I. P. Pavlov and higher nervous activity genetics in Pavlov Institute of Physiology

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-1270-2021-2-3-240-253

Keywords:

Ivan P. Pavlov, Leon A. Orbeli, Michail E. Lobashev, physiology, biology, genetics of the conditioned reflex, historical aspect

Abstract

The article provides a brief outline of the history of the Pavlov teachings about conditioned reflexes, which for many years determined the research program of the Institute headed by Academician L. A. Orbeli, and about its importance in the development of new scientific directions— behavioral genetics (higher nervous activity), neurogenetics, physiological genetics. Information about the role of Professor M. E. Lobashev, identifying and emphasizing new facets in the Pavlov teachings on conditioned reflexes, who showed the importance of the conditioned reflex mechanism in the coordination of a multicellular organism in the process of tissue and cell differentiation, in accelerating the adaptation of the organism to extreme environmental factors (and thus “to some extent, taking the organism out of the control of eliminating environmental factors”), functional continuity in the transfer of individually acquired experience between generations (and thus providing “signal heredity”, which has unusually expanded the adaptive capabilities of the organism). The contribution of professors M. E. Lobashev and V. V. Ponomarenko in the further development of I. P. Pavlov's teaching, who hypothetically suggested and experimentally confirmed the essential role of the nervous system in the regulation of the genetic apparatus activity, including the neurons themselves, in accordance with the current needs of the organism, the requirements of the external environment and individual experience. New modern trends in studies of genetics of behavior and neurogenetics are highlighted. The article emphasizes the world recognition of the Pavlov teachings on conditioned reflexes and his role in the analysis of theoretical genetic, biological and physiological problems, in the practice of agriculture, medicine and pedagogy.

References

ЛИТЕРАТУРА

Беляев, Д. К. (1968) Научный прогресс и старые заблуждения. Природа, № 11, с. 121–123.

Войно-Ясенецкий, А. В. (1983) Главы из жизни Л. А. Орбели. В кн.: Л. А. Орбели в воспоминаниях современников: К 100-летию со дня рождения. Л.: Наука, с. 50–61.

Давиденков, С. Н. (1947) Эволюционно-генетические проблемы в невропатологии. Л.: Изд-во ГИУВ, 382 с.

Дойдж, Н. (2011) Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга. М.: Эксмо, 215 с.

Камышев, Н. Г., Савватеева, Е. В., Пономаренко, В. В. (1981) О нейрогормональных факторах регуляции генетических и цитогенетических процессов. В кн.: В. Н. Черниговский (ред.). Руководство по физиологии. Физиологическая генетика и генетика поведения. Л.: Наука, с. 156–190.

Кеннон, К. Дж. (1967) Дружба И. П. Павлова с У. Б. Кенноном. В кн.: Е. М. Крепс (ред.). И. П. Павлов в воспоминаниях современников. Л.: Наука, с. 285–288.

Кольцов, Н. К. (1967) Труд жизни великого биолога. В кн.: Е. М. Крепс (ред.). И. П. Павлов в воспоминаниях современников. Л.: Наука, с. 111–116.

Крушинский, Л. В. (1960) Формирование поведения животных в норме и патологии. М.: Изд-во МГУ, 264 с.

Лобашев, М. Е. (1957) О направленном формировании свойств высшей нервной деятельности в онтогенезе. В кн.: И. А. Барышников (ред.). Вопросы физиологии сельскохозяйственных животных. Труды первого и второго совещаний. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 35–39.

Лобашев, М. Е. (1961) Сигнальная наследственность. В кн.: Исследования по генетике. Вып. 1. Л.: Изд-во ЛГУ, с. 3–11.

Лобашев, М. Е. (1964) О проблеме эволюции временной связи. В кн.: Эволюция временных связей: материалы симпозиума. Сухуми: Алашари, с. 7–9.

Лобашев, М. Е., Савватеев, В. Б. (1959) Физиология суточного ритма животных. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 259 с.

Лопатина, Н. Г. (1971) Сигнальная деятельность в семье медоносной пчелы (Apis mellifera L.). Л.: Наука, 156 с.

Лопатина, Н. Г., Пономаренко, В. В. (1978) Новые главы в науке — биология и генетика условного рефлекса. В кн.: С. Г. Инге-Вечтомов (ред.). М. Е. Лобашев и проблемы современной генетики. Л.: Изд-во ЛГУ, с. 109–134.

Лопатина, Н. Г., Пономаренко, В. В. (1987) Исследование генетических основ высшей нервной деятельности. В кн.: А. С. Батуев (ред.). Руководство по физиологии. Физиология поведения. Нейробиологические закономерности. Л.: Наука, с. 9–59.

Орбели, Л. А. (1950) Выступление. В кн.: Научная сессия, посвященная проблемам физиологического учения академика И. П. Павлова. 28 июня — 4 июля. Стенографический отчет. М.: Изд-во АН СССР, с. 164–177.

Павлов, И. П. (1949a) Пример исключительного значения тренировки тормозного процесса (Среда 29 апреля 1931 г.). В кн.: Л. А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед: В 3 т. Т. I. Стенограммы 1929–1933 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 139–140.

Павлов, И. П. (1949b) Вопрос о классификации типов нервной системы и характеристика отдельных проб по определению типа нервной системы. (Среда 27 сентября 1933 г.). В кн.: Л. А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед: В 3 т. Т. II. Стенограммы 1933–1934 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 26–34.

Павлов, И. П. (1949c) Генетическое значение чрезвычайной подвижности нервной системы у «Лиса» и «Змея». Превалирование раздражительного процесса у «Лиса» и тормозного у «Змея» (Среда 30 мая 1934). В кн.: Л. А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед: В 3 т. Т. II. Стенограммы 1933–1934 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 408–410.

Павлов, И. П. (1949d) Еще раз о фенотипе. Первичный биологический рефлекс осторожности, панический рефлекс детей, пассивно-оборонительный рефлекс и ориентировочный рефлекс (наблюдения и самонаблюдения) (Среда 14 ноября 1934 г.). В кн.: Л. А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед: В 3 т. Т. II. Стенограммы 1933–1934 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 542–544.

Павлов, И. П. (1949e) Вариации и промежуточные типы нервной системы (Среда 13 ноября 1935 г.). В кн.: Л. А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед: В 3 т. Т. III. Стенограммы 1935–1936 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 264–267.

Павлов, И. П. (1949f) Замечания о книге Кречмера «Строение тела и характер». Черты типа и черты характера (Среда 23 октября 1935 г.) В кн.: Л. А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед: В 3 т. Т. III. Стенограммы 1935–1936 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 244–246.

Павлов, И. П. (1949g) О последовательном влиянии отношения (ритма) раздражителей (Среда 19 февраля 1936 г.). В кн.: Л. А. Орбели (ред.). Павловские среды. Протоколы и стенограммы физиологических бесед: В 3 т. Т. III. Стенограммы 1935–1936 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 414–415.

Павлов, И. П. (1951a) Новые исследования по условным рефлексам. В кн.: Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных: Условные рефлексы. Сборник статей, докладов, лекций и речей. 7-е изд., с прил. М.: Медгиз, с. 469–472.

Павлов, И. П. (1951b) Краткий очерк высшей нервной деятельности. В кн.: Полное собрание сочинений: в 6 т. Т. 3. Кн. 2. 2-е изд. М.; Л.: Изд-во АН СССР, c. 125.

Павлов, И. П. (1953) Физиологическое учение о типах нервной системы, темпераментах тож. Киев: Госмедиздат УССР, 20 с.

Павлов, И. П. (1954) Об инстинкте и темпераменте (Среда 29 ноября 1933 г.). В кн.: К. М. Быков (ред.). Павловские клинические среды: Стенограммы заседаний в нервной и психиатрической клиниках (1931–1933 гг.). Т. I. М.; Л.: Изд-во АН СССР, с. 618–619.

Павлова, Е. С. (1967) Воспоминание о И. П. Павлове. В кн.: Е. М. Крепс (ред.). И. П. Павлов в воспоминаниях современников. Л.: Наука, c. 354–362.

Пономаренко, В. В. (1970) О некоторых молекулярных и системных аспектах генетического контроля поведения. В кн.: XI съезд Всесоюзного Физиологического общества им. И. П. Павлова: в 2 т. Т. 1. Л.: Наука, с. 97–101.

Пономаренко, В. В. (1976) Генетика поведения. В кн.: М. Е. Лобашев, С. Г. Инге-Вечтомов (ред.). Физиологическая генетика. Л.: Медицина, с. 350–381.

Промптов, А. Н. (1947) Опыт классификации имитационных явлений на основе экспериментального изучения поведения птиц. Физиологический журнал, т. 33, № 5, с. 595–601.

Amir, S., Stewart, J. (1998) Induction of Fos expression in the circadian system by unsignaled light is attenuated as a result of previous experience with signaled light: A role for Pavlovian conditioning. Neuroscience, vol. 83, no. 3, pр. 657–661. https://www.doi.org/10.1016/s0306-4522(97)00514-9

REFERENCES

Amir, S., Stewart, J. (1998) Induction of Fos expression in the circadian system by unsignaled light is attenuated as a result of previous experience with signaled light: A role for Pavlovian conditioning. Neuroscience, vol. 83, no. 3, pр. 657–661. https://www.doi.org/10.1016/s0306-4522(97)00514-9 (In English)

Belyaev, D. K. (1968) Nauchnyj progress i starye zabluzhdeniya [Scientific progress and old misconceptions]. Priroda, no. 11, pp. 121–123. (In Russian)

Davidenkov, S. N. (1947) Evolyutsionno-geneticheskie problemy v nevropatologii [Evolutionary and genetic problems in neuropathology]. Leningrad: GIUV Publ., 382 p. (In Russian)

Doidge, N. (2011) The brain that changes itself: Stories of personal triumph from the frontiers of brain science. Moscow: EKSMO Publ., 215 p. (In Russian)

Kamyshev, N. G., Savvateeva, E. V., Ponomarenko, V. V. (1981) O nejrogormonal’nykh faktorakh regulyatsii geneticheskikh i tsitogeneticheskikh protsessov [About neurohormonal factors of regulation of genetic and cytogenetic processes]. In: V. N. Chernigovskij (ed.). Rukovodstvo po fiziologii. Fiziologicheskaya genetika i genetika povedeniya [Manual of physiology. Physiological genetics and genetics of behavior]. Leningrad: Nauka Publ., pp. 156–190. (In Russian)

Kennon, K. Dzh. (1967) Druzhba I. P. Pavlova s U. B. Kennonom [The friendship of I. P. Pavlov with W. B. Kennon]. In: E. M. Kreps (ed.). I. P. Pavlov v vospominaniyakh sovremennikov [I. P. Pavlov in the memoirs of contemporaries]. Leningrad: Nauka Publ., pp. 285–288. (In Russian)

Kol’tsov, N. K. (1967) Trud zhizni velikogo biologa [The work of the life of a great biologist]. In: E. M. Kreps (ed.). I. P. Pavlov v vospominaniyakh sovremennikov [I. P. Pavlov in the memoirs of contemporaries]. Leningrad: Nauka Publ., pp. 111–116. (In Russian)

Krushinskij, L. V. (1960) Formirovanie povedeniya zhivotnykh v norme i patologii [Formation of animal behavior in norm and pathology]. Moscow: Moscow State University Publ., 264 p. (In Russian)

Lobashev, M. E. (1957) O napravlennom formirovanii svojstv vysshej nervnoj deyatel’nosti v ontogeneze [On the directed formation of the properties of higher nervous activity in ontogenesis]. In: I. A. Baryshnikov (ed.). Voprosy fiziologii sel’skokhozyajstvennykh zhivotnykh. Trudy pervogo i vtorogo soveshchanij [Questions of the physiology of farm animals. Proceedings of the first and second meetings]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 35–39. (In Russian)

Lobashev, M. E. (1961) Signal’naya nasledstvennost’ [Signal heredity]. In: Issledovaniya po genetike [Studies in genetics]. Iss. 1. Leningrad: Leningrad State University Publ., pp. 3–11. (In Russian)

Lobashev, M. E. (1964) O problem evolyutsii vremennoj svyazi [On the problem of the evolution of temporary communication]. In: Evolyutsiya vremennykh svyazej: materialy simpoziuma [Evolution of temporary connections: Proceedings of the symposium]. Sukhumi: Alashari Publ., pp. 7–9. (In Russian)

Lobashev, M. E., Savvateev, V. B. (1959) Fiziologiya sutochnogo ritma zhivotnykh [Physiology of the circadian rhythm of animals]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., 259 p. (In Russian)

Lopatina, N. G. (1971) Signal’naya deyatel’nost’ v sem’e medonosnoj pchely (Apis mellifera L.) [Signaling activity in the honey bee colony (Apis mellifera L.)]. Leningrad: Nauka Publ., 156 p. (In Russian)

Lopatina, N. G., Ponomarenko, V. V. (1978) Novye glavy v nauke — biologiya i genetika uslovnogo refleksa [New chapters in science — biology and genetics of the conditioned reflex]. In: S. G. Inge-Vechtomov (ed.). M. E. Lobashev i problem sovremennoj genetiki [M. E. Lobashev and the problems of modern genetics]. Leningrad: Leningrad State University Publ., pp. 109–134. (In Russian)

Lopatina, N. G., Ponomarenko, V. V. (1987) Issledovanie geneticheskikh osnov vysshej nervnoj deyatel’nosti [Study of the genetic basis of higher nervous activity]. In: A. S. Batuev (ed.). Rukovodstvo po fiziologii. Fiziologiya povedeniya. Nejrobiologicheskie zakonomernosti [Manual of physiology. Physiology of behavior. Neurobiological regularities]. Leningrad: Nauka Publ., pp. 9–59. (In Russian)

Orbeli, L. A. (1950) Vystuplenie [Speech]. In: Nauchnaya sessiya, posvyashchennaya problemam fiziologicheskogo ucheniya akademika I. P. Pavlova. 28 iyunya — 4 iyulya. Stenograficheskij otchet [A scientific session devoted to the problems of the physiological teaching of Academician I. P. Pavlov. 28 June — 4 July. Verbatim report]. Moscow: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 164–177. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1949e) Variatsii i promezhutochnye tipy nervnoj sistemy (Sreda 13 noyabrya 1935 g.). [Variations and intermediate types of the nervous system (Wednesday, 13 November 1935)]. In: L. A. Orbeli (ed.). Pavlovskie sredy. Protokoly i stenogrammy fiziologicheskikh besed: V 3 t. T. III. Stenogrammy 1935–1936 gg. [Pavlov’s Wednesdays. Protocols and transcripts of physiological conversations. In 3 vols. Vol. III. Transcripts of 1935–1936]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 264–267. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1949f) Zamechaniya o knige Krechmera “Stroenie tela i kharakter”. Cherty tipa i cherty kharaktera (Sreda 23 oktyabrya 1935 g.) [Remarks on Kretschmer’s book “Body structure and character”. Type and personality traits (Wednesday, 23 October 1935)]. In: L. A. Orbeli (ed.). Pavlovskie sredy. Protokoly i stenogrammy fiziologicheskikh besed: V 3 t. T. III. Stenogrammy 1935–1936 gg. [Pavlov’s Wednesdays. Protocols and transcripts of physiological conversations. In 3 vols. Vol. III. Transcripts of 1935–1936]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 244–246. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1949a) Primer isklyuchitel’nogo znacheniya trenirovki tormoznogo protsessa (Sreda 29 aprelya 1931 g.) [An example of the exceptional value of training the inhibitory process (Wednesday, 29 April 1931)] In: L. A. Orbeli (ed.). Pavlovskie sredy. Protokoly i stenogrammy fiziologicheskikh besed: V 3 t. T. I. Stenogrammy 1929–1933 gg. [Pavlov’s Wednesdays. Protocols and transcripts of physiological conversations. In 3 vols. Vol. I. Transcripts of 1929–1933]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 139–140. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1949b) Vopros o klassifikatsii tipov nervnoj sistemy i kharakteristika otdel’nykh prob po opredeleniyu tipa nervnoj sistemy (Sreda 27 sentyabrya 1933 g.) [The question of the classification of types of the nervous system and the characteristics of individual samples to determine the type of the nervous system. (Wednesday, 27 September 1933)]. In: L. A. Orbeli (ed.). Pavlovskie sredy. Protokoly i stenogrammy fiziologicheskikh besed: V 3 t. T. II. Stenogrammy 1933–1934 gg. [Pavlov’s Wednesdays. Protocols and transcripts of physiological conversations. In 3 vols. Vol. II. Transcripts of 1933–1934]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 26–34. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1949c) Geneticheskoe znachenie chrezvychajnoj podvizhnosti nervnoj sistemy u “Lisa” i “Zmeya”. Prevalirovanie razdrazhitel’nogo protsessa u “Lisa” i tormoznogo u “Zmeya” (Sreda 30 maya 1934 g.) [The genetic significance of the extreme mobility of the nervous system in “Fox” and “Snake”. The predominance of the irritable process in the “Fox” and the inhibitory process in the “Snake” (Wednesday, 30 May 1934)]. In: L. A. Orbeli (ed.). Pavlovskie sredy. Protokoly i stenogrammy fiziologicheskikh besed: V 3 t. T. II. Stenogrammy 1933–1934 gg. [Pavlov’s Wednesdays. Protocols and transcripts of physiological conversations. In 3 vols. Vol. II. Transcripts of 1933–1934]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 408–410. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1949d) Eshche raz o fenotipe. Pervichnyj biologicheskij refleks ostorozhnosti, panicheskij refleks detej, passivno-oboronitel’nyj refleks i orientirovochnyj refleks (nablyudeniya i samonablyudeniya) (Sreda 14 noyabrya 1934 g.) [Once again about the phenotype. Primary biological reflex of caution, panic reflex of children, passive-defensive reflex and orientation reflex (observation and self-observation) (Wednesday, 14 November 1934)]. In: L. A. Orbeli (ed.). Pavlovskie sredy. Protokoly i stenogrammy fiziologicheskikh besed: V 3 t. T. II. Stenogrammy 1933–1934 gg. [Pavlov’s Wednesdays. Protocols and transcripts of physiological conversations. In 3 vols. Vol. II. Transcripts of 1933–1934]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 542–544. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1949g) O posledovatel’nom vliyanii otnosheniya (ritma) razdrazhitelej (Sreda 19 fevralya 1936 g.) [On the sequential influence of the attitude (rhythm) of stimuli (Wednesday, 19 February 1936)]. In: L. A. Orbeli (ed.). Pavlovskie sredy. Protokoly i stenogrammy fiziologicheskikh besed: V 3 t. T. III. Stenogrammy 1935–1936 gg. [Pavlov’s Wednesdays. Protocols and transcripts of physiological conversations. In 3 vols. Vol. III. Transcripts of 1935–1936]. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 414–415 (In Russian)

Pavlov, I. P. (1951a) Novye issledovaniya po uslovnym refleksam [New studies on conditioned reflexes]. In: Dvadtsatiletnij opyt ob’ektivnogo izucheniya vysshej nervnoj deyatel’nosti (povedeniya) zhivotnykh: Uslovnye refleksy. Sbornikstatej, dokladov, lektsij i rechej [Twenty-year experience of objective study of higher nervous activity (behavior) of animals: Conditioned reflexes. Collection of articles, reports, lectures and speeches]. Moscow: Medgiz Publ., pp. 469–472. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1951b) Kratkij ocherk vysshej nervnoj deyatel’nosti [A brief outline of higher nervous activity]. In: Polnoe sobranie sochineniy [Full composition of writings]: In 6 vols. Vol. 3. Pt 2. 2nd ed. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., p. 125. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1953) Fiziologicheskoe uchenie o tipakh nervnoj sistemy, temperamentakh tozh [The physiological doctrine of the types of the nervous system, temperaments also]. Kiev: Gosmedizdat USSR, 20 p. (In Russian)

Pavlov, I. P. (1954) Ob instinkte i temperamente (Sreda 29 noyabrya 1933 g.) [Instinct and temperament (Wednesday, 29 November 1933)]. In: К. М. Bykov (ed.). Pavlovskie klinicheskie sredy: Stenogrammy zasedanij v nervnoj i psikhiatricheskoj klinikakh (1931–1933 gg.) [Pavlov’s clinical Wednesdays: Transcripts of meetings in nervous and psychiatric clinics (1931–1933)]. Vol. I. Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., pp. 618–619 (In Russian)

Pavlova, E. S. (1967) Vospominanie o I. P. Pavlove [The memory of I. P. Pavlov]. In: E. M. Kreps (ed.). I. P. Pavlov v vospominaniyakh sovremennikov [I. P. Pavlov in the memoirs of contemporaries]. Leningrad: Nauka Publ., pp. 354–362. (In Russian)

Ponomarenko, V. V. (1970) O nekotorykh molekulyarnykh i sistemnykh aspektakh geneticheskogo kontrolya povedeniya [On some molecular and systemic aspects of genetic control of behavior]. In: XI s’ezd Vsesoyuznogo Fiziologicheskogo obshchestva im. I. P. Pavlova [Proceedings of the XI Congress of the All-Union Physiological Society of I. P. Pavlov]: In 2 vols. Vol. 1. Leningrad: Nauka Publ., pp. 97–101. (In Russian)

Ponomarenko, V. V. (1976) Genetika povedeniya [Genetics of behavior]. In: M. E. Lobashev, S. G. Inge-Vechtomov (eds.). Fiziologicheskaya genetika [Physiological genetics]. Leningrad: Meditsina Publ., pp. 350–381. (In Russian)

Promptov, A. N. (1947) Opyt klassifikatsii imitatsionnykh yavlenij na osnove eksperimental’nogo izucheniya povedeniya ptits [Experience of classification of simulation phenomena based on experimental study of bird behavior]. Fiziologicheskij zhurnal, vol. 33, no. 5, pp. 595–601. (In Russian)

Vojno-Yasenetskij, A. V. (1983) Glavy iz zhizni L. A. Orbeli [Chapters from the life of L. A. Orbeli]. In: L. A. Orbeli v vospominaniyakh sovremennikov: K 100-letiyu so dnyarozhdeniya [L. A. Orbeli in the memoirs of contemporaries: To the 100th anniversary of his birth]. Leningrad: Nauka Publ., pp. 50–61. (In Russian)

Published

2021-12-03

Issue

Section

Reviews