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.
А. В. Луначарский, первый министр просвещения, сам признавал: «…Что могли мы требовать от Академии? Чтобы она внезапно всем скопом превратилась в коммунистическую конференцию, чтобы она вдруг перекрестилась марксистски и, положа руку на „Капитал“, поклялась, что она ортодоксальнейшая большевичка?»
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.
«Принимая во внимание совершенно исключительные научные заслуги академика И. П. Павлова, имеющие огромное значение для трудящихся всего мира, Совет Народных Комиссаров ПОСТАНОВИЛ:
Образовать на основании представления Петросовета специальную Комиссию с широкими полномочиями в следующем составе – тов. М. Горького, заведующего Высшими учебными Заведениями Петрограда тов. Кристи и члена Коллегии Отдела Управления Петросовета тов. Каплуна, которой поручить в кратчайший срок создать наиболее благоприятные условия для обеспечения научной работы академика Павлова и его сотрудников.
Поручить Государственному издательству в лучшей типографии Республики отпечатать роскошным изданием заготовленный академиком Павловым научный труд, сводящий результаты его научных работ за последние 20 лет, причем оставить за академиком И. П. Павловым право собственности на это сочинение как в России, так и за границей.
Поручить Комиссии по Рабочему снабжению предоставить академику Павлову и его жене специальный паек, равный по калорийности двум академическим пайкам.