Ученый России, физиолог, психолог, создатель науки о высшей нервной деятельности и представлений о процессах регуляции пищеварения; основатель крупнейшей российской физиологической школы; лауреат Нобелевской премии в области медицины и физиологии 1904 года «за работу по физиологии пищеварения».
Более 10 лет посвятил тому, чтобы получить фистулу (отверстие) желудочно-кишечного тракта. Павлов так сшивал кожу и слизистую, вставлял металлические трубки и закрывал их пробками, что никаких эрозий не было, и он мог получать чистый пищеварительный сок на протяжении всего желудочно-кишечного тракта — от слюнной железы до толстого кишечника, что и было сделано им на сотнях экспериментальных животных. Проводил опыты с мнимым кормлением (перерезание пищевода так, чтобы пища не попадала в желудок), таким образом сделав ряд открытий в области рефлексов выделения желудочного сока. За 10 лет Павлов, по существу, заново создал современную физиологию пищеварения.
Одно из первых научных исследований Павлова было посвящено изучению роли нервной системы в регуляции кровообращения. Ученый установил, что перерезка блуждающих нервов, иннервирующих внутренние органы, приводит к глубоким нарушениям способности организма регулировать уровень артериального давления. В результате был сделан вывод, что значительные колебания давления улавливаются чувствительными нервными окончаниями в сосудистой сети, которые посылают импульсы, сигнализирующие об изменениях, в соответствующий центр мозга. Эти импульсы порождают рефлексы, направленные на изменение работы сердца и состояния сосудистого русла, и артериальное давление быстро возвращается к наиболее благоприятному уровню.
1883г. — Павлов защитил докторскую диссертацию «О центробежных нервах сердца». В Мадридском докладе, сделанном на русском языке, И. П. Павлов впервые сформулировал принципы физиологии высшей нервной деятельности, которой он и посвятил последующие 35 лет своей жизни. Такие понятия как подкрепление (reinforcement), безусловный и условный рефлексы (не совсем удачно переведённые на английский язык как unconditioned and conditioned reflexes, вместо conditional) стали основными понятиями. Создал науку о высшей нервной деятельности и представление о процессах регуляции пищеварения.
Вслед за изучением хода нервов, ускоряющих работу сердца, П. исследовал регуляцию пищеварительной деятельности поджелудочной железы, предположив наличие в ней двойной иннервации. В 1876—78 установил, что между сосудами кожи и внутренних органов существуют антагонистические прессорно-депрессорные отношения, обеспечивающие поддержание в организме кровяного давления на постоянном уровне. В лаборатории при клинике Боткина П. сделал крупное открытие, положенное им в основу докторской диссертации: деятельность сердца регулируется четырьмя центробежными нервами — замедляющим и ускоряющим, ослабляющим и усиливающим.
Затем Павлов перешёл к исследованию нервной регуляции пищеварения и иннервации желёз желудка. Выдающиеся успехи Павлова в этой области опираются как на разработку им основ хирургического эксперимента, так и на творческое восприятие развиваемой Сеченовым и Боткиным идеи нервизма, утверждающей регуляторную роль нервной системы в осуществлении функций организма как в норме, так и при патологических состояниях.
Научное творчество Павлова оказало революционизирующее влияние на представления того времени о кровообращении и особенно о пищеварении, а его учение об условных рефлексах послужило фундаментом для последовательно материалистического подхода к изучению высших функций мозга животных и человека.
