“假饲喂”引出真学说

“砰！”

19世纪80年代末的一天，一个俄国猎人不小心，猎枪走火了，子弹射进了自己的腹部。

医生救了猎人的命，可惜伤口长期不能愈合，在腹部留下了一个通向胃部的小洞——医学上把这通道叫做瘘管，只好用纱布盖着，聪明的医生就利用这个难得的“窗口”，来观察猎人胃的活动情况。

这个偶然的消息传开了，一个科学家由此得到了很大的启发，从而诞生了一个新的学说。

这是怎么回事呢？

原来，随着科学的发展，人类在19世纪下半叶对自己身体各部分的构造已经基本清楚，但是对内脏器官的工作机理，对“司令部”——大脑以及神经系统的活动规律，却知之甚少。原因很简单，因为内脏和大脑神经都“深藏不露”，谁也看不见它们是如何“学习工作”的。

怎样才能观察到它们的活动规律呢？科学家们绞尽了脑汁。

俄国杰出的生理学家伊凡·彼得罗维奇·巴甫洛夫(1849～1936)走在了前面。

在巴甫洛夫之前，研究生理学的科学家们，大多采用一种“急性生理实验”的方法。例如，将狗麻醉后解剖，取出内脏器官来做实验。

但是，巴甫洛夫认为，在这种情况下，狗的器官已停止了正常的工作，观察的结论当然不会准确。他主张用“慢性生理实验”的方法——实验的时候不麻醉、不让器官离开机体。这样，就能准确观察到器官活动的真实规律。巴甫洛夫想：营养是生命的来源，要了解人体内脏的机理，就要从研究消化开始，首先应当观察胃的消化活动。

可是，怎么才有可能看到隐藏的胃的活动呢？

猎枪走火的消息传来了。受到医生利用“窗口”的启示，从1888年开始，一个大胆的实验设计渐渐地在巴甫洛夫的头脑中形成。他用纯种的俄国牧羊狗代替人做实验：先将狗胃的一部分割开，做成一个通向体外的胃瘘管，再在狗的脖子上开一个口子，把食管切断，然后把两个断头都接到体外。

在实验台上，带瘘管的狗的面前摆着一个装着食物的盘子。面对美昧佳肴，饥饿的狗狼吞虎咽，可是咽下去的食物半路上就从食管切口处掉了出来，又落在食盘里。狗虽然吃个不停，但胃却始终唱着“空城计”。有趣的是，食物虽然没有停留在胃里，但狗的嘴巴一咀嚼食物，胃就开始分泌胃液。因为胃内没有杂物，透明纯净的胃液就从瘘管一滴一滴地流入外面接着的试管里。

这个著名的“假饲”实验告诉我们，食物并没停在胃里，但胃已经开始分泌胃液。这说明胃液的分泌不是食物刺激胃的结果，而是“司令部”通过神经下达了命令——食物一入嘴，味觉神经就向“司令部”报告：“食物来了，胃准备！”信号从大脑传到胃，胃液就分泌出来了。

不仅如此，巴甫洛夫在实验中还观察到许多“奇怪”的现象。例如，当狗一看见食物，还没叼进嘴里，瘘管里就开始滴出胃液，这说明不只是味觉神经可以向大脑报告“食物来了”的消息。眼睛看见食物以后，也可向大脑发出报告；甚至不让狗看食物，只是把香肠、火腿等藏在口袋里，灵敏的狗鼻子闻到了香味，也会有胃液滴出。这证明大脑已收到了鼻子发出的“准备消化”的信息。

综合这些现象，巴甫洛夫得出结论：大脑控制、支配着胃的消化活动，它是指挥全身各器官协调工作的“司令部”。

此前，巴甫洛夫在1888年就发现了支配胰腺的分泌神经，但直到20年后才引起学术界的重视。

1904年，巴甫洛夫因为上述“在消化生理方面的研究工作”，荣获诺贝尔医学和生理学奖——成了俄国第一个获得诺贝尔奖的科学家，也是世界上第一个获此殊荣的生理学家。

但是，巴甫洛夫并没有停步。“研究大脑活动规律，认识人体的司令部”，成了他下一个攀登的目标。从1904年开始，他花了30年左右时间进行这种研究。

巴甫洛夫注意到，当狗看到食物或闻到食物的香味的时候，不仅能分泌胃液，嘴角也会流出口水。对了，通过唾液分泌去研究大脑。

巴甫洛夫在狗的面颊上切开了一个小口，使唾液腺的导管经过它通到体外。这样，狗的唾液不是往嘴中流，而是流到挂在面颊上的漏斗中，滴入下面的量筒里。

给狗喂食物，唾液马上流了出来，这属于天生的反射——巴甫洛夫称为“非条件反射”。非条件反射不需要任何训练，无论动物和人都是这样。但是，巴甫洛夫构想了一个奇特的实验。在给狗喂食之前，打开电灯。因为灯光与食物没有任何联系，狗根本不理会，也不流唾液；而开灯后立即给狗喂食，狗的唾液就流出来了。

从此，凡是喂狗的时候，灯光和食物总是先后同时出现，这样重复多次后，一个“意外”的现象出现了：只要灯光一亮，即使不喂食物，狗也会流出口水。可见，在狗的大脑里，灯光已经变成了食物的信号。巴甫洛夫把这称为“条件反射”——我们把它称为“望梅止渴理论”。

《三国演义》中话说曹操带兵征伐张绣，长途跋涉，又逢酷暑，将士饥渴难耐。大智过人的曹操心生一计，用马鞭往前方一指，说：大家火速前进，到前面梅子林歇凉，吃梅子。将士们听了，不觉口生唾液，饥渴得以缓解，脚下的步子也轻快起来。这就是“望梅止渴”的典故。

条件反射是暂时的。对一条建立了条件反射的狗，如果总是只亮灯光，不给食物，狗的口水就会一次比一次少，最后就不再流口水了。此时，暂时建立起来的神经联系也就消退了。

巴甫洛夫认为人类的心理活动也是一种复杂的条件反射，但同动物的行为有本质上的差别。因为人类在进化过程中学会了劳动，同时产生了语言。他把语言叫做第二信号，由语言引起的活动，叫做第二信号系统活动——人类特有的高级神经活动。巴甫洛夫通过20多年的研究，证明动物只有第一信号系统这一种高级神经活动，也就是由现实的具体刺激引起的条件反射；而人类则具有第一和第二信号系统这两种高级神经活动。

巴甫洛夫创立的高级神经活动学说，有史以来第一次对生物高级神经活动做出了科学论述。他非凡的创新实验，为观察神经活动安装了明亮的“窗口”，为研究人类大脑皮层的一系列复杂问题，开辟了新的途径。

说巴甫洛夫的实验是“非凡的创新”，一点也不过分。下面的历史可以作证。

1822年6月，有一个法国籍的加拿大皮货商(一说是美国士兵)圣马丁，在美国和加拿大交界的一个交易所被意外走火的猎枪打中了。虽经陆军医生波门特治疗后死里逃生，但却在胃部流下了一个“窗口”。波门特利用这个窗口，用橡皮管引出胃液进行了长达8年的研究，得到胃液呈酸性等成果，并在1833年写成一本关于胃液和消化生理的专著。但是，他却没能得到巴甫洛夫那些成果。

当然，巴甫洛夫也是“站在巨人肩上”的——另一位著名的俄国生理学家伊凡·谢切诺夫(1829～1905)，在1863年就出版了《大脑反射》等名著，做了奠基性的工作。

巴甫洛夫留给我们的科学遗产，除了《巴甫洛夫全集》6卷和《巴甫洛夫星期三》3卷以外，还有科学研究的格言：“不学会观察，你就永远当不了科学家。”——“观察，观察，再观察”，是他一生的座右铭。