巴甫洛夫对心脏离心神经的研究花了很多精力和时间。1883年他在《心 脏的离心神经》博士论文中确证了心脏离心神经中有一类神经能在心脏跳动 次数不变的情况下加强它的收缩，另有一类神经则能变动的心脏跳动次数而 不变动它的收缩强度。此外，他还设想另一类与之对抗的神经，能减弱和缓 慢心脏的收缩。巴甫洛夫揭示了四条独立的神经对心脏功能能发挥阻止、加 速、抑制和兴奋作用。这是前人没有发现的。以后，人们把这种神经纤维称 为“巴甫洛夫神经”。
巴甫洛夫对血液循环中神经调节问题的研究，大大推动了药物对心血管 系统的影响的研究，从而在治疗各种心血管系统疾病方面起了巨大的作用。
这篇重要的论文使巴甫洛夫获得了博士学位、讲师职称和一枚金质奖 章，并被选派出国考察两年，这篇论文综合了这一时期巴甫洛夫的成果。
在研究血液循环生理的过程中，巴甫洛夫还有一个卓越的发现：血液循 环不经过肺部时，血液很快就凝结了，而经过肺部时，则久久不凝结。他下 了结论：当血液流经肺部时，就有某种抗凝的物质混进来。很多年以后，科 学从肺组织内分离出一种强烈的抗凝的物质，进一步证实了巴甫洛夫的论 断。
巴甫洛夫强调神经系统对机体活动过程作用的理论，学术界称为“神经 论”，成为后来的科学家建立神经系统机能的理论基础。
巴甫洛夫的科学研究成果是相当出色的，但他在生活却依然贫困。在《心 脏的离心神经》论文通过的那一年，他的妻子为他生了个儿子。夏天，巴甫 洛夫没钱让妻儿在彼得堡附近租房避暑，而把他们送到遥远的南方农村—— 赛拉菲玛的姐妹那里。因凑不够钱买火车票，只好让他们先乘车到梁赞老家， 再请父亲帮忙。在漫长的旅途中，巴甫洛夫的爱子病夭在荒僻的乡村里。
有时巴甫洛夫手头没有一个钱，寄宿在实验室，或借住在友人的家中， 他的同事和学生想了一个不露声色的办法帮助他：请他系统地讲授关于心脏 神经支配的全部课程，然后凑了一笔钱交给他，作为讲课的酬劳。结果，巴 甫洛夫分文未留，用全部的钱买了讲这个课程所需要的狗。
1884——1886年，巴甫洛夫出外考察和研究。在以后的两年中，他到过 德国的布累斯拉夫里、莱比锡、海岱山和奥地利的维也纳，在一些著名教授 的实验室里进行考察和研究工作。
三、揭示消化生理的秘密
巴甫洛夫从国外考察归来后，继续从事有关消化生理方面的创造性的研 究。这个课题，是他一直非常感兴趣的。早在大学四年级时，他就发表过关 于消化系统研究的第一篇科学论文，到他单独领导实验室后，就把这一研究 工作推向了纵深。他从1879年到1897年用了18年的时间集中研究这方面的 问题。1906年到1911年他又进一步加强这方面的研究工作。
研究消化生理的过程是很困难，大多数的消化液汁 （如胃液、胰液、胆 汁、肠液），只在食物进入胃肠道时才分泌出来；而当食物移动时，这些消 化液又互相混合，很难确定它们的成分与作用。在巴甫洛夫以前，消化生理 学是生理学中一个落后的领域，以前的学者只对一些消化腺活动及整个消化 过程活动的规律性有些模糊的概念，例如某些生理学家当时就认为胃腺和胰 腺没有分泌神经。巴甫洛夫创造了关于消化系统的一整套著名的外科手术， 经过长期反复的实验和研究，获得了关于消化系统生理学的基本的和切实可 靠的材料。
巴甫洛夫在健康的动物身上安装瘘管，如胰腺瘘、唾液腺瘘、输胆管末 端瘘等。这些瘘管是通向几乎整个消化道的“窗口”。通过这些“窗口”， 可以精确地观察各种腺体的分泌活动，收集消化液供全面研究之用。
1889年巴甫洛夫成功地做了一个著名实验。他在安装胃瘘的狗的颈部割 断食管，将管口缝在颈部皮肤的创口上，等手术后狗已恢复和健康的狗没有 多少差别时，就进行“假饲”试验，给狗吃肉、吃面包或其他食物，咽下去 的食物自食管切断处落下，并未进入胃部。但假饲开始几分钟后，胃液分泌 也就开始了，且大量迅速增加能持续几十分钟乃至几小时。如果切断狗的迷 走神经，假饲即不再引起胃液的分泌通过实验，巴甫洛夫得出如下结论：食 物先引起味觉器官的兴奋，这种兴奋通过味觉神经传至延髓，而后再由延髓 通过迷走神经传至胃腺，也就是进行着从口腔到胃腺的反射。把两根迷走神 经切断，自延髓至胃腺的兴奋通道中断，假饲时胃腺便没有反应。
后来用类似的实验证明胰腺和胃腺等主要消化腺分泌都受神经的调节支 配。巴甫洛夫的经典性实验在重要的理论和实际问题方面把生理学引上了正 确的道路。
巴甫洛夫的实验室可以制造胃液，每天大约能收集到20公升的胃液。这 些胃液经过过滤去除气味和杂质后，卖给医院。这样，既使胃酸过低或胃液 缺乏的病人得到治疗，又可以用出售胃液的收入购买实验用品和动物。当时， 彼得堡一个大药房老板曾向巴甫洛夫提出购买制造胃液的专利权，企图高价 出售牟取暴利，遭到巴甫洛夫的严辞拒绝。实验室的胃液仍按原来的低价出 售。
1890年，巴甫洛夫被任命为军医学院的药物学副教授。第二年，院方为 他布置了一个实验室，并配备了助手，使他工作的物质条件有了很大的改善。 这时，巴甫洛夫可以从事比较复杂而费用比较浩大的工作了。
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