Iwan Petrowitsch Pawlow gilt als einer der bedeutendsten russischen Physiologen. Er befasste sich insbesondere mit der Erforschung der Verdauungsvorgänge und des Nervensystems. 1904 erhielt er als erster russischer Wissenschaftler den Nobelpreis für Medizin – drei Jahre nach der Stiftung dieser Ehrung. Pawlows Lehre von den so genannten »bedingten Reflexen« machte ihn weltweit bekannt.
Die Physiologie ist die Lehre von den Funktionen der Körperorgane: Sie untersucht körperliche Prozesse wie Blutkreislauf, Atmung, Stoffwechsel oder Sinneswahrnehmung. Im Laufe des 19. Jahrhunderts wurde sie zur wichtigsten Grundlagenwissenschaft der Medizin.
Um die Vorgänge im Körper zu erforschen, nutzten die Physiologen seit der Mitte des 19. Jahrhunderts mehr und mehr das Experiment. Auch Pawlow war ein leidenschaftlicher Experimentator. Fast fünfzig Jahre arbeitete er in physiologischen Laboratorien und führte Tierversuche durch. »Die Beobachtung«, so hatte er einmal gesagt, »sammelt das, was ihr die Natur bietet. Das Experiment aber entreißt der Natur, was es will.«
Im Laufe einer langen Versuchsreihe entwickelte Pawlow die Lehre von den »bedingten Reflexen« und konnte experimentell den Nachweis erbringen, dass wiederholte, künstlich erzeugte Reize die gleichen Reaktionen auslösen wie natürliche Reize. Die angeborene Reiz-Reaktions-Verknüpfung wird erweitert, das Tier hat »gelernt«. Diese Entdeckung war eine der wichtigsten auf dem Gebiet der Hirnphysiologie im 20. Jahrhundert.