生物学

生理学者「パブロフ」って何した人?現役講師がわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。今回は条件反射の研究でよく知られた研究者パブロフについて学んでいこう。

彼の名前は「パブロフの犬」という言葉でよく知られているが、どんな人生を送った人物なのか知っているだろうか?条件反射の研究背景とともに紹介しよう。

大学で生物学を学び、現在は講師としても活動しているオノヅカユウに解説してもらおう。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

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ライター/小野塚ユウ

生物学を中心に幅広く講義をする理系現役講師。大学時代の長い研究生活で得た知識をもとに日々奮闘中。「楽しくわかりやすい科学の授業」が目標。

パブロフ

パブロフはフルネームをイワン・ペトローヴィチ・パブロフ(Ivan Petrovich Pavlov)といいます。19世紀から20世紀にかけて活躍したソ連の生理学者です。

生涯

1849年、パブロフは当時ロシア帝国のリャザンという街で生まれました。11人兄弟の長男だった彼は、幼いころから好奇心旺盛だったといいます。

11歳から学校に通い、1870年には名門であるサンクトペテルブルク大学へ進学。物理や数学を学ぶうち、医学へ興味を抱くようになったパブロフは、外科医に弟子入りして医師を目指すようになります。1876年に軍の医学校へ進学し、1879年に医師の資格を得ました。

1884年から数年間は医学の本場であるドイツへ留学し、ライプチヒ大学やブレスラウ大学で学んでいます。

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ライプチヒ大学ではルドウィッヒ、ブレスラウ大学ではハイデンハインに師事した。ルドウィッヒもハイデンハインは、いずれも著名な生理学者だ。

著名な研究者の下で優れた技術を身に着けたパブロフは、ロシアに戻って生理学研究をリードする存在になっていきました。

1890年からは軍医大学校で教授に就任。翌年には実験医学研究所の生理学実験室長をまかされ、兼務しています。消化腺などの生理学的な研究を中心に行い、自身の研究に関する本も出版しました。

1902年からはパブロフの代名詞となった条件反射の研究を行うようになり、これが評価されて1904年にノーベル賞生理学・医学賞を受賞します。

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パブロフはロシア人で初めてのノーベル賞受賞者となったんだ。

ノーベル賞受賞後も独自の研究を進めますが、その一方、徐々にロシア国内の情勢が悪くなっていきます。

1914年に勃発した第一次世界大戦ではドイツ・オーストリア軍に攻め込まれ、1917年2月にはロシア革命が起き、当時のロマノフ王朝が倒れました。内戦状態がしばらく続きましたが、同年の11月にロシア社会民主労働党ボリシェビキ政権が樹立します。

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By Mikhail Nesterov – WikiArt [1], Public Domain, Link

混乱する社会情勢に翻弄され、落ち着いて研究ができず金銭的にも困窮していたパブロフは、ボリシェビキ政権を率いたウラジミール・レーニンに手紙を書きました。手紙には、国外へ移住する可能性を示唆しつつ、研究の窮状を訴える文面がしたためられていたそうです。

すると、政府はパブロフに研究所の移転資金や援助を与えるようになりました。ボリシェビキ政権は、ノーベル賞受賞という栄光に輝いたパブロフを高く評価していたのです。

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もっとも、パブロフ自身はボリシェビキ政権のやり方をよしとしていなかったようだがな。

国の支援で無事研究が続けられる状況になったパブロフは、その後も研究所の所長などの重役を歴任します。

著名な科学者となったパブロフですが、1936年に肺炎が原因で亡くなりました。死の淵には学生をベッドの近くに座らせ、その様子を記録させたといいます。最後まで威厳ある研究者の姿勢を崩さなかったのです。86年の生涯でした。

image by Study-Z編集部

パブロフの功績

それでは、パブロフの残した功績についてみていきましょう。彼の研究テーマでもっともよく知られているのが、条件反射です。

条件反射

生物は反射という行動をとることがあります。反射は、特定の刺激に対して無意識に引き起こされる反応のことで、生まれながらにして備わっている(先天的な)機能です。

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例えば、目の前に急にボールが飛んで来るような場合。我々はとっさに目をつぶったり体を動かして避けようとするな。代表的な反射行動だ。

一方、条件反射とは後天的に得られた反射反応をいいます。本来は特定の行動を引き起こさないような刺激でも、訓練や経験などを経て行動と結びつけることで、先天的な反射のような反応が引き起こされるようになるのです。

image by iStockphoto

私たちに身近な例としてよく挙げられるのが、梅干しやレモンに対しての反応です。私たちは生まれたばかりのとき、梅干しやレモンといった酸っぱい食べ物の味を知りません。人生の中で何回か梅干しやレモンを食べる経験をすると、脳が「梅干しやレモンは酸っぱい食べ物である」ことを覚えます。

すると、梅干しやレモンを見ただけで唾液が出てくるようになるのです。唾液を出すという行為は無意識に引き起こされる生理現象ですので、これは後天的に獲得された条件反射ということになります。

さあ、いまこの文章を読んでいる間にも、口の中に唾液が増えてくるのを感じた人もいるのではないでしょうか?

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後天的な条件反射に対し、先天的な反射は無条件反射という言葉で表現されることもあるな。

今回の主役であるパブロフは、この条件反射という現象の存在に気づいた人物なのです。

パブロフの犬

パブロフが条件反射の存在に気づくことになった、有名なエピソードがあります。

消化腺の研究をしていたパブロフは、イヌに与える餌によって唾液の成分や量が変化するかを調べる実験をしていました。唾液の量や成分を求めるためには、分泌された唾液を口の外に出させるような工夫をしなくてはいけません。そのため、イヌの口には唾液を採取できるような手術が施されていました。

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パブロフは消化管や消化腺に外科的な手術を施す技術にたけていたんだ。循環系や消化器の神経を研究するなかで学んでいったんだな。

ある日パブロフは、餌をまだあげていないイヌの口から大量の唾液がでていることに気づきます。疑問に思い調べてみると、餌を与える人間の足音が聞こえてくることがきっかけになり、唾液の分泌が促されているようだということがわかりました。

人間の足音と、イヌの唾液の分泌は、本来関係のない現象のはずです。パブロフは、本来無関係な刺激が生物の反応に影響を及ぼす可能性があることに気づきました。

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Rklawton – English Wikipedia, see below, CC 表示-継承 3.0, リンクによる

パブロフは新しい実験を組み立てました。イヌに餌を与える際に特定の音をならすことをしばらく繰り返します。すると、イヌはその音を聞いただけで唾液を分泌するようになったのです。意図的に条件反射を起こさせることができる、ということが証明された、画期的な実験でした。

このイヌを使った研究は大変有名になり、現在でも「パブロフの犬」という言葉とともによく知られていますよね。パブロフはこれ以降も反射の研究にのめりこむようになっていきました。

image by iStockphoto

1904年にパブロフはノーベル賞を受賞しましたが、その受賞理由は「消化生理に関する研究」というものでした。長く続けてきた消化器系の研究が評価されての受賞でしたが、授賞式の講演では、もっぱら条件反射についての話をしたそうです。

現代においても条件反射の研究は行われています。はじめは、比較的発達した神経系を持つ動物(ヒトを含む)の条件反射が中心に研究されていましたが、近年はゴキブリやプラナリアなどの生物でも条件反射を起こさせることができる、ということがわかってきました。今後も面白い研究成果が出てくるかもしれません。

“条件反射”発見の影響

パブロフの研究は生理学のみならず、脳科学や心理学など、他分野にも大きな影響を及ぼしました。彼の見出した条件反射は「刺激に対する無意識下の反応」であるからこそ、私たちの「神経系が及ぼす影響」や「”こころ”と身体の関係」についてより詳しく考えざるを得なくなったのです。

条件反射という言葉は比較的身近なものになっていますが、それが科学の歴史上非常に重要な発見だったことを覚えておいてほしいと思います。

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