Научно-исторический портрет Павлова

Выдающийся физиолог Иван Петрович Павлов создал новое направление в физиологии, характеризуемое как «синтетическая физиология» - изучение жизненных процессов в целостном организме при его разнообразных взаимоотношениях с окружающей средой. Он отмечал: «Цель синтеза – оценить значение каждого органа с его истинной и жизненной стороны, указать его место и соответствующую ему меру». Неразрывное сочетание анализа и синтеза – один из основных принципов павловских исследований.

Развивая идеи И.М. Сеченова, Павлов распространил понятие о рефлексе на все стороны деятельности центральной нервной системы и приступил к изучению сложнейших физиологических процессов, происходящих в высшем отделе нервной системы – в коре больших полушарий мозга, деятельность которой лежит в основе психических актов. В опытах на собаках он показал особенности рефлексов, осуществляемых деятельностью коры больших полушарий мозга, и назвал их условными рефлексами. Также на основе учения Сеченова И.П. Павлов уделял вопросам чувств большое внимание, хотя и не занимался специально разработкой этой проблемы. На этих вопросах он останавливается почти во всех своих главных трудах, в частности в «Лекциях о работе больших полушарий головного мозга», «Двадцатилетнем опыте объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных» (особенно в статьях: «Динамическая стереотипия высшего отдела головного мозга», «Физиология высшей нервной деятельности», «Условный рефлекс» и др.), а также во многих своих выступлениях на общих и клинических «Средах». Все то, что высказано И.П. Павловым в этих трудах о природе чувств, имеет неоценимое значение для психологии. Оно намечает принципиально верные, диалектико-материалистические пути для решения многих важных вопросов психологии чувств, в частности вопросов о роли в чувствах коры и подкорки, о физиологических механизмах чувств, о значении в чувствах 2-й сигнальной системы, об индивидуальных особенностях чувств, об отдельных видах чувств и др.

И.П. Павлов в первые десятилетия своей научно-педагогической деятельности в основном работал в области физиологии кровообращения и пищеварения. Завершением этих работ явилось учение о высшей нервной деятельности, которое он изложил в своих знаменитых трудах: «Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных» (1923) и «Лекции о работе больших полушарий головного мозга» (1927).

Работы Павлова в дальнейшем продолжили его многочисленные последователи и ученики. К.М. Быков (1886—1961), развивая павловское учение о высшей нервной деятельности, исследовал влияние коры больших полушарий головного мозга на деятельность внутренних органов.

В настоящее время физиология не стоит на месте, идет ее активное развития, с помощью нано-технологий, которые дают возможность изучать физиологические функции организма на микроскопическом уровне.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Родился 14 сентября 1849 года в Рязани в семье священника. В 1864 году, окончив духовное училище, поступил в Рязанскую духовную семинарию. Годы учебы Павлова совпали с бурным развитием естествознания в России. Огромное впечатление на него произвела случайно попавшая в руки книга И.М. Сеченова - «Рефлексы головного мозга». Увлекшись ею, в 1870 году Павлов оставил семинарию и поступил в Петербургский университет на естественное отделение физико-математического факультета. Практическими работами в то время руководил на факультете физиолог И.Ф. Цион, сразу отметивший несомненный экспериментаторский талант студента. За работу «О нервах, заведывающих работой в поджелудочной железе», выполненную совместно с М.М. Афанасьевым, Павлов в 1875 году был награжден Золотой медалью.

Окончив университет, Павлов продолжил образование, поступив сразу на третий курс Медико-хирургической академии. Одновременно он работал в лаборатории профессора физиологии К.Н. Устимовича. За экспериментальные работы, выполненные в его лаборатории, Павлов вновь был удостоен Золотой медали. В 1879 году Павлов окончил академию и после двухгодичной зарубежной поездки начал работу в клинике знаменитого русского клинициста С.П. Боткина. Формально Павлову предложили должность лаборанта, но на самом деле он руководил физиологической лабораторией.

В 1880 году Павлов женился.

В 1883 году Павлов защитил докторскую диссертацию.

В 1890 году его избрали профессором по кафедре фармакологии Военно-медицинской академии, а с 1895 по 1925 год в той же академии он занимал кафедру физиологии.

«На втором курсе, когда мы приступили к систематическому слушанию лекций Ивана Петровича, - вспоминал академик Л.А. Орбели, - уже при первых его словах стало ясно, что пропустить какую-нибудь из его лекций невозможно, в такой степени живо и увлекательно они протекали. Они характеризовались исключительной простотой, исключительной четкостью и ясностью изложения, и вместе с тем были чрезвычайно богаты по содержанию и сопровождались очень интересными экспериментами».

В начале научной деятельности Павлов занимался физиологией сердечно-сосудистой системы. На этом материале построена его Докторская диссертация «Центробежные нервы сердца». В этой работе впервые на сердце теплокровного животного он показал существование специальных нервных волокон, усиливающих и ослабляющих его деятельность. Тогда же Павлов высказал предположение, что открытый им так называемый «усиливающий нерв» оказывает действие на сердце путем изменения обмена веществ в сердечной мышце. Не менее замечательным открытием было и то что при искусственном раздражении «усиливающего нерва» остановившееся сердце могло быть снова приведено в действие.

Ряд работ Павлова был посвящен исследованиям нервных механизмов регуляции кровяного давления.

Другим крупным экспериментальным достижением Павлова явилось создание нового способа изучения деятельности сердца с помощью так называемого сердечно-легочного аппарата.

В 1891 году Павлов принял на себя руководство всем физиологическим отделом Института экспериментальной медицины. Здесь он выполнил главные исследования по физиологии пищеварения и разработал учение об условных рефлексах.

Изучая влияние приема пищи на кровяное давление собак, Павлов отказался от традиционных опытов, при которых обычно применялся наркоз. Такие опыты не давали возможности судить о правильности сведений, получаемых экспериментатором. Путем длительных тренировок Павлов добился того, что стало возможным без всякого наркоза препарировать тонкие артериальные веточки на лапах подопытной собаки, а значит, в течение всего эксперимента объективно и точно регистрировать кровяное давление собаки после самых различных воздействий.

Общепризнанным стал разработанный Павловым в 1894 году метод наблюдения за деятельностью желудочных желез путем отделения от желудка некоторой его части, при этом полностью сохраняющей нервные связи с центральной нервной системой. Благодаря такой операции, автономный «желудочек» мог выделять желудочный сок во все периоды желудочного пищеварения - и в условиях действия нервной системы, и в условиях химического пищеварения.

Совместно с Е.О. Шумовой-Симановской Павлов разработал специальную операцию «мнимого кормления» собак - один из самых выдающихся опытов в физиологии XIX века.

Занятой в эксперименте собаке аккуратно перерезали пищевод и оба конца выводили наружу. Теперь вся пища, разжеванная и проглоченная подопытной собакой, выходила через перерезанный пищевод и падала в чашку, из которой животное ело. Таким образом, пища могла бесконечно пережевываться и проглатываться, не попадая в желудок. Создавалось так называемое «мнимое кормление». Но хотя действие пищи на слизистую оболочку желудка было совершенно устранено, из желудка подопытной собаки постоянно выделялся желудочный сок. Оказалось, что для появления желудочного сока совсем не нужно было, чтобы пища попадала в желудок.

Впоследствии с помощью такой операции Павлов добывал желудочный сок для практического применения в медицине. С. П. Боткин, в клинике которого проводились многие опыты Павлова, однажды заметил: «Вы не остались в долгу у практической медицины. Она вам подсказала ваш изумительный опыт с мнимым кормлением, а вы ответили ей прекрасным практическим предложением».

Павлов фактически заново создал физиологию пищеварения.

Он первый указал на ведущую роль нервной системы в регуляции деятельности всего пищеварительного процесса, первый изучил динамику секреторного процесса желудочной, поджелудочной и слюнных желез. И он первый исследовал работу печени при употреблении различных пищевых веществ, доказав способность различных желез приспосабливаться к характеру применяющихся при опытах возбудителей секреции.

В 1897 году увидела свет знаменитая работа Павлова - «Лекции о работе главных пищеварительных желез». Она сразу стала настольным руководством для физиологов всего мира.

Изучение связей организма с окружающей средой, осуществляемых при помощи нервной системы, а также закономерностей, определяющих нормальное поведение организма в его естественных отношениях с окружающей средой, обусловило переход Павлова к исследованиям функций больших полушарий головного мозга. Непосредственным поводом к такому переходу послужили тщательные наблюдения психической секреции слюны у животных, как правило, наступающей при виде или запахе пищи. Анализируя сущность отмеченного явления, Павлов сумел понять, что феномен психической секреции дает физиологу замечательную возможность объективно изучать так называемую скрытую душевную деятельность.

«После настойчивого обдумывания предмета, - писал Павлов, - после нелегкой умственной борьбы я решил, наконец, и перед так называемым психическим возбуждением остаться в роли чистого физиолога, то есть объективного внешнего наблюдателя и экспериментатора, имевшего дело исключительно с внешними явлениями и их отношениями».

Постоянную связь внешнего агента с ответной на него деятельностью организма Павлов назвал безусловным рефлексом, в отличие от давно известной связи временной, образующейся в течение индивидуальной жизни, - условного рефлекса. Для изучения этого вида мозговой деятельности подопытные животные подвергалось действию какого-нибудь внешнего раздражителя, который до того им был абсолютно безразличен. Это мог быть звонок, или стук метронома, или ритмические вспышки электрической лампочки, то есть нечто действительно неважное с точки зрения подопытного животного, - но всякий раз при стуке метронома или вспышках электрической лампочки подопытное животное получало корм. Вначале, как и ожидалось, естественное слюноотделение происходило лишь в момент, когда пища попадала в полость рта, но уже после нескольких сеансов все в текущем опыте кардинально менялось: стоило, например, прозвучать звонку, как собака настораживалась и ее секреты начинали выделять слюну. Дальнейшие опыты показали, что условные рефлексы являются свойством коры мозга.

Впервые об открытии условных рефлексов Павлов сообщил в 1903 году в докладе «Экспериментальная психология и психопатология на животных», прочитанном на четырнадцатом Международном медицинском конгрессе в Мадриде.

В 1904 году за работы, результаты которых были суммированы в монографии «Лекции о работе главных пищеварительных желез», Павлов был удостоен Нобелевской премии. Сохранилось любопытное свидетельство того, что сразу после торжеств шведский король, удивленный суровым видом Павлова, сказал Эммануилу Нобелю: «Я боюсь вашего Павлова. Он не носит никаких орденов. Он, наверное, социалист».

В 1907 году Павлов был избран в действительные члены Академии наук.

В 1913 году для исследований высшей нервной деятельности в Институте экспериментальной медицины было построено специальное здание, в котором Павлов оборудовал специальные звуконепроницаемые камеры, в которых велись эксперименты по изучению условных рефлексов.

Приход Советской власти Павлов поначалу принял неодобрительно. Собственно, иначе и быть не могло.

Павлов даже собирался покинуть страну, но Ленин, через Максима Горького, обратился к нему с просьбой остаться. Хотя Павлов и позволил себя уговорить, он никогда не отказывал себе в удовольствии высмеять ту или иную сторону жизни царства «кухаркиных детей». Впрочем, он вполне благожелательно принял появившееся 24 января 1921 года известное постановление Совета народных комиссаров о создании условий, обеспечивающих его научную работу.

Специально для Павлова была построена Биологическая станция в селе Колтуши под Ленинградом, ставшая, как говорили ее сотрудники (и не только), столицей условных рефлексов. Молодое Советское правительство, несмотря на массу испытываемых трудностей, выделило на создание станции 12 миллионов рублей. На фронтоне главного здания были выбиты слова: «Наблюдательность, наблюдательность и наблюдательность».

Работы, посвященные высшей нервной деятельности, естественно подвели Павлова к вопросам патологии нервной системы. Отправным пунктом для связи с клиникой послужило открытие так называемого экспериментального невроза. Создавая условия конфликта между торможением и возбуждением в коре больших полушарий, Павлов сумел получить различные функциональные повреждения нервной системы, во многом оказавшиеся подобными невротическим состояниям, наблюдаемым в клинике. Чтобы подтвердить проведенные исследования фактами, в 1925 году Павлов открыл при своей лаборатории две клиники - нервную и психиатрическую, в которых с успехом применял полученные в лаборатории экспериментальные результаты для конкретного лечения нервных и душевных заболеваний. Параллельно он показал, что целый ряд нарушений душевной деятельности, например шизофрения, по своей природе представляет не что иное, как всего лишь подчеркнутое проявление все того же так называемого охранительного торможения.

В обыденной жизни Павлов всегда был точен, даже педантичен. Работать с ним было нелегко. При его темпераменте (тому есть многие свидетельства) он запросто мог разбить стеклянную колбу о голову лаборанта, случайно уснувшего в процессе длительного и скучного эксперимента. Приветствуя инициативу сотрудников, Павлов всегда требовал, чтобы, прежде всего, в лабораториях шли именно им направляемые разработки. Все остальное, считал он, могло подождать.

Крайне неодобрительно отнесся Павлов к проекту планирования научных работ, начатому Академией наук по рекомендации Госплана СССР в апреле 1928 года. «Что касается до плана научных исследований, - заявил он, - то таковой дать нахожу невозможным, так как движение работы определяется вопросами, возникающими во время самой работы».Впрочем, к вопросам планирования так отнесся не он один. Академик Вернадский тоже считал, что малоцелесообразно планировать научную работу на десятилетия, и даже на пятилетия вперед.

Еще при жизни Павлова его работы были признаны классическими.

«В Кембридже еще теперь рассказывают о торжественной церемонии получения Павловым почетной степени в университете, - рассказывал академик П.Л. Капица. - Университетские традиции не допускали присутствия в зале заседаний кембриджского «сената» студентов, и они заполнили верхние галереи. И вот оттуда кто-то спустил на веревочке символическое и скромное студенческое подношение ученому - маленькое чучело экспериментальной собачки».

В течение многих лет Павлов разрабатывал учение о высшей нервной деятельности. Шаг за шагом вскрывались тончайшие механизмы корковой деятельности, выяснялись взаимоотношения между корой больших полушарий и нижележащими отделами нервной системы, изучались закономерности протекания процессов возбуждения и торможения в коре. Было определенно установлено, что все эти процессы связаны друг с другом, что все они способны широко концентрироваться и взаимно воздействовать друг на друга. Глубокое проникновение в динамику корковых процессов привело Павлова к мысли, что в основе явлений сна и гипноза тоже лежит процесс внутреннего торможения. Многолетнее изучение особенностей условно-рефлекторной деятельности животных позволило Павлову дать классификацию типов нервной системы. Очень важным разделом его исследований стало изучение патологических отклонений в деятельности высшей нервной системы, наступающих как вследствие различных оперативных воздействий на большие полушария, так и в результате функциональных изменений, так называемых срывов, приводящих к развитию экспериментальных неврозов.

Исследуя качественные отличия высшей нервной деятельности человека и животных, Павлов выдвинул учение о двух сигнальных системах: первой - общей для человека и животных, и второй -свойственной только человеку. Вторая сигнальная система, считал Павлов, связана с первой и обеспечивает речевую способность у человека - «произносимых, слышимых и видимых». Слово является для человека сигналом сигналов, считал он, именно эта вторая сигнальная система допускает отвлеченные понятия. Собственно, при помощи второй сигнальной системы осуществляется высшее человеческое отвлеченное мышление.

В работах «Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных. Условные рефлексы» (1923) и «Лекции к работе больших полушарий головного мозга» (1927) Павлов подвел итог многолетним исследованиям и дал полное систематическое изложение своего учения о высшей нервной деятельности.

О последних годах жизни Павлова сохранилось множество свидетельств, как серьезных, так и веселых: «В 1923 году, - рассказывал Э.А. Асратян, - Павлов впервые после продолжительного перерыва в поездках за границу приехал в США вместе с сыном Владимиром Ивановичем, физиком, отлично владевшим английским и другими европейскими языками. Многочисленные друзья и поклонники Павлова встречали их исключительно радушно. Проведя несколько дней в Нью-Йорке и посетив ряд научных учреждений, в частности институт Рокфеллера, биологическим отделом которого руководил бывший ученик Павлова по Военно-медицинской академии доктор Ф.А. Левин, отец и сын отправились в Нью-Хавен, намереваясь оттуда выехать в Бостон. На громадном центральном железнодорожном вокзале Нью-Йорка они вошли в пустой еще вагон, и Владимир Иванович стал раскладывать чемоданы по полкам. В этот момент на Ивана Петровича, стоявшего на площадке вагона, внезапно набросились двое неизвестных. Они схватили беззащитного 74-летнего старика, быстро обыскали его, выхватили из кармана пальто бумажник и моментально скрылись. В другой раз в гавани Нью-Йорка у Павлова стащили чемодан с костюмами.

На обратном пути на родину Павлов задержался в Англии, чтобы участвовать в работе XI Международного физиологического конгресса в Эдинбурге. На торжественный прием, устроенный профессором Эдинбургского университета Ш. Шефером в честь знаменитостей конгресса, Павлов вынужден был явиться в простом сером летнем костюме, тогда как все остальные гости были в парадных вечерних костюмах.

Можно себе представить, каков был ужас Ивана Петровича, когда во время второго визита в США (1929 г.) он в одной из гостиниц, выставив вечером ботинки в коридор для чистки (как это Принято делать в Европе), утром не обнаружил их. Ведь после перелома шейки бедра он носил специально изготовленную ортопедическую обувь! К счастью, выяснилось, что ботинки ученого предусмотрительно убрала администрация гостиницы, опасаясь за их пропажу».

До глубокой старости Павлов не переставал учиться.

Изучая психические заболевания, он в семьдесят лет активно посещал больницу доктора А.В. Тимофеева. В семьдесят восемь лет, после перенесенной тяжелой операции, сам пытался выяснить конкретную причину перебоев собственного сердца. Профессору Д.А. Бирюкову, лечившему его, он огорченно заметил: «Как все-таки снизилась у меня реактивность коры, я теперь многое понял с этим постарением». Что же касается отношения Павлова к религии, о чем в науке ходило не мало спекуляций, яснее всего он сказал об этом в письме, направленном 14 октября 1935 года генеральному секретарю английской ассоциации рационалистов-журналистов Эрнсту Тертлю:

«Дорогой сэр! Конечно, я рационалист, который рассматривает интеллект с его постоянно возрастающим положительным знанием как наивысший человеческий критерий. Оно является тем истинным знанием, которое, пронизывая всю человеческую жизнь, будет формировать конечное счастье и мощь человечества. Но во избежание какого-либо неправильного понимания я должен прибавить, что я, со своей стороны, считаю невозможным пропагандировать уничтожение религии в настоящее время и для кого бы то ни было. Я рассматриваю религию как естественный и законный человеческий инстинкт, возникший тогда, когда человек стал подниматься над всем другим животным миром и начал выделяться с тем, чтобы познавать себя и окружающую природу. Религия была первоначальной адаптацией человека (в его невежестве) к его позиции среди суровой и сложной среды - адаптацией, которая стала постепенно заменяться, уступать место науке благодаря деятельности разума с его положительным знанием, представляющим наивысшую неограниченную адаптацию. Я не уверен, способно ли это положительное знание (наука) полностью и для всех заменить религию, не остается ли религия для слабого типа людей как единственная, одна лишь приемлемая для него адаптация; за исключением того, если бы наука могла бы устранить возможность быть слабым самому человеку». «За два месяца до смерти Павлова, в декабре 1935 года, - писал известный генетик Н. К. Кольцов, - мне удалось два дня подряд вести длинную беседу с ним; со мной была М.П. Кольцова, которая рассказывала ему о своих многолетних опытах по генетике темперамента крыс. Иван Петрович чрезвычайно живо заинтересовался этими опытами, показывал нам несколько своих экспериментальных собак, объяснял, как он определяет их темперамент. Потом мы перешли к определению темперамента людей - живых и литературных героев. Иван Петрович без всяких оговорок определял себя как холерика, с неудержимым, сильным и быстрым темпераментом, с исключительно логическим мышлением. Он утверждал, что у него физиологические процессы в коре головного мозга протекают главным образом в лобных долях, как у всех мыслителей, между тем как у представителей искусства они затрагивают меньше всего лобные доли».

Умер Павлов 27 февраля 1936 года.

«Незадолго до смерти Иван Петрович начал беспокоиться в связи с тем, что порой забывает нужные слова и произносит другие, совершает некоторые движения непроизвольно, - писала Серафима Васильевна, супруга Павлова. - Проницательный ум гениального исследователя блеснул в последний раз: «Позвольте, но ведь это кора, это кора, это отек коры!» - произносил он возбужденно. Вскрытие подтвердило правильность этой, увы, последней догадки ученого о мозге - наличие отека коры его же собственного могучего мозга. Кстати, при этом также выяснилось, что сосуды мозга Павлова почти не были задеты склерозом».

В последние месяцы жизни Павлов не раз говорил своим близким о том, что ему страстно хочется пожить хотя бы еще какое-то время. Для чего? А для того, чтобы «знать судьбу своей науки об условных рефлексах, своей родины и своей внучки». (из книги Г.М. Прашкевича)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Значение трудов И.П. Павлова настолько велико, что всю историю физиологии можно разделить на два периода: допавловский и павловский. В допавловский период физиология была почти исключительно аналитической наукой, т. е. изучала частные вопросы. В XIX в. ученые собрали много данных о работе отдельных органов, но не раскрыли взаимосвязи функций целостного организма, который рассматривался как «клеточное государство», сумма клеток. В результате метафизического подхода физиологи нередко изучали функции отдельных органов и клеток без связи их с жизнедеятельностью целого организма, развивающегося в определенных условиях среды.

По моему мнению, основная заслуга Павлова в том, что он сумел не только обобщить весь накопленный физиологами прошлого опыт, но и правильно оценить его, понимая, что организм это не собрание клеток, тканей и органов, произвольно взаимодействующих, для достижения определенных параметров. Он смотрел глубже, и небезосновательно полагал, что все эти показатели нужны не сами по себе, а для достижения определенной цели, а именно, - обеспечение жизнедеятельности организма, и, соответственно, нуждаются в регулировании центрами нервной системы. Им же было доказано, что изменение одного из показателей, например, кровяного давления приводит к ряду других изменений (частота сердечных сокращений, их сила, тонус сосудов – вен и артерий – и следовательно их просвета и т.д. ), которые, во-первых, управляются высшими центрами на основании обратной связи, во-вторых, биологически целесообразны (в данном случае поддержание оксигенации тканей). Таким образом, работа конкретного органа влияет на работу других органов и систем, в свою очередь влияющих на этот орган, для достижения оптимальных параметров жизнедеятельности организма.

Сейчас все кажется просто, т.к. вся современная физиология (и все науки прямо или косвенно связанные с ней) базируется на основах, созданных Павловым. Но в то время это были очень смелые идеи и опыты. Нужно было обладать колоссальной энергией и упорством, чтобы начать и продолжить работу, требующую огромных материальных и физических затрат, в стране, разрываемой междоусобной войной, а после – в крайне неустойчивой политической и социальной обстановке, оставаться и работать в которой было просто опасно. В известной доле патриотизма ему нельзя отказать.

Он не был идеальным человеком, безусловно, имея свои недостатки и как человек, и как ученый, но его вклад в науку, определивший ее развитие на многие десятилетия вперед вплоть до настоящего времени, невозможно переоценить.