血液循环和消化生理研究中的巧妙实验设计：慢性生理学实验法

生理学的任务，在于揭示动物和人体的各种组织、器官及其系统的机能。在生理学研究中，仅仅应用观察法是难以进行的。巴甫洛夫十分了解实验方法的意义。他说：“实验方法仿佛把现象掌握在自己的手内一样，时而推动这一种现象，时而推动另一种现象，因此就在人工的、简单的组合当中确定了现象之间的真正联系。换言之，观察是搜集自然现象所提供的东西，而实验则是从自然现象中提取它所愿望的东西。”（注：巴甫洛夫选集［M］.北京：科学出版社，1955，308—309.）

在巴甫洛夫刚刚踏上科学旅途的时候，急性实验法，即活体解剖法在生理学研究中占据着统治地位。这种实验由于粗暴地破坏了机体的完整性，破坏了机体各部分之间的天然联系和交互作用，因而不可能获得对于各个生理过程的真实认识。实验常常因动物的猝然死亡而告终，无法进行长时间的细致观察和研究。

巴甫洛夫清醒地认识到急性实验法的弊端。他说：“这种方法隐藏着一个严重的危险，特别重要的是生理学家对这个危险认识不足；在这种情况下，许多的生理现象完全会使观察者看不出来，或者以极度歪曲的形态出现。”（注：巴甫洛夫全集［M］.（第2卷上册），北京：人民卫生出版社，1958，191—192.）他认为，为了改变这种局面，“生理学已面临一个寻找新实验方法的时期。这种新的实验方法，要尽可能使实验动物（当然，不包括被研究的现象）少反常。”（注：巴甫洛夫全集［M］.（第2卷上册），北京：人民卫生出版社，1958，191—192.）他寄希望于“生理现象的综合研究法”，看到了在分析性研究所积累起来的大量资料的基础上运用综合性研究方法的光明前景。他指出：“作为一个新方法而被广泛应用于整个机体的综合法一定会大大有助于未来的生理学研究……综合法的目的在于从真实的有生命的方面来衡量每一器官的作用，指出它的地位及其应负担的工作。”（注：转引自艾·阿，阿斯拉强，巴甫洛夫的生平和科学创作［M］.北京：科学普及出版社，1958，40—41.）

从保证机体整体性的前提出发，巴甫洛夫通过巧妙的实验设计，系统地发展了综合研究方法，即慢性生理学实验法。所谓慢性实验法，就是利用没有损伤的动物或施行过外科手术并完全恢复健康、对生存条件具有正常关系的动物进行实验。这种实验，可以使实验者在最接近动物的自然生存状态下，研究机体内未被歪曲的各个生理过程。比之急性实验法，这种方法不仅能够有效地对完整机体的各个器官进行细致的分析性研究，而且更为重要的是能够对完整机体的复杂机能进行完善的动态性综合研究，从而揭示某一器官和系统与其他器官及系统的有机联系和相互作用。

进行综合研究的慢性实验法，在巴甫洛夫研究血液循环生理时就已具雏形。1879年，巴甫洛夫曾耐心地训练供实验用的狗，使它能够安静地躺在实验台上，不使用任何麻醉剂，将腿部的皮肤和皮下组织切开，分出动脉血管，接上血压记录器。在这种实验条件下，排除了麻醉的影响，动物的整个中枢神经系统对内脏器官的影响处于正常状态，因而实验结果完全可以表现机体内保持着复杂的相互联系时血液循环的真实过程。在研究心脏的加强神经时，巴甫洛夫抛弃了通常对神经做机械切断的做法，用降温的方式对神经做“生理的、机能的切断”。这种“切断”比机械切断有着明显的优越性，可以在“切断”之后再恢复加强神经的机能，进行反复的实验。

为了进行科学上的新探索，巴甫洛夫于19世纪90年代在世界上建立了第一个隶属于生理学实验室的完备的手术室，他用巧妙而高超的生理外科手术实现了各种新颖的消化生理实验设计，从而使慢性实验法更加精细完善。1889年，巴甫洛夫和他的学生完成了闻名于世的“假饲”实验。在“假饲”实验的准备阶段，需要在狗身上做两个手术：一是将胃切开一个小口，插上一只小管，小管通向体外，做成胃瘘管；一是割断食道，将食道断面两端的管壁与颈部创口的四周皮肤缝合，做成食道瘘管。伤口愈合后，即可进行实验：狗不断吃进食物，食物不断通过食道瘘管掉进盘子里，胃瘘管不断流出纯净的胃液。在这个实验中，巴甫洛夫确证了迷走神经对胃液分泌具有调节作用，纠正了生理学家在以往的急性实验中所得出的错误结论。

此后，巴甫洛夫和他的助手又在狗身上做了唾液腺瘘管和难度很大的胰腺瘘管、“小胃”等手术。被称为“巴甫洛夫小胃”的经典性实验，充分表现了巴甫洛夫缜密的科学思维和精湛的手术技巧。巴甫洛夫认为，在假饲实验中，由于食物没有进入胃部，因而食物对胃壁的影响没有反映出来，尚不能了解真实的消化过程。要解决这个问题，必须做胃的分离手术。手术时将整个胃分隔成一大一小两个互不相通的胃，两胃之间用黏膜构成的间壁隔开，小胃由腹壁开口与体外相通；进入大胃的食物、唾液不能进入小胃，但消化过程的一切活动皆在小胃中真实地反映出来。1893—1894年，巴甫洛夫经过几十次失败，以百折不回的毅力，突破了技术上的重重难关，终于取得了手术的成功。

巴甫洛夫在狗身上施行的各种手术，为整个消化道设置了一个个“窗口”，既可以在不破坏复杂机体完整性的条件下精确地观察各种消化腺的分泌活动，又可以从动物体外收集腺体的分泌物进行多方面的分析研究。

进行慢性生理学实验所依据的思维方法，用科学方法论的现代语言来叙述，就是系统方法。生命有机体同自然界存在的任何系统一样，各个组成部分（子系统）的机械叠加，不足于揭示整个系统的基本特性。巴甫洛夫在慢性实验中所获得的对于血液循环系统、消化系统等生理过程的认识，无疑比较正确地反映了这些生理系统的机能，但是由于实验是在保持生命有机体完整性的前提下进行的，在研究血液循环、消化生理时，有其他生理系统（尤其是神经系统）参与活动，因此，这些规律性的认识反映着生命有机体这个大系统的基本特性。慢性实验法的出现，不仅标志着生理学实验技术的改进，而且表征着科学思维方法的巨大进步。它开创了综合生理学的新时代。