Всякий понимал, что эта работа особого рода. Желудок работает. Это значит, что он варит пищу — обливает ее соками миллионов крошечных железок, заключенных в его стенках. В выделении пищеварительного сока и заключается работа желез желудка. Но отчего она происходит? Что за сила открывает невидимые краны, пропускающие пищеварительные соки в желудок? Легко было сказать — мозг и нервы. Но какой огромный труд предстоял ученым, чтобы это предположение стало научно обоснованной теорией! Какую энергию и настойчивость нужно было вложить в доказательство!
За окнами покачиваются липы университетского сада. В лаборатории сумрачно и тихо. Овсянников и его ассистент Чирьев, оба в белых халатах, молчаливые и сосредоточенные, наклонились над собакой, привязанной к операционному столу. В руках у Чирьева — стаканчик с — прозрачной жидкостью. Это кислота — раздражитель, которым пускается в ход рефлекс.
В опытах с обезглавленными лягушками это было совсем просто. Кислота обжигала кожу. В ответ на раздражение лягушка отдергивала лапку. Рефлекс заключался в движении. Его можно было видеть, оценивать его силы, записывать с помощью особого аппарата на закопченной бумаге. Здесь рефлекс заключался в работе железы. Как увидеть, как оценить, как измерить эту работу?
Капли светлой, прозрачной жидкости вытекают из тонкой стеклянной трубочки, торчащей из узкого разреза на щеке собаки. Это течет слюна. Но она течет не внутрь ротовой полости, а наружу. Стеклянная трубочка вставлена в проток слюнной железы. Вот он — ответ на раздражение: капли, вытекающие через стеклянную трубку.
Павлов смотрит не отрываясь. Он видит, как Чирьев смазывает кислотой кончик языка собаки — и сейчас же тонкая струйка слюны бежит через стеклянную трубку.
— Вполне законный ответ, — говорит Овсянников. — Слюна необходима для того, чтобы обмыть ротовую полость от раздражающего вещества. Попробуйте смазать под языком.
Движение руки Чирьева — и опять падают с кончика трубки прозрачные капли.
— Механизм безотказный — рефлекс, — говорит Овсянников.
Овсянников и Чирьев испытывают участок за участком, всю поверхность языка, щек, десен, нёба.
Павлову хорошо известны проводники, несущие раздражения из ротовой полости в мозг. Сложная сеть нервных волокон отходит от языка, щек, нёба, впадая мощными стволами в продолговатый мозг. Это нервы — проводники вкуса, нервы, сигнализирующие о раздражениях в полости рта.
Известны ему и нервы, снабжающие слюнные железы. Двадцать лет назад было открыто их действие. В ответ на раздражение этих нервов электрическим током слюнные железы отвечают бурным выделением слюны. Можно догадываться, что управление работой слюнных желез заключается в рефлексе продолговатого мозга. Сигнал из полости рта. И ответ слюнной железы под диктовку продолговатого мозга.
Но только опыт превращает догадку в достоверный факт.
— Что же, теперь остается попробовать раздражать непосредственно язычный нерв, — говорит Овсянников.
Да, это еще не испытанное в опыте, звено рефлекса.
Этих звеньев всего три — в любом рефлексе. Воспринимающий аппарат — проще говоря, орган чувств — превращает энергию внешнего мира в раздражение, которое нерв-сигнализатор передает в мозг. Это первое звено рефлекса. Его наименование — центростремительный нерв. Второе звено — мозг, станция, принимающая сигналы и диктующая ответы на них. Диктовку мозга принимает рабочий орган (мышца или железа) через третье звено рефлекса — рабочий, исполнительный нерв. Его называют центробежным нервом. Ответ железы прежде всего был получен на раздражение третьего звена — центробежного нерва.
Теперь, в опытах Овсянникова и Чирьева, железа отвечала на раздражение органов вкуса. Оставались. неиспытанными центростремительный (нерв и мозг.
Было совершенно очевидно, что слюнной центр в продолговатом мозгу существует. Но найти местопребывание этого центра, определить его расположение пока никому не довелось. Оставалось испытывать первое звено рефлекса — центростремительный нерв.
— Попробуем, — сказал Чирьев и добавил: — Если сумеем к нему пробраться.
Это было не так легко — проникнуть через толщу мышц и переплет кровеносных сосудов к нервам, идущим от органов ротовой полости в мозг.
Павлов не увидел конца операции. Она не удалась ни в первый, ни во второй, ни в третий раз. А недели через две в очередном опыте раскрылось совершенно неожиданное обстоятельство.
Овсянников и Чирьев проводили опыт с седалищным нервом. А у собаки — еще от предыдущего опыта — осталась стеклянная трубочка в протоке слюнной железы. Они открыли седалищный нерв — толстый шнур, проходящий в толще мышц ноги. И едва скальпель разрезал кожу, едва пинцеты раздвинули мышцы и электроды легли на обнаженный нерв, как произошло неожиданное и необъяснимое: на раздражение вместе с мышцами ног ответила слюнная железа.
Да, слюнная железа ответила на раздражение нерва, казалось бы никакого отношения к слюноотделению не имеющего. Они повторили опыт на другой ноге. Результат был тот же: вскрытие и раздражение седалищного нерва вызвало опять обильное слюнотечение.
— Кому бы пришло в голову, — говорил Овсянников, — что седалищный нерв, назначение которого состоит в том, чтобы вызывать работу мышц ноги, имеет отношение к работе слюнной железы! А между тем это отношение — факт, который мы только что установили в опыте. Вот почему, господа, во всех наших выводах мы должны остерегаться упрощенного объяснения тех бесконечно сложных явлений, из которых складывается жизнь.
Это был урок, которого Павлов уже не забывал никогда.
В глубинах мозга
Сообщение за сообщением помещает Павлов в научных журналах. Все это статьи о работе сердца и сосудов, о сосудистых центрах, о кровяном давлении. Но никто, кроме самых близких, не знает, что Павлов лихорадочно работает над множеством других тем.
«До сих пор были известны нервы, управляющие движением крови по телу, пригоняющие кровь к рабочему органу и отводящие ее от покоящихся, — пишет он жене Серафиме Васильевне о своих планах. — Это, так сказать, механические кровяные нервы. Я делаю предположение: нет ли нервов, управляющих самой выработкой, самим образованием крови? Кровь такая важная жидкость в организме, и знать механизмы, от которых зависит ее образование, значит иметь весьма много».
Не более как два месяца спустя он пишет Серафиме Васильевне о другой работе:
«Вчера наконец, моя милая, приступил к работе и я. И знаешь, как энергично? Оперировал сразу 6 кроликов… Предметом моей работы служит так называемая поджелудочная железа».
А всего лишь через неделю он пишет о третьей работе, о новой операции.
Но эта операция — особая. Она задумана и сделана совершенно по-новому — так, как до Павлова не делал ни один физиолог. И Павлов возлагает на нее большие надежды.
«…Вчера операцию сделал, какую хотел. Посмотрим, каково пройдет. Ведь делал на твое счастье. Собака должна жить. Много ли проживет? Сейчас пойду проведать…».
Она была жива. Она осталась в живых и на второй, и на третий, и на четвертый день после операции.
Павлов с трепетом открывал каждое утро дверь в лабораторию, ожидая увидеть бездыханный труп собаки. Но она рвалась с привязи навстречу ему, визжа и виляя хвостом от радости. Она была жива, жизнерадостна, здорова.
Тогда Павлов укладывал собаку на спину и принимался разглядывать у нее живот.
На аккуратно выбритом участке кожи в ладонь величиной приподнимался розовый бугорок, обведенный каемкой запекшейся крови. Он торчал на белой поверхности кожи аккуратным припухлым пупырышком с отверстием посередине.
Отверстие источало сок — прозрачный, как вода, растекающийся с бугорка на бритую кожу. Собака скулила, приподнимая голову и пытаясь облизать ранку.
— Жжет? Щиплет? — спрашивал Павлов, трепля собаку. — Ничего, ничего, потерпи для науки.
Он поднимался сияя. Операция — новая, впервые выполненная — удалась.
В очередном томе «Трудов Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей» за 1880 год появилась короткая заметка Павлова «Новые методы наложения панкреатической фистулы».
Это был огромный вклад в науку о пищеварении — разработка нового метода исследования.
Постоянные фистулы — отверстия, через которые пищеварительные железы выделяют свой сок прямо на поверхность тела, — таков метод, с помощью которого Павлов прорвался в тайники пищеварения. Это было великое торжество хирургической техники. С помощью метода постоянных фистул Павлов установил способ управления работы пищеварительных желез, осуществляемых организмом. Этот способ заключался в работе мозга и нервов.
Весь пищеварительный канал изучен в лаборатории Павлова. Все его отделы, начиная со слюнных желез и кончая бесконечными петлями кишок, получили связь с внешней средой при помощи фистул и докладывают о своей работе математически точным языком-каплями пищеварительных соков.
Слюна, желудочный и панкреатический соки, желчь, кишечный сок — все подвергнуто испытанию. Изучено значение и место каждого звена в длинной цепи воздействий, которым подвергается пища в кишечном канале.
Рефлексы, рефлексы, нескончаемый ряд связанных и переплетающихся между собой раздражений и ответов организма.
Раздражения в полости рта. Раздражения стенки желудка. Раздражения первого отдела кишок, следующего за желудком, — он очень короткий, длина его всего двенадцать пальцев, поэтому его называют двенадцатиперстной кишкой. Сюда изливают свои соки поджелудочная железа и печень. Наконец, раздражения тонких кишок, где движется уже переваренная пища. И на все раздражения, которые вызывает в организме пища, идущая через пищеварительный канал, пищеварительные железы отвечают языком рефлексов — выделением пищеварительных соков.
Механическое раздражение чаще всего называли причиной отделения слюны.
«Нет, дело обстоит не так просто», — говорил Павлов.
Механическое раздражение желудка до сих пор еще изображается причиной работы желудочных желез. Это самое простое и понятное объяснение. Непосредственное, прямое раздражение органа и его ответ — чего же проще! Но в действительности разве так работают желудочные железы? Какое сложное устройство связывает их работу в единое целое со всей обработкой пищи, начиная с первого ее соприкосновения с окончаниями вкусовых нервов! Да нет, еще раньше, с момента, когда животное видит пищу и рвется к ней, охваченное могучим чувством голода — аппетита.