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在實驗台上,在帶瘺管的狗面前擺著一個食盤,飢餓的狗狼吞虎咽地吃了起來,可是咽下去的食物半路上從食管切口處掉了出來,又落在食盤裡。狗雖然不停地吃,胃卻始終大唱「空城計」。有趣的是,食物雖然沒有進入胃裡,但狗的嘴巴一動,一咀嚼食物,胃就開始分泌胃液,因為胃內沒有雜物,透明純凈的胃液就從胃部瘺管中一滴一滴地流入外面接著的試管里。

這個「假飼」實驗告訴我們:食物並沒有到胃裡,而胃已開始分泌胃液,說明胃液的分泌不是食物刺激胃的結果,而是大腦通過神經下達了命令。食物一進入嘴裡,味覺神經就向大腦報告:食物來了,叫胃準備消化。信號從大腦傳到胃,胃液就分泌出來了。

不僅如此,巴甫洛夫在實驗中還觀察到好些耐人尋味的現象:當狗一看見食物,還沒叼進嘴裡,瘺管里就已開始滴出胃液,這說明不僅口腔可以向大腦報告「食物來了」的消息,眼睛看見食物后,也可向大腦發出報告。甚至不讓狗看到食物,只是把香腸、火腿等藏在口袋裡,靈敏的狗鼻子聞到了香味,也會有胃液滴出,這證明大腦已收到了鼻子發出的「準備消化」的信息。

綜合這些現象。巴甫洛夫得出結論:大腦控制、支配著胃的消化活動,它是指揮全身各器官協調工作的司令部。「研究大腦活動規律,認識人體的司令部」成了巴甫洛夫下一個攀登的目標。

巴甫洛夫已打開了觀察胃的「窗口」,有了研究消化的經驗。他注意到:當狗看到食物,或聞到食物的香味時不僅能分泌胃液,嘴角也會流出口水。對了,通過唾液分泌去研究大腦,不是更方便嗎?

這一次,他在狗的面頰上切開一個小口,使唾液腺的導管經過它通向體外。這樣,狗的唾液不是往嘴中流,而是流到掛在面頰上的漏斗中,滴入下面的量筒里。

給站在實驗台上的狗餵食物,唾液馬上流了出來。這屬於天生的反射,不需要任何訓練就會產生,無論動物和人都是這樣。

但是,巴甫洛夫構想了一個奇特的實驗。在給狗餵食之前,打開電燈。因為燈光與食物沒有任何聯繫,狗根本不理會,也不流唾液;而開燈后立即給狗餵食,狗的唾液就流出來了。

從此,凡是喂狗的時候,燈光和食物總是先後同時出現。這樣重複多次后,一個奇怪的現象出現了:只要燈光一亮,即使不餵食物,狗也會流出口水。可見,在狗的大腦里,燈光已經變成了食物的信號,所以狗一看見燈光,就作出消化食物的反應,流出唾液。巴甫洛夫把這稱之為「條件反射」。

條件反射是暫時的。對一條建立了條件反射的狗,如果總是只亮燈光,不給食物,狗的口水就會一次比一次少,最後就不再流口水了。暫時建立起來的神經聯繫也就消退了。

人類的心理活動,巴甫洛夫認為也是一種複雜的條件反射,但同動物的行為有本質上的差別。因為人類在進化過程中學會了勞動,同時產生了語言,巴甫洛夫把語言叫做第二信號,由語言引起的活動,叫做第二信號系統活動。這是人類特有的高級神經活動。巴甫洛夫通過20多年的研究,證明動物只有第一信號系統這一種高級神經活動,就是由現實的具體刺激引起的條件反射;而人類則具有第一和第二信號系統,兩種形式的高級神經活動。

巴甫洛夫創立的學說,有史以來第一次對人類高級神經活動作出了科學論述。他的非凡實驗,為觀察神經活動安下了一個明亮的「窗口」,為研究人類大腦皮層的一系列複雜問題,開闢了新的途徑。

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