В 1856 г. И. М. Сеченов направился за границу и работал в лабораториях крупнейших европейских ученых, таких как немецкий физик, математик и физиолог Герман Гельмгольц и французский физиолог, один из основателей экспериментальной медицины Клод Бернар. Выбор тем для диссертации чрезвычайно широк, но молодой ученый давно интересовался процессами газообмена, в частности распределением газов в составе крови, поэтому он остановился на изучении влияния алкоголя на организм человека. Через четыре года Сеченов возвратился в Россию и защитил докторскую диссертацию «Материалы для будущей физиологии алкогольного опьянения», после защиты его назначили профессором Медико-хирургической академии в Петербурге.
Тридцатилетний ученый читал свои лекции вдохновенно, увлекая студентов исследовательским азартом, знакомя их как с новейшими научными достижениями, так и со всевозможными гипотезами, производящими, как он говорил, зарядку ума. А после лекций, иногда в сопровождении тех же студентов, спускался в небольшой флигель, в котором его лаборатория соседствовала с анатомическим театром, и работал там допоздна.
Сеченов изучал влияние окружающей среды на состояние организма и видел, что любое внешнее раздражение вызывает возбуждение определенной части нервной системы, а уже оттуда подается команда тем или иным органам, например, побуждая их к движению.
Десятки, сотни экспериментов провел ученый, прежде чем окончательно удостоверился в том, что «всякое раздражение вызывает тот или иной ответ нервной системы — рефлекс. Рефлексы бывают простые и сложные, но любой из них проходит через рефлекторную дугу. Она состоит из проводящего пути — от точки раздражения до мозга. Замыкательной части — соответствующего участка мозга. И центробежной части — нерва и того органа, через который будет дан «ответ», то есть осуществлен рефлекс».
Все это проверено им на опытах. Больше того, Сеченову удалось определить, что рефлекторная дуга может замыкаться в спинном мозге, минуя головной. Он брал для исследования обезглавленных лягушек и замечал, что они отдергивают лапку, если ее ущипнуть, а также пытаются смахнуть с брюшка клочок бумаги, смоченный кислотой.
Другая серия экспериментов показала, что сильное раздражение зрительных бугров в головном мозге лягушки вызывает угасание рефлекса лапки. Это явление было названо сеченовским торможением. Оно доказывало, во-первых, что центры торможения располагаются в головном мозге. А во-вторых, что нервная деятельность есть не что иное, как два постоянно взаимодействующих процесса — возбуждение и торможение.
Но только ли головной мозг имеет тормозящие центры, или они присутствуют и в спинном мозге? Он провел эксперимент с лягушкой, лишенной больших полушарий мозга, на седалищный нерв которой воздействовали электроразрядами разной силы. Чем сильнее был разряд, тем слабее проявлялась двигательная реакция организма. Не приходилось сомневаться, что тормозящим центром обладает и спинной мозг. Сам Сеченов назвал это исследование опытом «Белой дамы», поскольку в тот день находился под впечатлением прослушанной одноименной оперы французского композитора Адриена Буальдьё.
Результаты своих экспериментов и выводы Сеченов обобщил в работе «Рефлексы головного мозга». Этот классический труд И. П. Павлов назвал «гениальным взмахом русской научной мысли». Его публикация сначала предполагалась в журнале «Современник», под редакцией великого русского поэта Н. А. Некрасова, однако цензура ее запретила. «Рефлексы» вышли в том же 1863 г. в «Медицинском вестнике» и получили громадный отклик в научных и общественных кругах.
