Проблема газообмена крепко овладевает мыслями сотрудника Павлова, и он добивается новых успехов.

Углекислый газ имеет свойство раздражать дыхательный центр и резко усиливать дыхание. Двум испытуемым давали вдыхать этот газ, зажигая в это время красную электрическую лампочку. Нескольких таких сочетаний было достаточно, чтобы одна лишь вспышка света повышала вентиляцию легких вдвое против нормального.

И еще один опыт. В летние дни собак поражает так называемая тепловая одышка, или полипноэ. Животное с высунутым языком и налитыми кровью глазами часто дышит, сопит, задыхается. Непосредственной причиной служит порция мяса, съеденная в жаркий день. Задачей физиолога было — средствами условного характера воспроизвести полипноэ.

Собаку накормили мясом и поместили в жарко натопленную комнату. Когда тепловая одышка началась, аппараты записали частоту дыхания собаки, ее температуру и те короткие перерывы, когда состояние животного становилось нормальным. Одновременно включался метроном. Через несколько сочетаний тепловой одышки и предвестника ее — стука метронома — собака в нормальной тепловой среде, не съев ни крошки мяса, ответила на стук аппарата припадком полипноэ. И смена температуры, и ритм сверхучащенного дыхания, и короткие перерывы — все было словно скопировано с прежнего припадка.

Третий опыт, удивительно простой и ясный, принес много неожиданного сотруднику Павлова. Оказалось, что не только пищевой и дыхательный центры, но и центр, регулирующий тепло в организме, образует с внешним миром временные связи.

Газообмен и температура организма, как это известно, тесно зависят от состояния среды. Повышение температуры окружающего воздуха ведет к меньшему выделению собственного тепла и к сокращению потребления кислорода. Снижение температуры воздуха, наоборот, повышает химические процессы и теплоотдачу организма. Вырастает и поглощение кислорода. Так, приспособляясь к окружающей среде, идет беспрерывная смена процессов так называемой терморегуляции. Казалось, незыблема эта закономерность. Но вот собаку помещают в условия температуры в двадцать градусов выше нуля. Десять дней эту температуру сохраняют, затем сразу сбавляют до пяти градусов. Похолодание резкое, а температура тела и газообмен у животного не изменяются. Временная связь между теплорегулирующим центром и комнатой, в которой собака была заключена, сказалась сильнее биологических нужд организма. Животное зябло от холода, а химические процессы продолжались стереотипно на прежнем уровне: оставалось низким потребление кислорода и недостаточным выделение тепла. Так, должно быть, и летчик, проведший зиму в Арктике, позже в теплых широтах продолжает жить прежней температурой и газообменом. Кабина самолета и одежда сохраняют свое влияние на центры, регулирующие тепло и дыхание.

Случай воспроизвел на человеке любопытную операцию. Больного искалечило трамваем, из незаживающей раны живота выпадала наружу петля тонкой кишки. В остальном человек был здоров. Экспериментатор мог наблюдать движение кишечника, сокращения и ритм его. Истинно павловская методика на человеке — окошечко в глубь организма. Открывалась возможность решить: образует ли кишечник условные рефлексы, существует ли между ним и внешним миром связь?

Сотруднику Павлова повезло: вместо подопытной собаки у него — человек, разумный помощник в работе. Многие ли физиологи могли похвастать подобной удачей?

Между больным и экспериментатором установились своеобразные отношения. Они подолгу беседовали под звуки аппарата, ведущего счет сокращениям кишечной петли. Скоро было установлено, что одно приготовление к кормлению больного действует на кишку раздражающе. Она сокращается, как если бы пища прошла уже в желудок. Обстановка и условия кормления образовали временную связь с двигательным механизмом кишечника.

Метод изучения этой механики был очень прост, сотрудник задавал больному вопросы и получал ответы от кишечной петли. Беседы носили такой примерно характер;

Сотрудник. Мне говорили, что вы любите куриный бульон, это верно?

Больной. Да, конечно, бульон — полезная штука.

Сотрудник. А что бы вы сказали, если бы мы вам поднесли тарелку сейчас же?

Больной. Можно и сейчас, не возражаю.

Перо аппарата делало резкое движение, кишечная петля подтверждала готовность к еде.

Сотрудник. Я распорядился подать вам бульон. Через минуту вы будете есть навар из прекрасной индюшки. Позвольте, я вам приготовлю.

Кривая на аппарате росла, сокращения кишки становились все резче.

Сотрудник. В нашем бульоне будут овощи… Свежие, вкусные овощи… Перед обедом мы предложим вам водки и селедочку… Вы, кажется, любите и то и другое.

Ответ был излишен, — перо аппарата высоко подскочило, вычерчивая гребень нарастающей волны. Речь сотрудника вызывала немедленный импульс из мозга к кишечному тракту. Впервые на опыте подтвердились высказывания Павлова.

— Окружающий мир, — говорил он, — отражается в мозговой коре человека не только в красках, формах, звуках и так далее, но и символически в виде мимики, жестов и речи. Одна из основных особенностей человека — это наличие у него специальных форм социальной сигнализации. Слово, раз связанное в мозгу с понятием предмета, служит тем же для человека, что звонок и метроном — для лабораторного животного.

Экспериментатор остается верным принципу учителя: все проверять, всегда сомневаться, не верить, а знать. Успех рождает у него подозрение: действительно ли реакции кишечной петли на человеческую речь — условный рефлекс, а не что-нибудь иное? Он проверит это на опыте. Временные связи исчезают, если не подкреплять врожденные реакции, которым они служат сигналом. Лампа перестает вызывать слюну, если включение света ничего не приносит пищевому инстинкту. Ответы кишки у больного были ответом пищевого врожденного рефлекса, а речь ученого — условным раздражителем. Бесплодная сигнализация должна угасить эту временную связь. Сотрудник приступает к проверке. Он с видом заправского повара продолжает свои экскурсы в область гастрономии, обсуждает достоинства пищи с больным, но не кормит его. Аппарат регистрирует перемену, падает гребень кривой диаграммы, все ровней и ровней идет запись, петля кишки обретает покой.

Поиски закономерностей продолжались. На этот раз решался вопрос: влияет ли кора головного мозга — орган, формирующий мысль и знание, — на процессы усвоения пищи? Или эта интимная функция не образует временных связей? Предметом опытов сделали собаку, у которой оператор вывел наружу кишечную петлю. Один край ее прирастили к отверстию в животе, а другой — наглухо зашили. Получилось нечто вроде опрокинутой бутылки, торчащей горлышком наружу. Нервные и кровеносные регуляции были сохранены, отрезок жил общей жизнью кишечного тракта. Подобно желудочку Павлова, кишечник животного разделили на две неравные части: бóльшая служила организму, а меньшая — делу науки.

В трех длинных бюретках находится: разбавленный яд — сапонин; раствор сахара — глюкоза и вода. Экспериментатор вливает в отрезок кишки обильную дозу глюкозы. Проходит некоторое время, и в петле остается ее меньше половины: раствор ушел в кровь сквозь стенки кишки. Это в порядке вещей, таков нормальный процесс всасывания пищи в организме. Следующим этапом в отверстие кишки вводится яд сапонин. Он увеличивает проницаемость слизистой оболочки кишечника и ускоряет процесс всасывания пищи. Таково его свойство. Теперь раствор сахара в отрезке кишки будет уноситься мгновенно.

Опыты продолжают под стук метронома: вначале звучание аппарата, затем вливание в кишки сапонина, позже глюкозы. Так длится месяц, другой, проходит полгода. Однажды экспериментатор пускает метроном и не вливает в кишку сапонина. Теперь, казалось, глюкоза всосется не скоро, слизистая оболочка не обработана. Экспериментатор открывает отверстие кишки — ни капли раствора, глюкоза прошла через стенки в кровь. Их сделал проницаемыми стук метронома. Он подействовал так же, как разбавленный яд, — сапонин.