же вызывает эту сек­рецию?

Напрашивалось предположение, что железистые клет­ки стенок желудка начинают выделять сок, когда их ка­саются проглоченные и пережеванные кусочки пищи. Про­ведя две операции на собаках, Павлов доказал, что такое объяснение неверно. Он разрезал пищевод и вывел конец отрезка, идущего от полости рта, в прорез кожи на Шее; в результате каждый проглоченный животным кусок вы­падал наружу. Кроме того, Павлов наложил на желудок фистулу. Фистула - это трубочка, которую одним концом вставляют в стенку желудка, а другой выводят на поверх­ность живота; образующийся в желудке сок по каплям вытекает по фистуле в специальный сосуд. Эти исследования показали, что при каждом приеме пищи у собаки вы­рабатывается желудочный сок, хотя в желудок никакая пища не попадает. Происходящее наглядно изображено на рис. 6.

Выходит, что секреция сока в желудке может быть вы­звана только нервным возбуждением. Однако прямых нерв­ных путей, которые вели бы от рта к желудку, нет, а есть только такие, которые идут от рта к мозгу и уже от мозга к желудку.

Еще до Павлова другой выдающийся русский физио­лог, Иван Михайлович Сеченов (1829-1905), свел все происходящее в организме к рефлексам. Нервные пути рефлекса образуют так называемую рефлекторную дугу, которая состоит из чувствительной ветви, передающей в мозг все, что воспринимают органы чувств (разумеется, это чисто биологическая, а не физическая передача), и двигательной ветви, отходящей от мозга и идущей к «ра­бочим органам», то есть мышцам и железам.

Главное внимание Павлов уделил деятельности слюн­ных желез. Известно, что собака, в рот которой попал пе­сок, выделяет большее количество слюны, чем во время еды. И у людей только при виде вкусного блюда может начаться слюноотделение. Об этом говорит и известное вы­ражение «слюнки текут». В конце прошлого столетия су­ществовало «ученое» мнение, что телесную секрецию обус­ловливает нетелесная радость, вызванная полученным или ожидаемым удовольствием. Считали, что нечто, не завися­щее от тела и называемое душой, может таинственным об­разом влиять на работу органов. При этом оставались неясными два момента: во-первых, являлась ли действитель­но первопричиной какая-то радость, удовольствие, прият­ный вкус, желание, ожидание или даже мысль и, во-вто­рых, как проявляется это действие в каждом конкретном случае.

Физиологические исследования помогли Павлову по­нять ценность точных измерений. Он задался целью воз­можно полнее изучить выделение слюны, количество кото­рой серьезно менялось в зависимости от обстоятельств. Эксперимент, который он поставил, выявляет в нем весьма искусного мастера операций на животных. Чтобы измерить количество выделяемой слюны, ему пришлось наложить фистулу на околоушную слюнную железу. Операция осложнялась тем, что трубка должна была точно входить в выделительный проток железы. Последующим исследо­вателям не сразу удалось повторить эксперимент Павлова. Им пришлось вначале научиться тонкостям оперирования. Когда Павлов давал подготовленной таким образом собаке маленькие кусочки мяса, слюна капала из фистулы в под­ставленный под нее измерительный сосуд.

В других опытах Павлов сочетал кормление со звуко­вым раздражителем - звонком или шумом зуммера. Обыч­но воздействие на слух собаки не вызывает выделения слю­ны. С этой точки зрения шум является безразличным раз­дражителем. Но все изменяется, как только это воздейст­вие неоднократно повторяется перед кормлением. В проти­воположность шуму раздражение полости рта во всех слу­чаях вызывает выделение слюны. Это врожденный реф­лекс в отличие от тех, которые вызывают секрецию лишь при определенных условиях. Павлов назвал рефлексы пер­вого типа безусловными, а вторые - условными.

Установка, с которой работал И. П. Павлов, показана на рис. 7 в сильно упрощенном виде. Подопытную собаку закрепляли лямками в специальном станке, перед ней ста­вили миску, и спереди на раме был звонок. Как только он зазвонит, животное получает небольшую порцию корма. После нескольких повторений этой процедуры слюна вы­деляется сразу же после звонка, в том числе и тогда, когда акустический сигнал не подкрепляется кормом. В этих случаях секреция вызывается условным рефлексом, сложившимся у животного в результате многократного сочетания звукового раздражителя с пищевым подкрепле­нием.

Но И. П. Павлов искал научное объяснение обнаруженным им фактам. Его интересовало, как раздражение органа слуха (или зрения), который не связан с пищева­рением, влияет на железы рта. Значение разработанной Павловым теории, о которой большинство моих читателей уже слышали, можно правильно оценить только с учетом господствовавших в его время мировоззрений и общест­венных отношений.

По-прежнему встречались люди (нашелся такой чело­век и среди сотрудников Павлова), которые, как мы уже говорили, считали, что все объясняется действием духов­ных сил. Павлов, слушая их, только качал головой. Позд­нее он писал: «Среди моих сотрудников по лаборатории выделялся один молодой доктор. В нем виднелся живой ум, понимающий радости и торжество исследующей мыс­ли. Каково же было мое изумление, когда этот верный друг лаборатории обнаружил истинное и глубокое негодо­вание, впервые услыхав о наших планах исследовать ду­шевную деятельность собаки в той же лаборатории и теми же средствами, которыми мы пользовались до сих пор для решения различных физиологических вопросов. Никакие наши убеждения не действовали на него, он сулил и желал нам всяческих неудач. И, как можно было понять, все это потому, что в его глазах то высокое и своеобразное, что он полагал в духовном мире человека и высших животных, не только не могло быть плодотворно исследовано, а прямо как бы оскорблялось грубостью действий в наших физио­логических лабораториях».

Здесь я должен обратить внимание читателей на науч­ные факты, которые нередко опускаются в многочислен­ных описаниях основных исследований Павлова. Речь пой­дет о мозге, о функциях и строении которого до последней четверти прошлого столетия еще не имели ясного пред­ставления.

В начале 70-х годов прошлого века исследования мозга показали, что определенные, хорошо очерченные зоны коры головного мозга управляют отдельными участками тела, например мышцами лица, рукой или ногой. Если в результате тяжелого ранения головы оказывался повреж­денным соответствующий участок мозга, то переставала действовать рука и только она, а не какая-нибудь иная часть тела. При повреждении другого участка мозга нару­шалась деятельность какого-либо органа чувств: раненый слеп или глох. Такие участки головного мозга называют центрами; от них, как это теперь совершенно неоспоримо доказано, идут нервные пути соответственно к уху, языку или слюнным железам. Хотя учение о центрах было новым и для молодого Павлова, в его трудах существование этих центров рассматривается уже как нечто само собой разу­меющееся. Теперь мы знаем, что учение о центрах не столь всеобъемлюще, как полагали в те годы; однако мы не бу­дем подробно останавливаться на этом.

Павлов был физиологом-материалистом. Он понимал, что объяснение наблюдаемых им при выделении слюны яв­лений следует искать в реально существующих процессах, которые могут быть обнаружены путем точных исследо­ваний. В соответствии с учением о центрах он предполо­жил, что при каждом воздействии раздражителя на вкусо­вые рецепторы рта возбуждается соответствующий центр, это возбуждение передается определенным путем второму центру, управляющему деятельностью слюнной железы, который и приводит подчиненный ему орган в активное состояние. Так объяснялся механизм безусловного реф­лекса.

Если одновременно с возбуждением центра, управляю­щего слухом, многократно возбуждать центр, управляю­щий вкусовыми ощущениями, то между этими центрами устанавливается связь, которую Павлов назвал временной. Отныне любое раздражение первого центра приводит и к раздражению второго, а тот в свою очередь - к выделе­нию слюны.

Очень важно отметить, что эта связь является времен­ной. В период выработки условного слюноотделительного рефлекса, например на свет электрической лампочки, под­опытное животное получает корм после каждого включе­ния оптического сигнала. Специалисты говорят в таких случаях о подкреплении условного рефлекса безусловным. Условный рефлекс будет действовать, даже если прекра­тить подкреплять его, то есть включать световой раздра­житель и не давать пищи. Но если условный раздражи­тель неоднократно применяют без подкрепления, то чис­ло выделяющихся капель слюны от опыта к опыту будет уменьшаться, пока слюноотделение в конце концов не пре­кратится совсем. Условный рефлекс угаснет.

Как это понимать? Можно предположить, что живот­ное забыло о связи между раздражителем и получением пищи. Такое предположение не кажется нам невероятным. Нередко можно услышать, как один человек говорит дру­гому, что он что-то забыл, например сколько стоит книга, название которой он помнит, но не может связать с ценой. Между названием и ценой существовала временная связь, которая исчезла. Это исчезновение сравнимо с выцвета­нием плохо закрепленной фотографии, на которой по про­шествии длительного времени ничего нельзя разобрать. Казалось бы, точно так же можно объяснить забывание облика определенной личности или здания. Создается впе­чатление, что ранее воспринятый образ - не только отра­женный, но и запечатленный в мозгу - исчезает.

Павлов же неоспоримо доказал, что достаточно прочно запечатленные восприятия, а также взаимоотношения между ними не забываются; к ним неприменима анало­гия ни с медленно «выцветающей» фотографией, ни с окончательным исчезновением образа. Если условный реф­лекс подкреплялся всего несколько раз, он угасает быстро. На его восстановление приходится затрачивать почти столько же усилий, как и при его первичной выработке.

Иначе обстоит дело, когда условный раздражитель - звуковой или световой сигнал - подкрепляли многократно. В этом случав условный рефлекс угасает медленно. Если его затем подкрепить вновь, даже после длительной пау­зы, он восстанавливается удивительно быстро; значит, пол­ностью такой условный рефлекс не «забывается».

Гениально и смело И. П. Павлов предположил, что в таких случаях временная связь между вызывающими реф­лекс раздражителями (звук и раздражение вкусовых ре­цепторов) не исчезает, просто условный рефлекс был за­торможен. Следовательно, любое забывание достаточно прочно закрепленных временных связей объясняется тор­можением. Передающееся от одного центра к другому воз­буждение постепенно тормозится, что в конце концов при­водит к полной остановке данного процесса. К этому сле­дует добавить, что возбуждение и торможение в различных комбинациях являются теми процессами, на которых ос­новывается вся высшая нервная деятельность. Современ­ные исследования приносят этому все новые подтвержде­ния.

Для иллюстрации того, что представляет собой забы­вание, приведем такой убедительный пример из жизни лю­дей. Спросим у сорокалетних мужчин имена их однокаш­ников по выпускному классу, вместе с которыми они учи­лись долгие годы. В лучшем случае они вспомнят несколь­ко имен и скажут, что имена остальных забыли. Спустя 25 лет, уже в пожилом возрасте, воспоминания этих людей станут значительно полнее, они назовут больше имен, чем прежде. Содержание их памяти не «выцвело», не исчезло, оно было лишь приглушено чем-то другим.

В практике исследования условных рефлексов часто бывало так, что какой-то чрезвычайный раздражитель, на­пример грохот внезапно захлопнувшейся двери, прекра­щал действие условного рефлекса. Выделявшаяся до этого слюна переставала капать. Такое явление можно объяс­нить, предположив, что был сильно возбужден некий тре­тий центр и это возбуждение привело к подавлению услов­ного рефлекса. Точно так же и у сорокалетних мужчин юношеские воспоминания заторможены, а не «забыты» в обычном понимании этого слова, так как мозг в период наиболее полного расцвета творческих способностей рабо­тает с полной нагрузкой и соотношения и связи, которые не играют в настоящее время особой роли, приглушены. Все особенно волнующие события тормозят те нервные процессы, которые с ними никак не связаны, Павлов пи­сал по этому поводу: «Перед экстренным требованием внешней обстановки должна временно отступить другая текущая деятельность».

Изучение условных рефлексов помогает понять про­цесс забывания. Само собой разумеется, намного важнее то, что этот метод исследования дал для понимания науче­ния. В соответствии с тем, что мы уже узнали, можно ска­зать, что научение заключается в образовании временных связей. Справедливо ли это для любого вида научения?

Ответ может быть только отрицательным. Однако в жизни людей существуют многочисленные процессы об­учения, которые действительно можно свести к временным связям. Это относится к заучиванию слов или включению света с помощью выключателя, запоминанию времени от­правления поезда или того, на какой полке стоит книга. Научение подобного типа может иметь место и у животных. В этом смысле можно сказать, что собака тоже пони­мает значение слов. Следуя команде «сидеть», она дейст­вительно садится на задние лапы. Ее понимание основано на временной связи между звуковым сигналом и поощряе­мым поведением. Вознаграждение служит не чем иным, как подкреплением акустического сигнала. Поэтому дрес­сировка собак в большой степени основана на учении Пав­лова, убедительно показавшем нам, как осуществляется это понимание и обучение.

Условные рефлексы образуются уже в первые дни жиз­ни. Все выглядит так, словно новорожденный щенок, со­сущий молоко матери, реагирует на запах, действие кото­рого является для него врожденным. Сосание - это безус­ловный рефлекс. Один советский ученый с помощью хо­рошо продуманного эксперимента показал, что первые условные рефлексы образуются у щенка сразу после рож­дения. Появившиеся на свет щенки вначале очищаются матерью, которая облизывает их. Затем, ползая вокруг нее, они ищут и находят соски. Чтобы исследовать пове­дение щенков, у их матери незадолго до родов вымыли и смазали перечной мятой соски, хвост и лапы; этот запах и был первым, что еще слепые щенки восприняли в своей жизни. После первого сосания матери они заснули. Их поместили на 80 минут в ящик, а затем одного за другим клали на стол. Здесь к носу каждого щенка подносили кусочек шерсти, пахнущий так же, как и их мать, мятой. Маленькое существо ползло вперед и пыталось даже ино­гда сосать шерсть (рис. 8). Вскоре опыт повторили, на этот раз кусочки шерсти пахли иначе, чем мать, например мен­толовым маслом. Щенки, ощутив запах, отворачивались и ползли назад (рис. 8, внизу).

Условный рефлекс играет большую роль в жизни как животных, так и людей. Не обращая внимания на внезапно зажегшийся красный свет декоративного уличного фона­ря, водитель, не колеблясь, проезжает мимо. Но, если за­горается красный свет светофора, он сразу же тормозит. Используя приведенные выше термины, можно сказать, что при появлении красного света светофора срабатывает рефлекс торможения.

Пожалуй, кто-нибудь из читателей может подумать, что то, что происходит при восприятии цветового сигнала во­дителем, является мыслительным процессом. Но тогда он должен признать, что о мышлении (даже в самой простой форме) речь могла бы идти только в том случае, если бы водитель перед торможением учитывал вероятность не­счастного случая или уплаты штрафа за нарушение правил уличного движения. На самом же деле ни о том ни о другом он, разумеется, в момент торможения не думал. Мы еще не обсудили, что следует понимать под словом «думал». Во всяком случае, действие, о котором мы только что говорили, гораздо проще того, чем занимается инже­нер, проектирующий турбину для электростанции. Про­цессы, протекающие в его мозгу, нельзя представить себе как простую цепь условных рефлексов. Мышление чело­века гораздо сложнее. Здесь переплетены очень сложные и относительно простые процессы, взаимно влияющие друг на друга. Поэтому можно утверждать, что условные реф­лексы играют в нашем мышлении подчиненную, частную роль.

Иван Петрович Павлов — выдающийся ученый, гордость отечественной науки, «первый физиолог мира», как назвали его коллеги на одном из международных съездов. Ему присудили Нобелевскую премию по медицине, избрали почетным членом 130 академий и научных обществ.

Ни один из русских ученых того времени, даже Менделеев, не получил такой известности за рубежом. «Это звезда, которая освещает мир, проливая свет на еще не изведанные пути», - говорил о нем Герберт Уэллс. Его называли «романтической, почти легендарной личностью», «гражданином мира».

Иван Петрович Павлов родился 26 сентября 1849 года в Рязани. Его отец, Петр Дмитриевич, был священником. Мать, Варвара Ивановна, также происходила из семьи священнослужителей. Иван был первенцем. Младшая сестра Л. П. Андреева вспоминала: «Первым его учителем был отец... Иван Петрович всегда с благодарностью вспоминал своего отца, который шел привить детям привычки к труду, порядку, точности и аккуратности во всем. «Делу - время, потехе - час». - любил говорить он... В детстве Ивану Петровичу приходилось выполнять и другие работы. Мать наша содержала квартирантов. Зачастую она сама все делала и была большая труженица. Дети ее боготворили и наперебой старались чем-нибудь ей помочь: наколоть дров, истопить печь, принести воды все это приходилось проделывать и Ивану Петровичу».

Грамоте Иван обучился примерно восьми лет, но в школу поступил с запозданием, лишь в 1860 году. Дело в том, что как то, раскладывая для просушки яблоки на высоком помосте, восьмилетний мальчик упал на каменный пол, сильно ушибся и долго хворал.

По желанию своих родителей Павлов в 1860 году поступил в рязанское духовное училище, сразу во второй класс. Успешно окончив в 1864 году училище, он в том же году был принят в местную духовную семинарию.

В обширной отцовской библиотеке как то Иван нашел книжку Г.Г. Леви с красочными картинками, раз и навсегда поразившими его воображение. Называлась она «Физиология обыденной жизни». Эта книга так глубоко запала ему в душу, что и, будучи уже взрослым, «первый физиолог мира» при каждом удобном случае на память цитировал оттуда целые страницы.

Увлекшись естественными науками, Павлов в 1870 году поступил в Петербургский университет на естественное отделение физико-математического факультета.

С деньгами было туго. Приходилось прирабатывать частными уроками, переводами. 15 сентября 1870 года Павлов подал на имя ректора следующее прошение: «По недостатку материальных средств я не могу вносить положенной платы за право слушания лекций, почему и прошу Ваше превосходительство освободить меня от нее. Свидетельство о моей бедности приложено в числе других документов к прошению от 14 августа о допущении к проверочному экзамену».

Его интерес к физиологии возрос после изучения книги И. Сеченова «Рефлексы головного мозга». Позднее ученый вспоминал: «...главным толчком к моему решению, хотя и не осознанному тогда, было давнее, еще в юношеские годы испытанное влияние талантливой брошюры Ивана Михайловича Сеченова, отца русской физиологии, под заглавием «Рефлексы головного мозга»». Помогло освоить ему этот предмет обучение в лаборатории И. Циона, изучавшего роль депрессорных нервов. Как завороженный, слушал студент Павлов объяснения профессора.

Первое научное исследование Павлова изучение секреторной иннервации поджелудочной железы. За нее Павлов и М. Афанасьев были награждены золотой медалью университета.

После получения в 1875 году звания кандидата естественных наук Павлов поступил на третий курс Медико хирургической академии в Санкт Петербурге (реорганизованной впоследствии в Военно медицинскую). Однако его надежды стать ассистентом Циона. назначенного в академию ординарным профессором кафедры физиологии, не сбылись. Цион уехал из России, после того как правительственные чиновники воспрепятствовали этому назначению, узнав о его еврейском происхождении.

Молодой ученый проявил принципиальность, отказавшись работать с преемником Циона. Павлов стал ассистентом в Ветеринарном институте, где в течение двух лет продолжал изучение пищеварения и кровообращения.

Летом 1877 года он работал в городе Бреслау, в Германии, с Р. Гейденгайном, специалистом в области пищеварения. В следующем году по приглашению С. Боткина Павлов трудится в физиологической лаборатории при его клинике в Бреслау. Он еще не имеет медицинской степени. (Павлов получит ее через два года.) В лаборатории Боткина Иван Петрович фактически руководил всеми фармакологическими и физиологическими исследованиями. В том же году он начал исследования по физиологии пищеварения, которые продолжались более двадцати лет. Многие исследования Павлова в восьмидесятых годах касались системы кровообращения, в частности, регуляции функций сердца и кровяного давления.

В 1881 году произошло счастливое событие: Иван Петрович женился на Серафиме Васильевне Карчевской, от которой у него родились четыре сына и дочь. «Искал в товарищи жизни только хорошего человека, - писал Павлов, - и нашел его в моей жене Саре Васильевне, урожденной Карчевской, терпеливо переносившей невзгоды нашего до профессорского житья, всегда охранявшей мое научное стремление и оказавшейся столь же преданной на всю жизнь нашей семье, как я лаборатории».

Однако так хорошо начавшееся десятилетие стало самым тяжелым для него и для его семьи. «Не хватало денег, чтобы купить мебель, кухонную, столовую и чайную посуду». - вспоминала его жена. Бесконечные скитания по чужим квартирам - долгое время Павловы жили вместе с братом Дмитрием в полагавшейся ему университетской квартире. Тяжелейшее несчастье - гибель первенца Мирчика, а буквально через год опять неожиданная смерть малолетнего сына, отчаяние Серафимы Васильевны, ее продолжительная болезнь. Все это выбивало из колеи, отнимало силы, столь необходимые для научных занятий.

Это был год. который жена Павлова назовет «отчаянным», - когда мужество изменило Ивану Петровичу. Но на помощь пришла жена. По ее настоянию ученый вплотную занялся научной работой. В 1883 год}" он защитил диссертацию на соискание степени доктора медицины, посвященную описанию нервов, контролирующих функции сердца.

Павлов был назначен приват доцентом в академию, но вынужден был отказаться в связи с дополнительной работой в Лейпциге с Гейденгайном и К. Людвигом, двумя наиболее выдающимися физиологами того времени. Через два года Павлов вернулся в Россию.

Впоследствии он написал об этом - скупо, несколькими фразами обрисовав столь многотрудное десятилетие: «Вплоть до профессуры в 1890 году, уже женатому и имевшему сына, в денежном отношении постоянно приходилось очень туго, наконец, на 41 м году жизни я получил профессуру, получил собственную лабораторию... Таким образом, вдруг оказались и достаточные денежные средства, и широкая возможность делать в лаборатории что хочешь».

К 1890 году труды Павлова получили признание со стороны ученых всего мира. С 1891 года он заведовал физиологическим отделом Института экспериментальной медицины, организованного при его деятельном участии. Вместе с тем Иван Петрович одновременно оставался руководителем физиологических исследований в Военно медицинской академии, в которой проработал с 1895 по 1925 год.

В своих исследованиях Павлов использовал методы механистической и холистической школ биологии и философии, которые считались несовместимыми. Как представитель механицизма Павлов считал, что комплексная система, такая как система кровообращения или пищеварения, может быть изучена путем поочередного исследования каждой из их частей. Как представитель «философии целостности» он чувствовал, что эти части следует изучать у интактного, живого и здорового животного. По этой причине он выступал против традиционных методов вивисекции, при которых живые лабораторные животные оперировались без наркоза для наблюдения за работой их отдельных органов.

Считая, что умирающее на операционном столе и испытывающее боль животное не может реагировать адекватно здоровому. Павлов воздействовал на него хирургическим путем таким образом, чтобы наблюдать за деятельностью внутренних органов, не нарушая их функций и состояния животного. Мастерство Павлова в этой трудной хирургии было непревзойденным. Более того, он настойчиво требовал соблюдения того же уровня ухода, анестезии и чистоты, что и при операциях на людях.

Используя данные методы, Павлов и его коллеги показали, что каждый отдел пищеварительной системы - слюнные и дуоденальные железы, желудок, поджелудочная железа и печень -добавляет к пище определенные вещества в их различных комбинациях, расщепляющие ее на усвояемые формы белков, жиров и углеводов. После выделения нескольких пищеварительных ферментов Павлов начал изучение их регуляции и взаимодействия.

Как пишет Э. А. Асратян: «В своих систематических и тщательных хронических экспериментах Павлов установил, что рефлекторная секреция слюны в сильной степени варьирует по количеству и даже по качеству в зависимости от природы, силы, количества и продолжительности действия натуральных раздражителей в виде пищевых или отвергаемых веществ на рецепторы ротовой полости. Попадает в рот пища или отвергаемое вещество (кислота, щелочь и т д.), какой сорт пищи попадает в рот - мясо, хлеб, молоко или что либо другое, в каком виде (сухом или жидком), в каком количестве — от этого зависит, какие слюнные железы и в каком темпе будут работать, какого состава и какое количество слюны будут выделять и т д. К примеру, было показано, что сухая пища вызывает большее слюноотделение, чем влажная или жидкая, кислота вызывает слюну с большим содержанием белка, чем пищевые продукты, речной песок, засыпанный в рот, также вызывает обильное слюноотделение, а мелкие камешки, положенные в рот, не вызывая слюны, выталкиваются изо рта и т д.

Вариабельность в количестве и качестве выделяемой слюны зависит также от ее функционального назначения - пищеварительного, защитного или санитарно гигиенического. Например, на съедобные вещества выделяется, как правило, густая слюна, а на отвергаемые - жидкая. При этом соответственно меняется доля участия отдельных слюнных желез, производящих преимущественно жидкую или преимущественно густую слюну. Всей совокупностью этих и друтих фактов Павлов установил факт принципиальной важности: такая тонкая и яркая изменчивость рефлекторной деятельности слюнных желез обусловлена специфической возбудимостью разных рецепторов ротовой полости к каждому из этих раздражающих их агентов, и сами эти изменения носят приспособительный характер».

Рассказывает Е.В. Сапарина:

«В 1901 году в Петербурге побывал профессор физиологии Гельсингфорсского университета Р. Тигерштедт. Посетил и новоявленную российскую знаменитость. То, что он здесь увидел, подтвердило его заочные представления о выдающихся павловских экспериментах по физиологии питания, о чем он, вернувшись на родину, самолично известил Ивана Петровича письмом.

Профессор Р. Тигерштедт был членом Нобелевского комитета, но это был частный, ознакомительный визит. Весной 1904 года он прибыл в Петербург вместе с другим членом комитета, И. Иогансоном, уже с официальными полномочиями. Несколько дней подряд им подробно показывали все павловское хозяйство: и знаменитое мнимое кормление, и наблюдательное «окошко» в желудке, и конечно же, «маленький желудочек». Для наглядности многие операции производились прямо в присутствии высоких гостей. Оперировал сам Иван Петрович. И хотя не обошлось без спешки и волнения, мастерство Павлова поразило зарубежных ученых. Они уехали в твердой уверенности, что их русский коллега вполне достоин награды.

В октябре того же года Ивана Петровича уведомили, что он признан лауреатом и его приглашают в Стокгольм для вручения Нобелевской премии. В декабре 1904 года состоялось торжественное вручение золотой медали, диплома и денежного чека на семьдесят пять тысяч рублей.

Вручал Павлову эту высокую награду сам король Швеции и, дабы уважить прибывшего из России ученого, произнес на русском языке специально выученное приветствие: «Как Ваше здоровье, Иван Петрович?»

Павлов был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса». В речи на церемонии вручения премии К. А.Г. Мернер из Каролинского института дал высокую оценку вкладу Павлова в физиологию и химию органов пищеварительной системы. «Благодаря работе Павлова мы смогли продвинуться в изучении этой проблемы дальше, чем за все предыдущие годы, -сказал Мернер. - Теперь мы имеем исчерпывающее представление о влиянии одного отдела пищеварительной системы на другой, т е. о том, как отдельные звенья пищеварительного механизма приспособлены к совместной работе»».

На протяжении всей своей научной жизни Павлов сохранял интерес к влиянию нервной системы на деятельность внутренних органов. В начале двадцатого века его эксперименты, касающиеся пищеварительной системы, привели к изучению условных рефлексов. Впервые удалось экспериментально доказать, что работа желудка зависит от нервной системы и управляется ею.

«Любое явление во внешнем мире может быть превращено во временный сигнал объекта, стимулирующий слюнные железы, - писал Павлов, - если стимуляция этим объектом слизистой оболочки ротовой полости будет связана повторно... с воздействием определенного внешнего явления на другие чувствительные поверхности тела».

Пораженный силой условных рефлексов, проливающих свет на психологию и физиологию, Павлов после 1902 года сконцентрировал свои научные интересы на изучении высшей нервной деятельности.

В институте, который располагался неподалеку от Петербурга, в местечке Колтуши, Павлов создал единственную в мире лабораторию по изучению высшей нервной деятельности. Ее центром была знаменитая «Башня молчания» - особое помещение, которое позволяло поместить подопытное животное в полную изоляцию от внешнего мира.

Исследуя реакции собак на внешние раздражители, Павлов установил, что рефлексы бывают условными и безусловными, то есть присущими животному от рождения. Это было его второе крупнейшее открытие в области физиологии.

Преданный своему делу и высокоорганизованный во всех аспектах своей работы, будь то операции, чтение лекций или проведение экспериментов, Павлов отдыхал в летние месяцы; в это время он с увлечением занимался садоводством и чтением исторической литературы.

Положение величайшего русского ученого защищало Павлова от политических коллизий, которыми изобиловали революционные события в России начала века. Так, после установления советской власти был издан специальный декрет за подписью Ленина о создании условий, обеспечивающих работу Павлова.

Выдающийся врач, физиолог и ученый, положивший начало развитию высшей нервной деятельности как самостоятельного подразделения науки. За годы своей жизни он стал автором многих научных статей, и добился всеобщего признания, став лауреатом Нобелевской премии в области медицины, однако наиболее важным достижением во всей его жизни, безусловно, можно считать открытие условного рефлекса, а также несколько теорий работы коры головного мозга человека, основанных на многолетних клинических испытаниях.

Своими научными изысканиями Иван Петрович на много лет опередил развитие медицины, и добился поразительных результатов, позволивших значительно расширить познания людей о работе всего организма и в особенности всех процессов, протекающих в коре головного мозга. Павлов серьезно приблизился к тому, чтобы понять значение и непосредственную необходимость сна, как физиологического процесса, разобрался в структуре и влиянии отдельных участков мозга на определенные типы деятельности, и сделал еще много важных шагов в понимании работы всех внутренних систем человека и животных. Конечно, некоторые работы Павлова, в последствие корректировались и исправлялись в соответствии с получением новых данных, и даже понятие условного рефлекса в наше время используется в значительно более узком значении, чем в момент его открытия, однако вклад Ивана Петровича в физиологию просто нельзя не оценить по достоинству.

Обучение и начало исследований

Доктор Павлов живо заинтересовался процессами, протекающими в человеческом мозгу непосредственно и рефлексами в 1869 году во время обучения в рязанской духовной семинарии, прочитав книгу профессора Сеченова «Рефлексы головного мозга». Именно благодаря ней он бросил юридический факультет и начал обучаться физиологии животных в Петербургском университете под руководством профессора Циона, обучившего молодого и подающего надежды студента свой профессиональной хирургической технике, о которой в то время ходили легенды. Далее карьера Павлова быстро пошла в гору. Во время учебы он работал в физиологической лаборатории Устимовича, а затем получил должность руководителя собственной физиологической лаборатории при клинике Боткина.

В этот период он активно начинает заниматься своими исследованиями, и одной из важнейших целей для Ивана Петровича было создание фистулы - специального отверстия в желудке. Этому он посвятил более 10 лет своей жизни, ведь данная операция отличается большой сложностью из-за желудочного сока, разъедающего стенки. Однако, в конце концов, у Павлова получилось добиться положительных результатов, и вскоре подобную операцию он мог провести на любых животных. Параллельно с этим Павлов защищает диссертацию «О центробежных нервах сердца», а также обучается за границей в Лейпцеге, работая совместно с выдающимися физиологами того времени. Чуть позже он также удостаивается звания члена Петербургской Академии Наук.

Понятие условного рефлекса и эксперименты на животных

Приблизительно в это же время он добивается успеха в своих главных профильных исследованиях, и формирует понятие условного рефлекса. В своих экспериментах он добивался выработки желудочного сока у собак под воздействием определенных условных раздражителей, таких как мигающий свет или определенный звуковой сигнал. Для изучения воздействия приобретенных рефлексов он оборудовал полностью изолированную от внешних воздействий лабораторию, в которой мог полностью регулировать все типы раздражителей. Путем простой операции он выводил слюнную железу собаки за пределы ее организма, и таким образом измерял количество слюны, выделяемой при демонстрации тех или иных условных или абсолютных раздражителей.

Также в ходе исследований он сформировал понятие слабых и сильных импульсов, которые можно смещать в необходимую сторону, для того чтобы, к примеру, добиваться выделения желудочного сока даже без непосредственной кормежки или демонстрации еды. Также он ввел понятия следового рефлекса, который активно проявляется у детей в возрасте от двух лет, и значительно способствует развитию мозговой активности и приобретения разнообразных привычек на первых этапах жизни человека и животных.

Результаты своих многолетних исследований Павлов изложил в своем докладе в 1093 году в Мадриде, за что год спустя получил всемирное признание и Нобелевскую Премию в области биологии. Однако на этом он не прекратил исследовании, и на протяжении следующих 35 лет занимался различными исследованиями, практически полностью переделав представления ученых о работе мозга и рефлекторных процессах.

Он активно сотрудничал с иностранными коллегами, регулярно проводил различные семинары международного уровня, охотно делился результатами своей работы с коллегами, а на протяжении последних пятнадцати лет жизни активно обучал молодых специалистов, многие из которых стали его прямыми последователями, и смогли еще глубже проникнуть в тайны человеческого мозга и поведенческих особенностей.

Последствия деятельности доктора Павлова

Стоит отметить, что Иван Петрович Павлов до самого последнего дня жизни проводил различные исследования, и во многом именно благодаря этому выдающемуся во всех отношениях ученому, в наше время медицина находится именно на таком высоком уровне. Его работа помогла разобраться не только в особенностях мозговой деятельности, но и в плане общих принципов физиологии, и именно последователи Павлова на основе его работ открыли закономерности наследственной передачи некоторых заболеваний. Отдельно стоит отметить вклад, внесенный им в ветеринарию, и в частности в хирургию животных, вышедший при его жизни на принципиально новый уровень.

Иван Петрович оставил огромный след в мировой науке, и запомнился его современникам, как выдающаяся личность, готовая ради науки пожертвовать собственными благами и удобствами. Этот великий человек не останавливался не перед чем, и смог добиться поразительных результатов, которых до сих пор не смог достичь ни один прогрессивный ученый исследователь.

До сих пор не утихают споры о том, был ли Иван Петрович Павлов великим ученым своего времени, или ему доставляло истинное удовольствие видеть мучения своих «подопечных». Давайте попробуем откинуть эмоции и взглянуть на все беспристрастно.

Суть опытов

И. П. Павлов в своей лаборатории, расположенной недалеко от Санкт-Петербурга, в Колтушах, ставил эксперименты, изучая Свои исследования ученый проводил на собаках. Все работы велись в своеобразной «Башне молчания» - специальной изолированной звуконепроницаемой камере, в которой не существовало никаких внешних раздражителей, способных повлиять на чистоту эксперимента. Ученый при этом наблюдал за животным через систему специальных стекол, через которые он сам оставался невидимым для собаки. Пес также был зафиксирован на специальном станке, который ограничивал его движения.

Основное внимание в опытах Павлов уделял тому, как реагируют слюнные железы собаки на различные внешние раздражители. Для этого животному проводили операцию, выводя протоку слюнной железы наружу, чтобы вовремя зафиксировать наличие слюноотделения, его начало, обильность и качество слюны. Затем Павлов старался вызвать у животного условную реакцию на ранее нейтральный раздражитель - звуковой, световой. Кроме этого, наружу выводились и концы пищевода, чтобы проследить за выработкой у собаки желудочного сока.

Классическим опытом Павлова на собаках считают тот, когда животному после ударов метронома сразу же давали корм. После нескольких таких попыток у собаки стала выделяться слюна на звуки метронома. Опыт Павлова с лампочкой действовал по этому же принципу, но вместо метронома использовалась обычная лампа, после включения которой собака получала пищу. Так ранее посторонний для животного источник стал тем внешним раздражителем, который начал вызывать у него условный рефлекс. К сожалению, не все раздражители были настолько безобидными. В своих опытах Павлов использовал электрический ток, различные наказания.

Практическое применение

Одним из интереснейших примеров применения опытов Павлова является выработка условных рефлексов у койотов ко вкусу баранины. Для возникновения этого рефлекса койотам подбрасывали отравленное мясо баранов. Удивительно, но после первого же раза они перестали охотиться на овец, связав мясо с возникающим у них после его приема недомоганием. Многие фермеры сразу же взяли это на вооружение.

Роль экспериментов

Теория о возникновении условных рефлексов, сделанная более ста лет назад, и по сей день остается одной из основополагающих в истории психологии. Даже современные психологи руководствуются результатами опытов Павлова при лечении некоторых психических расстройств, а также формируя поведенческие реакции.

Собаки Павлова

Многие операции, которые проводил ученый, заканчивались для животного плачевно. Как говорил сам Павлов, когда он режет и разрушает живое животное, он глушит в себе едкий упрек, что ломает художественный механизм. Но делает это только в интересах истины и ради пользы людям. Проводя свои опыты, Павлов все хирургические вмешательства делал только под наркозом, чтобы не причинять животному дополнительных страданий. Об отношении ученого к своим подопечным говорит и установленный им в Санкт-Петербурге памятник собаке.

Сейчас собака Павлова - это не просто бессловесное подопытное животное. Это настоящий мученик, терпеливый герой, который пострадал ради помощи науке и всему человеку. О ней снято множество фильмов, написано большое количество книг, воздвигнуты памятники. Несмотря на его гибель, память об этом животном до сих пор жива. Сама фамилия Павлова у любого из нас сразу ассоциируется с собакой, так что можно смело сказать, что это тот редкий случай, когда воспоминания о подопытном животном пережили воспоминание о самом великом ученом.

Заключение

Так был ли Павлов великим ученым? На этот вопрос однозначно можно ответить только положительно. Но вот оправданы ли были его методы? Тут нет однозначного ответа.

Бесспорно, его вклад в психологию является неоценимым, но, к сожалению, иногда приходится ради науки жертвовать какими-то этическими нормами. Не будем забывать, что все выжившие животные находились у ученого на пожизненном пенсионе. Хотелось бы думать, что не только ради дальнейших наблюдений.