Что изобрел павлов врач
Иван Петрович Павлов
Биография выдающегося учёного
Иван Павлов родился в Рязани. Интересно, что его предки по материнской и отцовской линии были православными священниками. Начальное и среднее образование Иван Павлов поэтому получил соответствующее – учился он в местном духовном училище, а затем в семинарии. Обучение в семинарии Павлову нравилось.
На последнем курсе семинарии Иван Павлов, однако, прочитал небольшую книжку Сеченова «Рефлексы головного мозга», которая заставила его всерьёз заинтересоваться биологией. После семинарии он поступил в Санкт-Петербургский университет – вначале на юридический факультет, но через несколько дней перевёлся на естественнонаучный.
В университете преподавателями Павлова являлись многие известные учёные, в том числе Боткин, Цион, Овсянников. Боткин был другом и последователем Сеченова, поэтому с ним Павлов сошёлся особенно близко.
Павлов также ездил стажироваться в Германию, где работал под руководством Рудольфа Гейденгайна – крупного специалиста по пищеварению.
В дальнейшем Павлов продолжал работать под руководством Боткина. С этим периодом связаны его первые научные достижения: коллектив, состоявший из Боткина, Павлова и Стольникова, разработал первую в мире методику искусственного круга кровообращения – раньше английского учёного Старлинга, который официально считается первопроходцем этого метода.
Исследование процессов пищеварения занимало Павлова в то время больше всего. Он более десяти лет пытался получить фистулу желудочно-кишечного тракта собаки (то есть сквозное отверстие). Сделать это было непросто, потому что вытекающий желудочный сок переваривал кишечник и брюшную стенку. Наконец, после кропотливых трудов фистула была получена, и это позволило Павлову провести свои знаменитые эксперименты. Написанная учёным работа оказалась революционной, и на неё он в 1904 году получил Нобелевскую премию. Иван Павлов был первым русским учёным, удостоившимся этой награды.
В своём докладе, представленном в Мадриде, Павлов впервые сформулировал основы теории высшей нервной деятельности. В нём он ввёл такие понятия, как условный и безусловный рефлексы, подкрепление; в настоящее время эти понятия стали общеизвестными и составляют основу не только науки о животных, но и ряда направлений психологии, в том числе бихевиоризма – науки о поведении человека.
Научная деятельность Павлова
Иван Павлов был последователем так называемого нервизма – направления, развивавшего идею о том, что все физиологические процессы в организме регулируются нервной системой. В России этой теории придерживались, в частности, Боткин и Сеченов – учителя Павлова. На рубеже XIX и ХХ веков была новинкой мысль о том, что нервная система и головной мозг управляют даже теми внутренними процессами в организме, которые человеческое сознание не контролирует и как бы не замечает.
Вот, например, пищеварение, которое Павлов изучил, так сказать, вдоль и поперёк. Как пищеварительная система узнаёт, что имеет дело с чем-то съедобным, и в какой момент начинается сам этот процесс? Эксперименты Павлова над собаками позволили в буквальном смысле невооружённым глазом наблюдать этот процесс от начала и до конца.
Собака видит пищу, и в этот момент в её организме начинает вырабатываться желудочный сок. Сигналы в желудок посылает мозг, и он же обрабатывает информацию, поступающую от органов зрения (а также слуха, обоняния, вкуса). Значит, для организма это всё звенья одной цепи.
Так Павлову удалось лицезреть то, что уже тогда принято было именовать рефлексами. Однако учёный заметил, что желудочный сок вырабатывается не только в том случае, когда животное осуществляет непосредственный контакт с пищей. Если собаке дать понюхать кусок мяса, но одновременно с этим звонить в звонок, то через некоторое время желудочный сок начинает выделяться каждый раз, когда она слышит звонок, даже если мяса рядом нет.
Поэтому все рефлексы Иван Павлов разделил на безусловные и условные. Условные рефлексы, в отличие от безусловных, приобретаются в течение всей жизни животного не закрепляются на генетическом уровне. В формировании условных рефлексов участвуют высшие отделы головного мозга.
Из условных рефлексов формируется так называемое приобретённое поведение. Его значимость для организма огромна, поскольку такое поведение позволяет приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Тот, кто не может приспособиться, не выживает. Таким образом, условные рефлексы играют роль этаких «двигателей прогресса» в развитии живых организмов.
Было в теории Павлова и ещё одно соображение, которое смогли развить его последователи. Условные рефлексы позволяют контролировать поведение высших организмов, обучать их новым навыкам, порой достаточно сложным, и полностью подчинять их своей воле. А поскольку человеческий организм в общем и целом практически не отличается от организма собаки, то с человеком, стало быть, можно производить то же самое.
Подобные эксперименты проводили первые американские бихевиористы, используя маленьких детей. С помощью несложных манипуляций у ребёнка удавалось выработать отвращение и даже страх перед предметами, которые до этого его привлекали. Приобретённая ребёнком реакция потом сохранялась на всю жизнь, и потом человеку, ставшему взрослым, приходилось долго устранять последствия эксперимента с помощью профессиональных психологов.
Бихевиористическое учение довольно быстро нашло себе практическое применение. Одним из направлений «прикладного бихевиоризма» стал маркетинг – искусство продавать товары, используя реакции потребителей на определённые раздражители. Нашли своё применение эти методы также в политических технологиях, религии и в некоторых других сферах.
Коллекционирование Павлова
Всю свою жизнь Иван Павлов был весьма увлечённым человеком и интересовался всем, что имеет отношение к живой природе. Он коллекционировал бабочек, жуков, растения, а также марки, произведения искусства. Насекомые составляли предмет его особого интереса. По его просьбе знакомые исследователи привозили ему из разных стран диковинных бабочек; мальчишки собирали для него гусениц, из которых он сам выращивал бабочек в лаборатории.
Множество знакомых также собирали для него марки. Однажды Павлову довелось встретиться с принцем Сиама, как тогда называли Таиланд. Учёный посетовал, что в его коллекции не хватает именно сиамских марок. Через несколько дней они были ему доставлены.
Достаточно обширно собрание картин Павлова. Учёный мог рассуждать о собранных произведениях живописи часами. При этом смысл картин он понимал по-своему и нередко рассказывал о них такое, чего в замыслах авторов, скорее всего, и не было.
Выдающиеся учёные труды
Вот основные научные работы Ивана Петровича Павлова:
Известен учёный и своей общественно-политической активностью. В своих статьях, посланиях он выступал против произвола властей, насилия, несправедливости. Достаточно известно его «Письмо к молодёжи», написанное в 1935 году; в нём он описывал, как нужно правильно подходить к науке, чтобы достичь её вершин. Павлов писал, что начинать нужно с малого, познавая вначале самые азы науки и не гнушаясь даже самой «чёрной» работой в научном процессе. И каких бы успехов в научной деятельности ты бы не достиг, каждый раз напоминай себе, что ты ещё ничего толком не знаешь.
Иван Павлов был первым, кто открыто назвал советский государственный режим фашизмом. И это он написал не где-нибудь, а в своём письме правительству от 1934 года. Во многих своих письмах он критиковал советскую власть и отмечал, что не признаёт её. Один из главных пороков советской власти, по его словам, заключался в том, что при ней государство неимоверно возвеличено, а человек не имеет никакой ценности. Такое государство, по его словам, долго не протянет.
Павлову также пришлось неоднократно развенчивать мифы, сложившиеся по поводу его религиозности. Павлов напоминал, что в бога он не верит. Он писал, что именно религиозное воспитание и обучение в семинарии сделали его атеистом в раннем возрасте, причём неверующими стали многие его однокашники. Наблюдая за религиозной жизнью, так сказать, изнутри, Павлов получил возможность увидеть все нестыковки и противоречия религиозного учения, всю его темноту и ограниченность.
Примечательно, что в советской идеологии имя Ивана Павлова приобрело культовый статус; однако истинный смысл многих его работ игнорировался, а его прямые последователи подвергались жестокой травле.
Иван Петрович Павлов. Биографическая справка
Иван Петрович Павлов – российский и советский физиолог, создатель учения о высшей нервной деятельности и современных представлений о процессе пищеварения, новатор хирургической физиологии, основатель крупнейшей отечественной физиологической школы, академик Академии наук (1907); первый российский лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1904).
По желанию родителей юный Иван посещал начальный курс духовной семинарии, а в 1860–1864 году обучался в Рязанском духовном училище.
С первых лет обучения мальчика заинтересовали естественные науки: его настольной книгой стал труд Георга Генри Леви «Физиология обыденной жизни», обнаруженная в отцовской библиотеке.
Увлекшись естественными науками, в 1870 году Павлов поступил в Петербургский университет на естественное отделение физико-математического факультета. Его интерес к физиологии возрос после того, как он прочитал книгу Ивана Сеченова «Рефлексы головного мозга», но освоить этот предмет ему удалось только после того, как он прошел обучение в лаборатории профессора Ильи Циона, изучавшего роль депрессорных нервов. Цион выяснял влияние нервов на деятельность внутренних органов, и именно по его предложению Павлов начал свое первое научное исследование – изучение секреторной иннервации поджелудочной железы.
Эта работа принесла ему и его однокурснику Михаилу Афанасьеву золотую медаль университета.
После получения в 1875 году звания кандидата естественных наук, Павлов поступил на третий курс Медико-хирургической академии в Санкт-Петербурге (впоследствии реорганизованной в Военно-медицинскую академию), где надеялся стать помощником Ильи Циона, который незадолго до этого был назначен ординарным профессором кафедры физиологии. Однако вскоре после этого Цион, столкнувшись с негативным отношением к себе со стороны коллег и студентов, уехал из России. Отказавшись работать с его преемником, учеником Сеченова Иваном Тархановым, Павлов в 1876–1878 годах работал на кафедре физиологии ветеринарного отделения Медико-хирургической академии в лаборатории профессора Константина Устимовича, ученика известного немецкого физиолога Карла Людвига.
Именно здесь Павлов выполнил ряд работ по физиологии кровообращения, в ходе которых проявились зачатки его революционного метода изучения функций организма в их естественной динамике без применения наркоза.
Летом 1877 года Павлов по рекомендации Устимовича уехал в университет немецкого города Бреслау (ныне Вроцлав, Польша) для работы с профессором Рудольфом Гейденгайном, специалистом в области пищеварения.
В 1878 году видный русский врач-терапевт и общественный деятель Сергей Боткин предложил ему место в физиологической лаборатории при его клинике. В первое время Павлов числился там лаборантом, хотя фактически руководил всеми фармакологическими и физиологическими исследованиями. В том же году он начал исследования по физиологии пищеварения, которые продолжались более двадцати лет.
В 1879 году Павлов с годичным запозданием, которое было связано с интенсивной научной работой, сдал выпускные экзамены в Медико-хирургической академии и получил медицинскую степень.
В 1881 году Павлов женился на своей давней знакомой Серафиме Карчевской, выпускнице Педагогических курсов, с которой познакомился еще во время учебы в университете. Родители жениха, намеревавшиеся женить сына на дочери состоятельного петербургского чиновника, были против брака с Карчевской, однако молодые люди втайне от них обвенчались в Ростове-на-Дону при содействии родственников невесты. Счастливый брак подарил Ивану и Серафиме Павловым четырех сыновей и дочь.
В 1883 году Павлов защитил диссертацию на соискание степени доктора медицины, посвященную описанию нервов, контролирующих функции сердца. Руководство Медицинско-хирургической академии предложило Павлову должность приват-доцента, но он отказался от этого назначения и в 1884 году уехал в Германию для совершенствования знаний. В Лейпциге и Бреслау он стажировался в лабораториях Рудольфа Гейденгайна и Карла Людвига, а также работал под руководством известных физиологов Германа Гельмгольца и Эмиля Дюбуа-Реймона.
В 1886 году Павлов вернулся в Россию и был назначен руководителем лаборатории петербургской клиники Боткина, где поработал до конца 1890 года.
К 1890 году труды Ивана Павлова получили признание со стороны ученых всего мира. В этот период он достиг выдающихся результатов в области изучения физиологии кровообращения и пищеварения, в разработке некоторых актуальных вопросов фармакологии, в усовершенствовании своего незаурядного экспериментального мастерства, а также в приобретении навыков организатора и руководителя коллектива научных работников.
В 1890 году Павлов был избран профессором и заведующим кафедрой фармакологии Военно-хирургической академии. С 1891 года он заведовал физиологическим отделом Института экспериментальной медицины, организованного при его деятельном участии; с 1895 по 1925 год одновременно оставался руководителем физиологических исследований в Военно-медицинской академии.
В Институте экспериментальной медицины были выполнены классические работы Павлова по физиологии главных пищеварительных желез, а также значительная часть его работ по условным рефлексам, обессмертивших имя Павлова и прославивших отечественную науку.
В 1901 году Павлов был избран членом-корреспондентом, а в 1907 году – действительным членом Академии наук. В начале конце XIX – начале XX века Павлов был избран членом академий ряда стран и почетным доктором многих университетов.
В 1903 году Павлов сделал доклад на XIV Международном медицинском конгрессе в Мадриде, произведший большое впечатление на мировое научное сообщество. В докладе были впервые сформулированы принципы физиологии высшей нервной деятельности.
В 1904 году Нобелевский комитет принял решение о присуждении Ивану Павлову Нобелевской премии в области физиологии и медицины с официальной формулировкой «за работу по физиологии пищеварения». Павлов стал первым российским ученым, удостоенным этой награды.
События 1917 года Павлов встретил в Петербурге в ранге авторитетнейшего специалиста отечественной и мировой медицины. В годы Гражданской войны он отклонил предложение Королевской шведской академии наук о переезде в Стокгольм, несмотря на то, что ему был обещан собственный институт в пригороде скандинавской столицы.
Советское правительство сделало все для того, чтобы удержать Павлова от эмиграции. В 1921 году Владимир Ленин издал постановление, в котором отметил «исключительные научные заслуги академика Павлова, имеющие огромное значение для трудящихся всего мира», а специальной комиссии поручалось «в кратчайший срок создать наиболее благоприятные условия для обеспечения научной работы академика Павлова и его сотрудников».
В 1925 году физиологическая лаборатория Академии наук была реорганизована в Физиологический институт Академии наук СССР (ныне носящий имя Павлова). Прославленный ученый руководил этим институтом со дня его основания и до конца своих дней.
Научное творчество Павлова оказало огромное влияние на развитие смежных областей медицины и биологии, оставило заметный след в психиатрии. Под влиянием его идей сформировались крупные научные школы в терапии, хирургии, психиатрии, невропатологии.
22 февраля 1936 года во время очередной поездки в Колтуши для работы в своем научном городке, Павлов простудился и заболел воспалением легких. Несколько дней ход его болезни не вызывал особой тревоги, однако к вечеру 26 февраля состояние ученого ухудшилось: врачи констатировали дальнейшее распространение пневмонии, падение температуры, ослабление сердечной деятельности. 27 февраля Павлова не стало.
Иван Петрович Павлов похоронен в Санкт-Петербурге на «Литераторских мостках» – мемориальном участке Волковского кладбища.
Иван Петрович Павлов и его вклад в науку
Основной научной деятельностью Ивана Петровича Павлова были исследования рефлекторной регуляции пищеварения и выяснение механизмов образования условных рефлексов. Именно в этих направлениях он достиг наибольших успехов.
Пожалуй, ни один из русских ученых того времени, включая даже Менделеева, не был так широко известен за рубежом. Писатель и публицист Герберт Уэллс как-то сказал о Павлове: «Это звезда, которая освещает мир, проливая свет на еще не изведанные пути».
Его называли «романтической, почти легендарной личностью», «гражданином мира». Однако это будет потом, после Нобелевской премии по физиологии. Начало научного пути Павлова было не столь радостным. Тот факт, что условия, в которых работал Иван Петрович, менее всего благоприятствовали великим открытиям, еще раз подтверждает его гениальность. Ведь в XIX веке не существовало специальных техник для выполнения столь непростых научных работ, однако Павлов творил чудеса в своей тесной лаборатории в старом здании Императорского института экспериментальной медицины. Он также не прекращал работу в гражданскую войну, когда отсутствовало отопление, властвовал голод и существовал дефицит медицинского оборудования. Однако сейчас доподлинно неизвестно, что было труднее — пережить материальные трудности, непонимание и открытую враждебность со стороны коллег, отрицавших неопровержимые факты и смелые теории Павлова, указывающие на ошибочность слепой веры в «божественную силу», или внутреннюю борьбу, связанную с изменением моральных ценностей.
Опыты с мнимым кормлением и исследования пищеварения
В своих исследованиях Павлов совмещал несколько существующих подходов, которые прежде считались несовместимыми. Так, он считал, что такие сложные системы, как пищеварение или кровообращение, могут быть изучены с помощью поочередного исследования каждой из их частей. Вдобавок ученый полагал, что эти части сложной системы следует изучать у здорового животного. Следуя своим принципам, он выступал против методов хирургических операций над живыми животными, которые были традиционными в то время: тогда для наблюдения за работой отдельных органов лабораторных животных оперировали без наркоза. Павлов справедливо полагал, что умирающее на операционном столе животное, испытывающее боль, не может реагировать так, как здоровое. В результате хирургическое воздействие он проводил более гуманно, чтобы за работой внутренних органов можно было наблюдать, не нарушая их функций и состояния подопытного.
Мастерство Павлова было непревзойденным. Левша с рождения, он постоянно тренировал и правую руку. В результате настолько хорошо владел обеими, что приводил коллег в замешательство и восторг одновременно. Так о нем вспоминали те, кто имел честь находиться рядом в операционной или видеть физиолога за работой:
«Ассистировать ему во время операций было очень трудной задачей: никогда не было известно, какой рукой он будет действовать в следующий момент. Он накладывал швы правой и левой руками с такой скоростью, что два человека с трудом успевали подавать иглы с шовным материалом».
«Человеческим» можно назвать и послеоперационное отношение Павлова к подопытным. Его требования по соблюдению нужного уровня ухода, анестезии и чистоты для животных соблюдались неукоснительно. Ученый говорил: «После приведения организма животного в соответствие с нашей задачей мы должны найти для него modus vivendi (способ существования), чтобы обеспечить абсолютно нормальную и продолжительную жизнь. Только при соблюдении этих условий полученные нами результаты можно считать убедительными и отражающими нормальное течение этих феноменов».
В начале научной карьеры Павлова интересовало влияние нервной системы на деятельность внутренних органов. Для установления ее роли в регуляции желудочной секреции ученый в 1890 году применил оригинальную технику — так называемое мнимое кормление. В этом эксперименте у подопытной собаки надрезали пищевод, а концы его выводили наружу в районе шеи. Желудок также был прооперирован — сообщался с внешней средой с помощью специального отверстия (фистулы).
В итоге у собаки появлялись два искусственных отверстия: одно — в стенке желудка, другое — в пищеводе. Если животное начинало есть, то пища не попадала в желудок, а вываливалась из отверстия в пищеводе наружу. Одновременно по законам физиологии выделялся желудочный сок, так как желудок получал сигнал, что поступает еда. Этот сигнал проходил путь от расположенных в ротовой полости раздраженных рецепторов через продолговатый мозг, а оттуда — по нервным волокнам к желудку.
Мозг давал желудку команду готовиться к пищеварению, то есть усиленно выделять необходимый для переваривания пищи сок. Из опытов стало ясно, что желудочный сок начинает выделяться через несколько минут после начала мнимого кормления. В условиях опыта сок можно было легко собирать из отверстия, расположенного в желудке, а затем исследовать без остатков пищи. Было установлено, что выделение (секреция) сока может продолжаться в течение нескольких часов. Более того, оно не прекращается на протяжении двух-трех часов даже при кратковременном кормлении. В результате исследования от одной собаки за один сеанс мнимого кормления удавалось получить до литра чистого желудочного сока. Это давало большое поле для экспериментов. Например, пищу меняли и наблюдали, как одновременно меняется и химический состав желудочного сока.
Используя данный метод, Павлов показал, что каждый отдел пищеварительной системы — слюнные железы, желудок, поджелудочная железа и печень — добавляет к пище определенные вещества. Их различные комбинации расщепляют еду на элементарные составляющие (белки, жиры и углеводы), которые всасываются стенками пищеварительного тракта. Дополнительно, после выделения нескольких таких веществ, в частности пищеварительных ферментов, Павлов стал изучать способы, помогающие «подчинить» их, понять природу и принципы взаимодействия. В ходе экспериментов по изучению влияния центральной нервной системы на пищеварительную физиолог обнаружил немало удивительных фактов. Компоненты слюны можно разделить на две части: одна, водянистая, облегчает проглатывание пищи, вторая, богатая слизью (муцином), облегчает ее прохождение через пищевод. Например, было установлено, что работа пищеварительных желез «приспосабливается» к пище. Если собаке в рот положить мелкие и гладкие камешки, то слюна не выделяется, так как камешки — это не пища и их следует выплюнуть. Если положить в рот песок, то будет выделяться лишь водянистая часть слюны с минимальным содержанием муцина или вовсе без него: для того чтобы выплюнуть песок, лучше подходит именно такая слюна, а муцин не нужен — песок не глотают.
Работа ученым была проделана огромная.
И в результате Павлов впервые экспериментально установил, что работа желудка управляется нервной системой.
Все доказывалось очень просто: в опытах мнимого кормления пища не попадала непосредственно в желудок, однако он начинал работать. То, что команда от рецепторов ротовой полости к желудку поступала по нервам, было доказано обрезанием особых блуждающих нервов: стоило лишь перерезать их — и сок переставал выделяться. Павлов первым установил это, оставив позади одного из самых авторитетных физиологов того времени и своего учителя Рудольфа Гейденгайна.
В 1897 году Иван Петрович обобщил все собранные факты и результаты исследований в книге «Лекции о работе главных пищеварительных желез», а в 1904-м получил Нобелевскую премию.
Он стал первым физиологом и русским ученым, которого удостоили этой наивысшей награды.
Факты и законы условных рефлексов
Собственные эксперименты, касающиеся пищеварительной системы, а также работа Сеченова «Рефлексы головного мозга» побудили ученого заняться исследованием рефлексов. После 1902 года Иван Петрович полностью сконцентрировался на изучении высшей нервной деятельности и был поражен силой и важностью рефлексов, которые проливали свет на многие спорные вопросы психологии и физиологии.
Во времена Павлова действия раздражителей условно разделяли на прямое и удаленное. При этом эффект каждого из них изучала отдельная наука. Например, раздражение нервных окончаний во рту, которое вызывала поступающая пища, было прямым и сопровождалось слюноотделением, поэтому изучалось физиологией. Удаленное действие, например, когда слюна начинает рефлекторно вырабатываться не только во время попадания пищи в рот, но и если мы просто видим еду (всем знакомо выражение «слюнки текут»), было объектом исследования психологии. По воззрениям того времени, воздействие на расстоянии было возможно из-за наличия более «высоких» функций, таких как воля, желание и суждение. Например, животные «считали», что запах — это пища, и поэтому «желали» ее. Все эти заключения носили теоретический характер, так как тогда еще не существовало достоверных экспериментальных данных о психологии животных. На первых порах Павлов также придерживался такого мнения.
Однако, по мере того как продвигалась его работа по изучению пищеварения, открытые факты все больше стали противоречить бытующей теории о психическом раздражении.
Объяснение этих явлений с позиции всеруководящей «божественной силы» Павлова не устраивало, в результате он решил исследовать их с точки зрения физиологии, то есть объективными научными методами.
Так, с точки зрения физиологии факты кормления собак песком и камнями могут быть описаны по-другому. Нервы, ведущие к слюнным железам, способны регулировать содержание воды и муцина в слюне. К тому же некоторые участки ротовой полости являются рецепторами, которые определяют свойства поступающей пищи и то, как ее следует принять. Такой механизм взаимодействия формировался на протяжении веков (вспомним теорию Дарвина) и приспособился к окружающей среде наилучшим образом. Против «божественной силы» свидетельствовали и другие факты, полученные в ходе исследования пищеварения. Например, избирательное выделение слюны наблюдалось и при психическом (удаленном) раздражении слюнных и пищеварительных желез. Если показать собаке камешки, это не вызовет у нее слюноотделения (камни — не пища), если песок — вызовет обильное выделение водянистой слюны (желание выплюнуть его), если сухую пищу — возникнет обильное выделение слюны, содержащее вдобавок и муцин, способствующий прохождению пищи, если влажную — появится умеренное слюноотделение. Удивительными оказались случаи дистанционного раздражения рефлексов собаки — они могли быть достигнуты не только явными признаками, например, видом и запахом пищи, но и раздражителями, отличными от свойств еды. Например, вид миски для кормления, шаги человека, несущего еду, также вызывают выделение слюны.
Суммируя результаты исследований реакции подопытных собак на внешние раздражители, Павлов сделал важный вывод, что взаимодействие организма с внешней средой, а не «божественная сила» играет ведущую роль. Непосредственное окружение животного постоянно влияет на него, заставляя приспосабливаться к меняющейся обстановке. Итог такого приспособления вызывает новые, неврожденные рефлексы, то есть приобретаемые в течение жизни.
Результатом этих опытов стало второе крупнейшее открытие в области физиологии — разделение рефлексов на условные, которым животные обучаются в течение своей жизни, и безусловные, то есть присущие от рождения.
Павлов был захвачен своим открытием и продолжил изучение условных рефлексов. В институте в местечке Колтуши, что находился неподалеку от Санкт-Петербурга, он создал первую и единственную в мире лабораторию по изучению высшей нервной деятельности. В процессе исследований физиолог пришел к выводу, что подопытных собак на время эксперимента следует максимально изолировать от воздействия внешних раздражителей. В результате родилась идея «Башни молчания», которая представляла собой отдельное здание с несколькими камерами, связанными винтовыми лестницами и переходами с бесшумным покрытием, и позволяла полностью изолировать подопытное животное от внешнего мира.
В таких условиях вместе со своими коллегами Павлов стал подробно изучать хорошо знакомый ему условный рефлекс: выделение слюны и желудочного сока до кормления на вид и запах пищи. Чтобы всесторонне изучить правила образования условных рефлексов, сотрудники лаборатории вырабатывали у собак все новые и новые условные рефлексы. В «Башне молчания» подача условных раздражителей производилась с помощью нажатия клавиш специального пульта, подача пищи — с помощью сложного по тем временам механизма, обеспечивающего поворот чашек в кормушке, где находилась мясо-сухарная питательная смесь. Наблюдали за опытом через перископ.
Интересен тот факт, что часто против всех ожиданий собаки срывали эксперимент — засыпали.
Подобное поведение натолкнуло ученого на мысль, что нормальная работа мозга невозможна без постоянных внешних раздражителей, потому как длительное однообразие и монотонность выполняемых заданий и получаемых впечатлений снижают тонус коры мозга, что вызывает сонливое состояние.
Механизмы образования условных рефлексов вкупе с многочисленными удивительными фактами и особенностями были детально изучены Павловым вместе с коллегами. В ходе экспериментов, которые даже сегодня вызывают удивление, было доказано, что условно-рефлекторная деятельность осуществляется при участии коры больших полушарий головного мозга.
Например, перед кормлением голодной собаки в помещении включали лампочку, а затем давали пищу. Опыт повторяли несколько раз. Смысл заключался в следующем. Включение света фиксирует зрительный центр, пища вызывает безусловный рефлекс и возбуждение пищеварительной зоны коры. Повторение опыта способствует возникновению временной связи между пищеварительной и зрительной зонами. В результате свет лампочки возбуждает в коре зрительный и пищеварительный центры, что способствует выделению у собаки слюны и без подачи пищи. Появление корма подкрепляет ожидание. Но без такого постоянного подкрепления временная связь между нервными центрами исчезает, а условный рефлекс угасает.
В ходе экспериментов Павлов выявил и другие интересные закономерности условных рефлексов. Например, чтобы получить раздражение на расстоянии, животное должно быть голодным, то есть подготовленным к будущему пищевому раздражению (требуется определенное внутреннее состояние организма). Это оберегает организм и дает животному возможность реагировать на другие, не менее важные раздражители (например, оборонительные или половые). Если показывать собаке пищу без последующего закрепления, то реакция слюнных желез будет с каждым разом слабеть, пока не исчезнет вовсе. Но стоит покормить животное, как реакция слюнных желез полностью восстанавливается. Этот факт играет важную роль в приспособлении: он отучает реагировать на раздражитель, который не ведет к результату. Действие нескольких раздражителей всегда определяется наиболее сильным. Например, одновременная демонстрация сырого мяса (отсутствие слюноотделения) и сухого хлеба (обильное слюноотделение) приведет к отсутствию слюноотделения, так как сырое мясо для собаки — более сильный раздражитель. Это тоже важная характеристика приспособления: реакции организма эффективны только в том случае, когда он отзывается на самый сильный раздражитель, а не делит внимание между несколькими.
Достижения Павлова и психология человека
Работая с подопытными животными, Павлов верил, что полученные знания будут решающим звеном в открытии новых законов психической жизни человека. Читая лекции, посвященные выявленным условным рефлексам, ученый высказал мысль, что рано или поздно они приоткроют завесу тайны и над человеческой психикой. Несмотря на то что вся научная деятельность физиолога была связана с собаками, он как-то заметил:
«В сущности, интересует нас в жизни только одно: наше психическое содержание».
Ученый всю жизнь стремился к тому, чтобы найти ответ на главную загадку или заложить основу ее будущего решения.
Только на закате жизни Иван Петрович стал регулярно обследовать клинических больных. В итоге он нашел качественное отличие между высшими нервными процессами у животного и человека. Это не что иное, как речевая функция, которая обусловливает появление новых принципов работы больших полушарий мозга.
Именно речь дает человеку особую систему рефлексов, значительно большую, чем у животных.
Так, собаки реагируют на внешнее воздействие, связанное с жизненными потребностями. Человек тоже имеет эту особенность, но он может реагировать на слова, которые являются для него уникальными условными раздражителями. На основании этого открытия Павлов выделил два уровня сигнальной системы, назвав второй сигнальной системой функцию речи, присущую только человеку, а первой сигнальной системой — чувственные сигналы, посылаемые внешней средой.
На примере это выглядит так: когда вы услышите или прочтете слово «шоколад» и представите, какой он вкусный и сладкий, у вас, возможно, возникнет желание съесть его и объем слюны во рту увеличится.
В этом процессе будут задействованы сразу две системы: вторая сигнальная нарисует основанный на жизненном опыте обобщенный образ, связанный с произнесенным или увиденным словом, а образ, в свою очередь, через первую сигнальную систему подаст знак организму, словно перед вами появилась плитка шоколада.
Вторая сигнальная система сформировалась у человека в процессе эволюции как дополнение к первой, которая досталась в наследство от животного.
Ее работа основана на возбуждении органов, участвующих в общении, она помогает обобщать жизненный опыт и затем использовать его. Именно она дает людям возможность общаться и мыслить, что также является общением, но только с самим собой (так называемая внутренняя речь). Именно поэтому многие исследователи склоняются к мысли, что вторая сигнальная система возникла именно в процессе коммуникации. Павлов считал, что без ее сигналов не может быть ни психической деятельности, ни мысли.
Ученый подчеркивал, что вторая сигнальная система обусловливает более качественную связь человеческого организма с окружающей средой. Например, животные могут учиться только на собственном жизненном опыте с помощью первой сигнальной системы. Человек же открыт для любого стороннего опыта и может черпать его из всего мирового знания с помощью написанных или произнесенных слов, передающихся из поколения в поколение. Сочетания слов могут передавать самые сложные чувства, четко отражать внешнюю действительность спустя многие столетия. Такое видение дало Павлову все основания считать, что психология имеет большой потенциал, который может быть расширен при тесной связи с физиологией.
После того как была сформулирована идея о сигнальных системах, Павлов сделал еще одно открытие, связанное с защитной функцией нервной системы. Согласно его теории клетки мозга — самые активные клетки человеческого организма, что сказывается на их свойствах, а именно: они подвержены утомлению, перегрузке и повреждению. Природой был создан уникальный механизм защиты этих клеток.
Павлов назвал этот механизм защитным торможением, более известным нам как сон. Во время сна клетки нервной системы восстанавливаются после дневного утомления, при этом организму требуется определенное количество часов сна в течение каждого двадцатичетырехчасового периода. Кроме этого, физиолог обнаружил, что так называемое искусственно вызванное защитное торможение в форме глубокого и продолжительного сна — эффективное лечение некоторых неврозов и психозов.
Иван Петрович Павлов оставил богатейшее наследие для многих наук, среди которых не только физиология, медицина, психология и психиатрия, но и педагогика, философия и другие родственные области знания о человеке. Его идеи и мысли по инерции продвинули советскую науку вперед. Однако перед последующими поколениями стоит не менее ответственная задача — сохранить и приумножить полученные знания и направить их в мирное русло.
Краткая биография
Иван Петрович Павлов родился 14 (26) сентября 1849 года в Рязани в семье священника, поэтому по желанию родителей посещал начальный курс духовной семинарии, а в 1860-м поступил в духовное училище, где продолжил изучение естественных наук, интересовавших его больше всего. Прочитанная в юношестве книжка Г. Г. Леви «Физиология обыденной жизни» с картинками так глубоко запала в душу, что, если бы не она, вполне возможно, Павлов не стал бы физиологом. По счастливой случайности русское правительство разрешило студентам духовных семинарий продолжать образование в светских учебных заведениях. Поэтому Павлов в 1870 году незамедлительно поступил в Императорский Санкт-Петербургский университет на естественное отделение физико-математического факультета. Получив через пять лет звание кандидата естественных наук, Павлов поступил на третий курс Санкт-Петербургской медико-хирургической (с 1881 года — военно-медицинской) академии, а затем устроился ассистентом на кафедре физиологии ветеринарного отделения данной академии. В 1883-м защитил диссертацию на соискание степени доктора медицины, после отправился на работу в Лейпциг с двумя наиболее выдающимися физиологами того времени Рудольфом Гейденгайном и Карлом Людвигом. После двух лет работы вернулся в Россию. С 1891-го заведовал физиологическим отделом Института экспериментальной медицины и одновременно руководил физиологическими исследованиями в Санкт-Петербургской военно-медицинской академии. В 1904-м Павлову вручили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса». В 1915 году Павлов был награжден французским орденом Почетного легиона, а затем получил медаль Копли Лондонского королевского общества. Иван Петрович был членом Академии наук СССР, иностранным членом Лондонского королевского общества и почетным членом Лондонского физиологического общества. Всего он был почетным членом 130 академий и научных обществ. Умер великий физиолог 27 февраля 1936 года в Ленинграде от пневмонии.