Іван Петрович Павлов
Молодша сестра майбутнього академіка писала пізніше про його дитинстві: «Першим його вчителем був батько ... Іван Петрович завжди з вдячністю згадував батька, який умів прищепити дітям звичку до праці, порядку, точності та акуратності в усьому. Мати наша містила квартирантів. Найчастіше вона сама все робила і була велика трудівниця. Діти її обожнювали і навперебій намагалися чим-небудь їй допомогти: наколоти дров, перетопити піч, принести води - все це доводилося проробляти та Івану Петровичу ».
Грамоті Павлов навчився приблизно восьми років, а восени 1860 року вступив відразу до другого класу Рязанського духовного училища. У 1864 р його зарахували в Рязанську духовну семінарію. Тут він став одним з кращих учнів і користувався репутацією хорошого репетитора. З дитинства він багато читав, і не тільки духовну літературу. Величезне враження справила на нього книга Сеченова «Рефлекси головного мозку». Пізніше Павлов зізнавався, що саме вона визначила всю його подальшу долю У 1870 р відмовившись від духовної кар'єри, він відправився в столицю і вступив на природниче відділення Петербурзького університету. Навчався він з пристрасним захопленням «Це був час блискучого стану факультету, - згадував пізніше Павлов -
Вже на третьому курсі Павлов вирішив цілком присвятити себе фізіології.
У 1874 р ще будучи студентом, він був нагороджений золотою медаллю за цікаву роботу з фізіології нервів підшлункової залози. У наступному році він блискуче закінчив університет, отримавши вчений ступінь кандидата природничих наук, і вступив відразу на третій курс Медико-хірургічної академії. Тоді ж він став працювати асистентом професора Устиновича на кафедрі фізіології ветеринарного відділення. Тут він провів свої перші чудові дослідження з фізіології кровообігу. У 1878 р Павлов перейшов лаборантом фізіологічної лабораторії в клініку Боткіна, а в 1879 році з відзнакою закінчив академію і був залишений в ній для трирічного удосконалення.
В клінічній лабораторії Боткіна Павлов пропрацював більше десяти років (з 1886 р він був її керівником), і це були вирішальні роки формування його як ученого. Лабораторія містилася в маленькому, зовсім не пристосованому для наукової роботи старому дерев'яному будиночку, побудованому не те для двірницької, не те для лазні. Бракувало необхідного обладнання, не вистачало грошей на покупку піддослідних тварин і на інші дослідницькі потреби. І все ж Павлов розвинув бурхливу діяльність.
Захоплений своїми дослідженнями, Павлов дуже мало думав про матеріальне благополуччя і до одруження не звертав на життєві проблеми ніякої уваги. Бідність початку пригнічувати його тільки після того, як в 1881 році він одружився на Серафими Василівни Карчевский. Гроші на їх весілля дали родичі дружини. Наступні десять років Павлові прожили дуже обмежено. Молодший брат Івана Петровича, Дмитро, який працював асистентом у Менделєєва і мав казенну квартиру, пустив молодят до себе.
Пізніше Серафима Василівна згадувала: «Коли після дачного жітья ми повернулися в Петербург, у нас не виявилося зовсім ніяких грошей. І якби не квартира Дмитра Петровича, то буквально нікуди було б схилити голову ». Бракувало грошей, щоб «купити меблі, кухонну, їдальню і чайну посуд і білизна для Івана Петровича, так як у нього не було навіть літньої сорочки». Перша дитина Павлових, Мірчік, помер. Щоб забезпечити сім'ю, Іван Петрович був примушений вдаватися до побічних заробітків. У свій час він навіть викладав в школі для фельдшерських. Часто з таким трудом зароблені гроші йому доводилося витрачати на покупку піддослідних тварин. Матеріальне становище покращало тільки в 1890 р коли Іван Петрович був обраний професором фармакології Військово-медичної академії (в 1895 році він перейшов в тій же академії на кафедру фізіології і керував нею протягом 30 наступних років). Одночасно в 1891 р Павлов почав працювати в інституті експериментальної медицини, де очолив відділ фізіології.
Всесвітню популярність Павлову принесли його роботи в області фізіології травлення. Дослідники попередньої епохи витратили багато зусиль, намагаючись розгадати секрети функціонування травного тракту, але успіхи їх були досить скромними. Було очевидно, що органи травлення являють собою справжню лабораторію, і їжа, потрапляючи в рот, шлунок і кишечник, піддається там складної хімічної обробки, проте деталі цього процесу залишалися абсолютно незрозумілі. Не ясно було, від чого залежить виділення залоз, чи всі вони виділяють травні соки на будь-яку їжу або кожна призначена для перетравлення особливого продукту, залежить чи інтенсивність відділення цих соків-секретів від кількості поглиненої їжі, доповнюють ці реактиви один одного або, навпаки, нейтралізують, і, нарешті, якою мірою залежать всі ці процеси від нервової системи? Зовсім не було відомо, які причини сприяють виділенню шлункового і кишкового соку. Чи не були вивчені механізми просування їжі в кишечнику і ступінь участі різних його відділів в засвоєнні цих продуктів. Чи не краще було з спробами досліджувати діяльність залоз шлунка. Дослідники користувалися грубої методикою спостереження, яка полягала в тому, що в шлунку піддослідного собаки робили фістулу (штучний канал), вставляли в нього трубку і досліджували витікав назовні сік. Однак, змішаний з їжею, він представляв мало інтересу для науки. Щоб вивчити властивості травного соку, доводилося робити настій з слизової оболонки шлунка тварини.
Павлову випала честь вивести фізіологію органів травного тракту з глухого кута, в якому вона перебувала довгі роки, і підняти цю науку на небувалу висоту. Основним інструментом його дослідження став найтонший, віртуозний експеримент. Він придумав і здійснив цілу серію дотепних, витончених хірургічних операцій. Так, наприклад, для детального вивчення роботи шлункових залоз Павлов розробив і вперше провів операцію освіти так званого «маленького шлунка». Суть її полягала в тому, що з частини шлунка собаки викроювався невеликий ізольований мішечок. Їжа в нього потрапити не могла, і маленький шлунок міг служити дзеркалом всіх хімічних процесів, що відбуваються у великому шлунку. Завдяки фістули в його порожнини експериментатор мав можливість спостерігати, як змінюється склад шлункового соку в залежності від їжі, що поступає. Своєрідними «віконцями», через які можна було спостерігати роботу різних органів травного тракту, стали для Павлова фістули, які він навчився виводити з різних місць - з стравоходу, шлунка, кишечника, з протоки підшлункової залози, з каналів слинних залоз і т. П . Все це дозволяло йому за бажанням ізолювати його цікавлять органи від інших частин травного тракту, спостерігати і досліджувати їх роботу незалежно один від одного. Одна група дослідників була приставлена до шлунку, інша - до підшлунковій залозі, третя - до кишковому каналу. Відлічувалися краплі слини, шлункового і кишкового соку, а також жовчі, вивчався їх хімічний склад і його зміна в залежності від характеру і кількості їжі. За кілька років був накопичений унікальний матеріал, що дозволив відповісти на безліч питань.
У 1897 р Павлов випустив у світ невелику книжку, яка називалася досить просто і сухо: «Лекції про роботу харчових залоз». Це було зведення результатів всіх попередніх багаторічних робіт павлівської школи в області травлення. Праця відразу звернув на себе увагу. Книгою зачитувалися не тільки лікарі, для яких вона, власне, була призначена, але і багато далекі від медицини люди. Перекладені незабаром на європейські мови, «Лекції» приголомшили іноземних вчених. Все, що раніше здавалося темним і загадковим, тепер було прояснена у всіх деталях. Перш за все можна було вважати доведеним, що нервовий апарат строго регулює відділення соку шлунка і кишечника, що на кожен рід їжі відпускається секрет певної інтенсивності, якості, перетравлює сили і кислотності. Наприклад, на м'ясо виливається багато шлункового соку, на молоко - менше, для хліба виділяється сік, багатий ферментами, для білків і жирів - велика доза жовчі. Обід зустрічає в шлунку певний прийом; сортує механізм одну частину їжі затримує, іншу відправляє далі. М'ясо залишається в шлунку довше, молоко дійде до товстої кишки швидше, хоча б м'ясо і молоко були з'їдені в один прийом. Всі ці та багато інших відкриття Павлова були надзвичайно важливі для медицини. Німецький фізіолог Мунк писав: «З часів Гайденгайна не було ще випадку, щоб один дослідник протягом декількох років зробив в фізіології стільки відкриттів, скільки описано їх в книзі Павлова». Незабаром після виходу «Лекцій» на іноземних мовах в скромну лабораторію Павлова почалося паломництво вчених з усіх університетських міст Європи. 1904 ознаменувався для Павлова вищим міжнародним визнанням: професорський рада Каролінського медико-хірургічного інституту присудив йому Нобелівську премію «в знак вдячності його робіт з фізіології травлення». Тим часом в цей час Павлов був уже повністю зайнятий іншою проблемою - у віці 53 років він круто змінив тематику своїх досліджень і від травної системи звернувся до вивчення діяльності головного мозку. Для багатьох цей поворот здавався парадоксальним, але для самого Павлова він означав лише розширення сфери його дослідів. Він розумів, що саме в роботі головного мозку слід шукати пояснення багатьом незрозумілим спостереженнями, отриманим при вивченні травної системи. Наприклад, при дослідженні слинної залози він зіткнувся з таким вражаючим фактом: у піддослідного собаки при вигляді пробірки, з якої їй вливали в рот розбавлений розчин кислоти, починала виділятися слина. Виходило, що травна система могла функціонувати від одного лише виду подразника без всякого присутності їжі. Як і чому це відбувається? Павлов розумів, що відповіді на ці та багато інших питань може дати тільки дослідження центральної нервової системи. Вступаючи в нову для себе область і починаючи вивчення найскладнішого і таємничого органу - головного мозку, він вирішив залишитися в ролі чистого фізіолога і експериментатора, що має справу виключно з зовнішніми явищами. Замість того, щоб розкривати череп собаки і робити складні операції, він зосередив всю увагу на роботі слинної залози і вибрав слиновидільний рефлекс в якості основного індикатора при вивченні вищої діяльності мозку. У наступні роки було зроблено безліч різноманітних і цікавих експериментів (наприклад, собаку починають годувати і при цьому запалюють лампочку або включають метроном; потім просто включають лампочку - і у собаки починається рясне відділення слини, хоча ніякої їжі перед нею немає). Розмірковуючи над результатами цього та інших подібних йому дослідів, Павлов розробив свою знамениту теорію умовних рефлексів, з якої вперше виступив на Мадридському конгресі фізіологів в 1903 р Що потрібно для того, щоб світло або звук почали виконувати чужу справу - гнати слину? Потрібно, щоб зорове або звукове враження співпало з збудженим станом слинного центру від харчових або, навпаки, їдких, огидних речовин, що потрапили в рот. Після ряду таких збігів прокладається деякий шлях до слини центру з боку інших дратує ділянок тіла. Наприклад, собаки кілька разів вливали в рот кислоту, забарвлену в чорний колір. Це викликало посилене слиновиділення. Незабаром і проста вода, пофарбована в чорний колір, стала одним своїм виглядом гнати слину. Реакції подібного роду можна спостерігати постійно і не тільки в лабораторії, а й повсякденного життя.
Чому собака сахається вбік від одного тільки виду занесеної над нею палиці? Тому що не раз збудження зорової сітківки і, отже, зорових відділів мозкової кори з видом палиці збіглося з відчуттям удару і відчуттям болю. Удар, біль збуджують руховий центр і тим самим весь руховий апарат тварини. Точно так же всяке явище - звукове, зорове, - неодноразово збіглося з цієї вродженої рухової реакцією, неминуче набуває здатності так само викликати її. Від зорового і слухового ділянки мозкової кори «проторував» не існуючий досі нервовий шлях до центрів руху. На основі вродженого рефлексу виник придбаний рефлекс. І чи не так точно кличка, закличний свист і зовнішність господаря стають для собаки настільки ж могутнім збудником руху, як і сама їжа, якщо тільки вони багаторазово з нею співпадуть? Цуценя ніколи не привчити вдаватися на свист, якщо не поєднувати цей свист з годуванням. Так само за допомогою віддалених і навіть випадкових ознак предмета тварина відшукує собі їжу, уникає ворога.
Щоб підтвердити свою точку зору, Павлов демонстрував такий досвід: він виробляв у собаки певні умовні рефлекси, а потім видаляв їй півкулі мозку - рефлекси негайно пропадали. З видаленням кори головного мозку собака втрачала всю пам'ять і здатність запам'ятовувати і назавжди втрачала здатність до найтоншої і гнучкою пристосовності. Таким чином, Павлов незаперечно довів, що великі півкулі є орган «замикання» і «розмикання» тимчасових зв'язків. Тут і тільки тут зберігаються і безперервно наростають «нажитий капітал», життєвий досвід, умовні рефлекси. А все те, що від народження успадковується в готовому незмінному вигляді - вроджені рефлекси, - «прив'язане» до центрів спинного, довгастого та нижнього поверху головного мозку.
Однак умовні рефлекси, на відміну від безумовних, є тимчасовими. Якщо умовний рефлекс постійно не підкріплювати - він пропадає.
Варто лише кілька разів «обдурити» собаку (наприклад, запалити лампочку, але не дати їй після цього їжі), і відділення слини при включенні лампочки припиниться. Пояснюючи це явище, Павлов висунув ідею про двох паралельно протікають в мозку процесах - гальмуванні і порушення. Гальмування служить як би зворотним боком роздратування і необхідно для того, щоб пам'ять «не засмічувати» непотрібними рефлексами.
Напружена наукова діяльність Павлова (в 1907 році він був обраний дійсним членом Російської Академії наук) наростала з кожним роком.
Останні п'ятнадцять років життя великого фізіолога ознаменувалися новими відкриттями. У ці роки психологія збагатилася павловскими навчаннями про неврозах, про темпераменти і про гіпноз. Але особливо велике значення мала його теорія про роль в людській психіці другої сигнальної системи.
В одній зі своїх робіт Павлов писав: «У розвиненому тваринний світ на фазі людини сталася надзвичайна прибавка до механізмів нервової діяльності. Для тваринного дійсність сигналізується майже виключно тільки подразненнями і слідами їх у великих півкулях, безпосередньо приходять в клітини зорових, слухових та інших рецепторів організму ... Це перша сигнальна система дійсності, загальна у нас з тваринами. Але слово, будучи сигналом перших сигналів, склало другу, спеціально нашу, сигнальну систему дійсності ... Слово зробило нас людьми ». Справді, слово в людській свідомості позначає собою всі явища і народжує образи всіх існуючих предметів. Воно, висловлюючись Павловським мовою, служить тим «універсальним подразником», який може підміняти і позначати будь-який інший зовнішній подразник. Саме завдяки другу сигнальну систему людина знайшла недоступну для тварин і якісно відрізняє його здатність до абстрактного абстрактного мислення.
Вчення про другу сигнальну систему стало одним з останніх великих відкриттів Павлова. До самої глибокої старості він не знав немочі і занепаду творчих сил. Юнацька пристрасність, бадьорість, витривалість, феноменальна пам'ять, гострий, ясний і проникливий розум не залишали його до останніх днів. «Ми починали вірити в фізичне безсмертя цієї людини», - згадував один з його учнів, Анохін. І так думав не тільки він. Тому раптова смерть 87-річного вченого, що послідувала в початку 1936 року через двостороннього запалення легенів, багатьох вразила своєю несподіваністю. Коли скорботна звістка облетіла весь світ і досягла знаменитого американського фізіолога Кеннона, він мав усі підстави сказати:
«Помер некоронований король фізіології, видатний вчений величезного масштабу, доконаний гігантський переворот в медицині, подібно Дарвінських перевороту в природознавстві».