科学的跃进往往取决于研究方法上的成就。研究方法每前进一步，我们仿佛也随之升高一层，从那高处我们就可望见更加广阔的远景，望见许多先前望不见的事物。
这是俄国著名的生理学家巴甫洛夫毕生的经验之谈，他把研究方法在科学研究中的重要意义提到了前所未有的高度。
十九世纪末，生理学界通行的研究方法是分析法，即活体解剖法：将实验用的动物置于麻醉状态下，剖腹挖脏，研究单一器官的生理机能。这种方法虽然提供了大量的生理学资料，但又包含着许多弊病：它既抑制和阻碍了神经系统对各器官所起的重要作用；又损害了动物机体内各系统、器官和组织之间的天然联系和交互作用；粗暴地毁坏了动物机体的正常生理功能，使之陷于奄奄一息的境地，因而不能正确地揭示机体内各器官组织在相互联系中所表现的生理活动规律。这时在临床病院生理实验室工作的年轻的巴甫洛夫认为，要用整体的观念去看待生命有机体及其与周围生活环境的关系。动物机体是一个极其复杂的系统，是由无数的既是相互关系、又与周围环境处于统一和平衡状态的许多部分组成。巴甫洛夫决定改革研究方法，以综合法补充分析法，在未受伤的或动过手术后恢复健康的动物身上进行实验，在最接近于动物生活的自然条件下，观察和研究生理功能和生理活动规律。
他巧妙地设计了“假饲”实验，来观察动物胃腺的分泌活动。他把狗的食管割断，并在狗的胃里安装了集聚胃液的玻璃瘘管；狗进食的时候，食物到不了胃，然而胃却照常分泌大量的胃液流进瘘管。巴甫洛夫认为第十对脑神经是胃腺的分泌神经。后来，他证实了胰腺也具有分泌神经。巴甫洛夫设计的假饲实验取得了成果，他进一步改进研究方法，开始做真饲实验。他将狗的胃隔成两室，小胃封闭，大胃进食。由于两室有共同的胃壁，神经相连，血脉相通，大胃消化时的胃腺分泌活动，可以从小胃流出的纯胃液得到反映。但分隔胃室的手术及其艰难，有几十条狗死在手术刀下。许多生理学家断言，这种手术永无指望。但巴甫洛夫不怕压力，连续苦干六个多月，终于成功并且有一新的发现：胃液的分泌依照进食的不同种类和数量，分泌出不同的浓度和数量。
巴甫洛夫由于在消化生理上的工作，于1904年获得了医学与生理学诺贝尔奖。他创造性的方法及其成果，给旧的消化学注入了新的血液，使生理学研究绝处逢生，踏进柳暗花明的境界。他走出消化生理学的圈子，向神经生理学的新领域迈近，形成了新见解：狗对食物的“无条件反射”以及对饲养员脚步或铃声的预示的“条件反射”。他用整体方法和分析方法相结合的实验，证明了条件反射是在中枢神经系统的高级部位大脑皮层上形成的，是记忆的基础。巴甫洛夫展开理论思维的丰满双翼，向着大脑生理学的目标高飞。他创造性地提出了人类在条件反射活动中，不仅具有与动物共有的“第一信号系统”即印象、感觉，还具有动物所没有的“第二信号系统”即语言，它是人类特有的高级思维。条件反射和信号系统学说的提出，对二十世纪生理学、医学、心理学和哲学的发展产生了深远的影响，造福了人类。