Иван Павлов — первый российский нобелевский лауреат
Перечислять заслуги академика Павлова перед наукой можно долго. Он посвятил свою диссертацию вопросам иннервации сердца, фактически создал заново всю физиологию пищеварения, разработал множество методов исследований, которые применяют до сих пор. Не один десяток лет он изучал физиологию высшей нервной деятельности. Звучит, как фраза из школьного учебника, но это именно то, благодаря чему каждый из нас может взаимодействовать с внешним миром, это механизмы нашего поведения и мышления. И наконец, Павлов заложил основы интегративной физиологии, которая описывает работу организма как единого целого.
Одного этого перечисления хватило бы на несколько научных институтов. Но всё это успел сделать один человек — Иван Петрович Павлов, единственный учёный, удостоенный звания «старейшины физиологов мира».
Свет науки
«В сущности нас интересует в жизни только одно — наше психическое содержание. Его механизм, однако, и был, и сейчас ещё окутан для нас глубоким мраком. Все ресурсы человека: искусство, религия, литература, философия и исторические науки — всё это объединилось, чтобы пролить свет на эту тьму. Но в распоряжении человека есть ещё один могучий ресурс — естествознание с его строго объективными методами».
В этом отрывке из нобелевской лекции Павлов фактически приравнивает науку к искусству, религии, философии. И всё могло сложиться так, что для юного Ивана на первом месте оказалась бы религия. Его дед по матери был рязанским священником, дед по отцу — пономарём, отец и два дяди окончили духовную семинарию. По стопам отца пошёл и Иван — в 1860-м, в 11 лет, поступил в Рязанское духовное училище, а потом и в семинарию, которую вспоминал добрыми словами. Пётр Павлов мечтал, чтобы его сыновья продолжили служение, но стезю священника избрал только один. Иван закончил медицинский факультет, его брат Пётр стал зоологом, Дмитрий — химиком. Бурное развитие, которое переживали естественные науки во второй половине 19-го в., нашло явное отражение в судьбе детей рязанского священника.
В те годы многие выпускники духовных семинарий продолжали обучение в университетах: становиться священником и обрекать себя на очень скромную жизнь были готовы не все. Иван Павлов поступил в Санкт-Петербургский университет на юридический факультет, потом перевёлся на естественное отделение, где изучал физиологию животных. На этом образование не закончилось, в 1875 г. Павлов поступил также в Медико-хирургическую академию сразу на третий курс.
В 1883 г. он защитил диссертацию, посвящённую вопросам иннервации сердца. Уже тогда стало ясно, что это выдающийся учёный и увлечённый исследователь. В течение 30 лет, до 1925 г., он заведовал кафедрой в родной Медико-хирургической академии, был одним из основателей Института экспериментальной медицины, исключительно передового для своего времени. Заведовал там физиологическим отделом. В 1904 г. был удостоен Нобелевской премии за исследования в области физиологии пищеварения. Став в 1907 г. академиком Императорской академии наук России, он возглавил в ней физиологическую лабораторию (позже — Физиологический институт РАН). В пригороде Петербурга Колотушах Павлов основал биологическую станцию, которую почти серьёзно называли «столицей условных рефлексов».
В 1920 г. Шведское общество Красного Креста обратилось к советскому правительству с предложением организовать переезд Павлова в Швецию. Ответ последовал довольно быстро: в январе 1921 г. увидело свет Постановление Совнаркома о создании благоприятных условий для его научной работы. Условия надлежало создать и самому учёному, и его семье, и сотрудникам. До конца жизни Иван Петрович оставался в России и СССР. Скончался в 1936 г. от пневмонии.
Но это даже не биография учёного, а некоторые штрихи к ней. Вся его жизнь была связана с постоянными научными изысканиями, передовыми, творческими, смелыми и совершенно уникальными.
Новый эксперимент
Многие открытия Павлова стали возможны благодаря тому, что он поменял подход к эксперименту в физиологии. Его предшественники использовали так называемый «острый эксперимент»: подопытное животное подвергали невероятным мучениям, делая исследования без наркоза, и тогда собаки, крысы, мыши быстро умирали. Позже животным стали давать наркоз, но получаемые результаты искажались. Например, при изучении физиологии кровообращения погружённой в сон собаке невозможно было фиксировать истинное кровяное давление. Павлов заложил основы того, что называют «хронический эксперимент».
Изучая физиологию кровообращения, Иван Петрович методами длительного приучения и дрессировки добивался того, что собаки вели себя спокойно на операционном столе, слушались врача. Им удавалось отпрепарировать (обнажить) артерию на лапе, и таким образом учёные могли фиксировать кровяное давление в течение длительного времени, одновременно давая на организм ту или иную нагрузку. Для изучения пищеварения Павлов выводил протоки поджелудочной железы, слюнных желез наружу, получая возможность собирать и исследовать чистые, не смешанные с пищей, физиологические жидкости. За счёт фистул (наружных выводов) учёные смогли фактически увидеть работу не только отдельных желёз, но и желудка и пищевода. Результаты таких исследований не искажались, а собаки не умирали сразу после эксперимента, они долгое время жили в лаборатории.
Опыты Павлова прослеживали этапы пищеварения один за другим, и в итоге были установлены состав желудочного сока, природа ферментов пищеварительных желёз, объекты их воздействия и особенности переваривания пищи в организме.
Наука о человеке
Изучая физиологию пищеварения, Павлов обнаружил, что у собак начинает выделяться желудочный сок не только в тот момент, когда животные получали пищу, но и когда они только слышали шаги лаборантов или видели белый халат. То есть связь организма с внешней средой оказалась сложнее, чем просто отклик на раздражители. Это подтолкнуло его к изучению высшей нервной деятельности, условных и безусловных рефлексов. Все помнят картинку из школьного учебника анатомии, когда светящаяся лампочка вызывает у собаки отделение слюны. Но дело немного сложнее, чем просто лампочка.
Если собаке показать еду, то у неё начинают вырабатываться слюна и желудочный сок. Это безусловный рефлекс, так называемый врождённый. Для его формирования не нужно специальных условий. В эксперименте Павлов одновременно показывал собаке еду и включал лампочку или звонок. В итоге через некоторое время у животного начинал выделяться желудочный сок, даже если никакой еды не было, а просто загоралась лампочка или она слышала звуковой сигнал.
Это так называемый условный, приобретённый рефлекс, который не передаётся по наследству, зависит от индивидуального опыта и задействует высшие отделы центральной нервной системы. Что это значит для каждого человека? Павлов обнаружил механизм приспособления организма к изменяющемуся миру. Ведь то, что мы в обиходе называем привычками, умениями, мастерством, и есть набор условных рефлексов. Чем чаще они находят подкрепление, тем прочнее эта привычка или навык.
Работы Павлова, посвящённые условным рефлексам, многое открыли в человеке для него самого. Ведь учёные сформулировали основные принципы рефлекторной деятельности: детерминизм (все явления в организме обусловлены материальными причинами), структурность (все нервные процессы можно объяснить работой неких структурных образований, нематериальных причин нет), а также анализ и синтез как основа высшей нервной деятельности. Получалось, что даже самые тонкие движения души — это результат работы вполне конкретных структур мозга. Терял ли человек в собственных глазах? Наверное, отчасти. Становился ли он полностью предсказуемым? Нет. Процессы, идущие в коре головного мозга, настолько сложны, что предсказать их течение со стопроцентной вероятностью невозможно.
Тем более что Павлов опроверг существовавший до него тезис о том, что свойства различных групп клеток центральной нервной системы неизменны. Иван Петрович показал, что и они меняются в течение жизни, адаптируются, приспосабливаются. А вместе с ними меняется и человек.
На службе государству
Все открытия, сделанные Павловым-физиологом, имели конечной целью помочь врачам. «Физиология и медицина неотделимы, — писал он. — Если врач в действительности, и тем более в идеале, есть механик человеческого организма, то всякое новое физиологическое приобретение рано или поздно непременным образом увеличивает власть врача над его чрезвычайным механизмом, власть — сохранять и чинить этот механизм».
Казалось бы, что в этом учении могло быть поставлено на службу государству? Что власть предержащие понимали в выводах Павлова о работе коры головного мозга или пищеварительных желёз? Однако не надо торопиться с выводами. Советское государство, видимо, полностью разобралось в генетике, прежде чем объявить её лженаукой. Так что ему ничего не стоило поставить себе на службу ещё и физиологию.
В 1913 г. Павлов предположил, что условные рефлексы при некоторых условиях могут переходить в безусловные (то есть наследоваться). Позже один из учеников академика — Николай Студенцов — продолжил исследования в этом направлении и пришёл к выводу, что при формировании условных рефлексов с каждым новым поколением они вырабатываются быстрее. Проще говоря, если бы это предположение было справедливо, то человек мог бы наследовать индивидуальный опыт родителей. Для государства этот тезис был очень ценным: одно поколение граждан, воспитанных как настоящие советские люди, передали бы свои качества следующим поколениям.
Впрочем, Павлов не смог подтвердить выводы Студенцова в эксперименте. Его собственная работа пошла в другом направлении, но часть учёных группы Павлова продолжили изучать передачу приобретённых признаков. Было установлено, что она не происходит, но следующие поколения, вполне возможно, лучше обучаются, и причина — в генетических механизмах. Тонкостями этой работы люди, далёкие от науки, не интересовались, а вульгарная трактовка ошибочного постулата не заставила себя ждать. «Сталина устраивала в учении Павлова формула «стимул — реакция», позволяющая рассматривать человека как простой автомат, поведением которого можно легко управлять», — писал физиолог Илья Аршавский.
С 28 июня по 4 июля 1950 г. в Москве прошла совместная сессия Академии наук СССР и Академии медицинских наук СССР, которая известна как Павловская сессия. Фактически это был аналог сессии ВАСХНИЛ 1948 г., но только «разбирались» не с генетикой, а с физиологией и психиатрией.
Три основные жертвы, с которыми предстояло «расправиться» на Павловской сессии, определили заранее. Это были Лина Штерн, которую к тому моменту уже арестовали, Иван Бериташвили, действительный член Академии наук Грузинской ССР, и Леон Орбели, ученик, помощник, преемник Павлова на многих постах. Орбели открыто высказывался против положений о наследовании условных рефлексов, после сессии ВАСХНИЛ отказался уволить из института представителей классической генетики.
Бериташвили на Павловской сессии отсутствовал, Штерн по понятным причинам тоже. Орбели выступил, но это не помогло — все трое учёных, намеченных к «расправе», были осуждены как «антипавловцы». В итоге Орбели, занимавшего множество руководящих должностей в различных физиологических институтах, сместили почти со всех, остался он только в лаборатории Института физического образования им. П. Ф. Лесгафта. Бериташвили уволили с поста директора Института физиологии Грузинской ССР. Штерн, первая женщина, удостоенная звания академика в СССР, лишилась всех научных званий.
«Мы должны быть благодарны нашему дорогому учителю и вождю, величайшему корифею науки Иосифу Виссарионовичу Сталину, поставившему великую задачу перед советскими учёными — использовать всё могущество науки для построения коммунистического общества», — сказал, выступая на Павловской сессии с заключительным словом, физиолог Константин Быков.
Ошибочность выводов Павловской сессии была признана совсем скоро, в 1962 году.