当提出给他提高口粮定量时，他生气地抖动着灰白胡子，紧锁双眉：
“不行，不行，让我和大家一样，一点也不能多，应该节约粮食。”
高尔基再次惊讶了：他了解到当时科学家们的食堂中的情况，每人每天只有100克面包外加野菜汤和稀粥。他来这儿之前，已听到有不少人抱怨了。而面前这位老科学家，在提科研方面的要求时，是如此地坚决而友好；但一说起生活方面，竟冲人吹胡子瞪眼睛起来，仿佛就不该提出这种问题似的。高尔基有些疑惑不解。
他哪里知道，对这位老院士来说，工作就是一切，只要能不停止科学探索，不中断研究工作，他便已心满意足了。
巴甫洛夫依然穿着旧大衣，在装满自己种植的土豆、胡萝卜、白菜的办公室里，进行着杰出的研究……
美国心理学家约尔克斯和巴甫洛夫有长期的书信来往。多年来，在他写字台上方，一直挂着巴甫洛夫的肖像。他在回忆录中写道：
“……我对他高尚的个人品德钦佩不已。与巴甫洛夫的相识是对自己的最好激励和振奋，如沐春风。不管是受到赞扬还是听到建设性的批评，他都是那么悠然自得，那么高尚优雅。他对一切都感兴趣。这是一个真正的世界公民，因为他是一名无私无畏的真正忠实的探索者。”
6.成功与失望
以前，人们研究神经系统对心脏和血压的影响，先得把实验用的狗捆起来，或者用药物将它麻醉。然后放到手术台上，切开它的皮肤，在股动脉处插入细玻璃管，测量血压，观察神经反应。这种方法省事，但是测出的数字不准确，研究结果也没有多大意义。
巴甫洛夫试验的新方法是，既不用把狗捆起来，也不用进行麻醉。他先把食物放在手术台上，让狗自动跳上去吃。经过一段时间的训练，巴甫洛夫又把狗翻过来，让它仰着吃东西。时间长了，狗养成了一种习惯，一见到手术台就自动跳了上去。
新的试验方法开始了。狗一被带进手术室，奇迹就出现了：狗立刻跃上手术台，静静地躺着，任凭巴甫洛夫切开皮肤，把血压计插入切口中，测量血压。整个手术仅用了三分钟，取得了非常好的效果。
在场的人看到这一场面，无不感到惊奇。手术结束后，大家马上围了过来，向巴甫洛夫提出了各种各样的问题。
“巴甫洛夫先生，这条狗为什么会这么温顺，这么听话？”一位女士好奇地问。
“大概它也想为科学作出点贡献吧！”巴甫洛夫幽默地说。
“巴甫洛夫先生，我想请教一下，采用这种新的手术方法，意义是什么呢？”一位年轻的学者问。
“意义非常重大。”巴甫洛夫解释说，“动物处于安静正常的情况下，可以测量出准确的血压数据。按这个数据，再去测量动物在不安静的情况下的血压数据。然后把这两个数据进行对比、研究，你就会发现血压从不稳定到稳定，究竟是什么东西在起作用。”
“是什么东西在起作用？”
“需要进一步试验。不过，现在可以初步确定，是神经系统。”巴甫洛夫高声对大家说，“好了，就到这里吧！以后你们还会看到更多的、更使你们惊奇的事哩！”
巴甫洛夫经过多次的试验和反复研究，发现血压升高或降低，是通过中枢神经系统起作用的。它可以自动调节血压的高低，一旦中枢神经系统破坏，血压就不能自动调节了。
在此基础上，巴甫洛夫又研究了神经系统对心脏的影响。他打开了狗的胸腔，发现狗的心脏上，布满了密密麻麻的、像蜘蛛网似的细小神经。这些细小神经都与中枢神经连结一起。
巴甫洛夫用一根通了电的针头，去刺激每一根细小的神经，试图分辨出各条神经究竟对心脏起什么作用。结果，他发现有两种神经起着相反作用：一种能够增强心脏跳动的力量，另一种能够减弱心脏跳动的力量。
巴甫洛夫还发现，如果心脏因为疲劳或中毒忽然停止跳动，用带电流的针头去刺激这些神经纤维，就能够帮助已停止跳动的心脏重新恢复跳动。
这一发现，对医生治疗心脏病患者作用非常大。所以，人们为表彰巴甫洛夫在医学上的贡献，就把这种神经纤维称做“巴甫洛夫神经”。
巴甫洛夫把这一发现，写成了一篇名叫《心脏的传出神经支配》的论文。他因此获得了博士学位和一枚金质奖章，并且被派往国外考察了两年。
从国外回来后，巴甫洛夫开始了对高级动物消化系统的研究。
巴甫洛夫的助手对他从事这项新的研究不理解，问道：
“老师，你为什么要放弃原来的课题，而研究消化系统呢？”
“谈不上是‘放弃’。”巴甫洛夫解释说，“只是比过去的研究更深一些，更具体些，也更难一些。”
“这项研究要达到什么目的呢？”
“大家知道，狗吃的东西和人吃的东西差不多，比如吃面包、吃肉等等。通过观察狗消化食物的过程，就能弄清人类消化食物的秘密，从而达到治疗人的肠胃病的目的。”
怎样才能观察到狗消化食物的过程呢？巴甫洛夫先把狗全身麻醉，切开狗的胃，然后把一根用银针制作的细管子插到胃里，再把伤口缝合起来。待伤口愈合后，狗身上就有了一个通向它的胃部的小孔，透过这个孔，可以看到狗把所吃下的东西送到胃里以后，是怎样消化食物的情景了。
通过观察，巴甫洛夫和他的助手们发现，食物主要是由胃液和胰液分解、消化的。那么，胃液和胰液是从哪产生的呢？经过反复研究和试验，巴甫洛夫找到了一个办法。他把狗胃裁开一小块，缝合成一个小胃。小胃的开口处放在狗的腹部皮肤的外边，与大胃之间保持着血液循环和神经联系。狗吃食物时，小胃也能分泌出胃液来。小胃像一面镜子，从外面可以看到胃液的分泌情况。
巴甫洛夫在制造这个小胃的时候，遇到过许多复杂的技术困难，花了大半年时间，死了几十条狗。他的一些同事和朋友都认为手术不可能成功，劝他放弃。
巴甫洛夫回答说：
“当然有很多问题等待着我们去研究。可是，要想取得成果，就不可能没有困难。有困难就放弃，遇到挫折就灰心，那我们永远也干不成一件事情。”
巴甫洛夫坚持试验，终于获得了成功。通过这个人造“小胃”，他观察到了胃液是由布满在胃壁上的一支神经（叫做“迷走神经”）产生的。迷走神经把狗吃食物的信号传给大脑，大脑便发出指令，经过消化腺的调节，再通过胰液就分泌出胃液来了。
他用人工方法制造的小胃，被称为“巴甫洛夫小胃”。
巴甫洛夫没有停留在已经取得的成绩上，而是决定研究更复杂、更难的问题。这个问题就是，狗见到食物时为什么常常流口水？
为了证明这种现象，巴甫洛夫和助手们做了两个有趣的试验：
在每次给狗吃食物之前，都用灯光把狗照射一下，经过几十次的照射，即使不给狗吃东西，狗见到灯光也流口水了。
接着，巴甫洛夫做了第二个试验。狗喜欢啃骨头，见到骨头，就会去抢，或者馋得流口水。但是，巴甫洛夫拿来骨头，每次只让狗见一下，而不让它吃。结果，时间一长，狗不仅没有唾液，不再流口水，反而只用鼻子闻闻，就走开了。
经过这两次试验，巴甫洛夫把这样一种反射现象称做“条件反射”现象。就是说，在给狗提供了一定的条件和环境后，狗就会产生一种新的反射现象。那么，这种条件反射原因是什么呢？巴甫洛夫经过反复研究，认为这是由狗的大脑两半球皮层引起的。它像一架灵敏度极高的仪器，通过连接身体各个部位的神经，把这些部位受到外界刺激的信号收集到一起，进行分析，就会引起反射了。
为了证明这一结论是否正确，巴甫洛夫把一只狗的大脑皮层（灰质）切除，保留神经中枢的其余部分。结果出现了这样一个现象：
这只狗仍然会走路，会吃东西，还能生育。总之，属于天生的、非条件反射的行为都存在。可是，它却不认识主人，吓唬它也不逃走，食物放在它面前不晓得主动去吃，只有放到它嘴里，它才会吃。
经过这一试验，巴甫洛夫终于找到了引起条件反射的根源，由此，创立了它的新学说——“条件反射学说”。
巴甫洛夫在70多岁高龄时，仍然不辞辛劳，给自己提出了新的研究课题：在以往研究动物条件反射的基础上，开始研究人脑的活动。
巴甫洛夫在对人的大脑活动的研究中，取得了重大成果。著名的“神经类型和两个信号系统”的学说，就是他根据这项研究提出来的。
晚年，巴甫洛夫的腿开始浮肿。谢拉菲玛警觉起来，要求他注意保重身体。
祸不单行，巴甫洛夫患上了流感。原本是会治好的，可是，一天他坐车回家时，车子突然坏掉了。因为已离家不远，巴甫洛夫就没有听司机的劝阻，冒着风雪，徒步回到家里。尽管巴甫洛夫身体一向很好，但毕竟已是八十多岁的老人。这次回家之后，病情便立时加重了。
谢拉菲玛知道流感并不是大病，但这次她有种不祥的预感，以往巴甫洛夫不管患什么样的病，总是精神饱满的样子；而这次，巴甫洛夫总说自己浑身无力。昏昏欲睡，这是几十年来不曾遇到的情形。
其实，巴甫洛夫早已注意到自己身体的变化，他在最近重病后，给朋友写的一封信中，有这么一段话：
“可诅咒的流感！可以说完全扼杀了我活到100岁的信心，直到现在我还留着一个病根。虽然到现在为止，我没有改变我的工作安排和规模。”谢拉菲玛寸步不离地呆在他身边。在他去世前一刻钟的时候，她抓住他的手，轻声地说：“伊万，握着我的手。”他竟握得那样紧，把她的手都握痛了。
清晨，列宁格勒居民一走上大街，就看见全城都在下半旗致哀，四周静悄悄的，广播员正在通过无线电向全世界通告这位伟大的生理学家逝世的噩耗。
安放巴甫洛夫遗体的棺材置放在道利达宫。
瞻仰巴甫洛夫遗容的人流没有尽头，其中有科学家、学生、工人、作家、职员、红军战士、中小学生。