В создании учения об обмене веществ большую роль сыграли отечественные исследования второй половины XIX века — Сеченова, Данилевского, Пашутина, Лихачева и др. Эти работы, развивавшиеся иногда параллельно, а часто и опережавшие крупные зарубежные исследования, явились в дальнейшем исходным моментом для известных трудов американских авторов — Этуотера и Бенедикта и большой группы современных исследователей. Концепция Рубнера, принятая, по существу, в качестве основной во всех руководствах по физиологии, построена на сопоставлении, главным образом, анатомических признаков животного и интенсивности энергетических представлений, без учета высших регуляторных функций. Такие основные законы регуляции обмена веществ в организме, как так называемый закон поверхности тела и принцип компенсации, сформулированные Рубнером, учение о коэффициенте полезного действия и другие построены на этих энергетических представлениях, явившихся достижением естествознания в прошлом столетии, но совершенно не удовлетворяющих нашим представлениям об организме и его историческом развитии.
Задача изучения влияния высших отделов центральной нервной системы на уровень обмена веществ в организме не только позволила установить факт наличия этих влияний, но и открыла совершенно новые пути и перспективы в изучении обмена веществ организма в самых различных условиях существования.
Полученные в разнообразных условиях экспериментов факты убедительно говорили о том, что уровень обмена веществ, по существу отражающий общую жизнедеятельность организма, зависит не только от врожденной рефлекторной деятельности, но и от приобретенной в течение индивидуальной жизни сложной системы условных рефлексов. Расширение этих исследований заставило нас покинуть на время лабораторию и обратиться к изучению явлений, происходящих в условиях естественного обитания животных.
Типичный режим функционирования организма, смена температур среды и изменения освещения, влияние трудовых переустройств в среде, где живет человек, и т. д. — все это становится сигналом для возникновения тех или других изменений общей жизнедеятельности организма. Разнообразие объектов и неизменно получаемые на них вполне созвучные результаты окончательно убедили нас в том, что дело идет о чрезвычайно распространенной общебиологической закономерности, имеющей огромное значение в процессе приспособления организма к окружающей среде.
Исследование приемов пищи в отношении их влияния на обмен веществ было произведено с применением знаменитого опыта И. П. Павлова с мнимым кормлением. И здесь оказалось, что сам факт еды является сигналом, изменяющим весь последующий ход энергетических превращений в организме, а также качественный характер процессов обмена веществ. Стимуляция процессов обмена веществ актом еды не идет параллельно работе пищеварительного тракта и представляет другое явление, связанное с образованием временных рефлексов. Удалось выяснить и пути передачи этих влияний.
Не меньшее значение имеют кортикальные сигналы для энергетического расхода при мышечной деятельности, что представляет совершенно особую задачу в исследованиях по физиологии труда и особенно физиологии физического воспитания и спорта.
Огромный материал, собранный по терморегуляции различных видов млекопитающих климатических станций, позволил выявить общие закономерности изменений этой функции у животных в связи с их географическим расселением и образом жизни. При этом было показано, что некоторые специфические особенности физиологических реакций, свойственных данному виду, появляются очень поздно в процессе индивидуального развития и в значительной мере обусловлены деятельностью высших отделов центральной нервной системы.
Практическим результатом этих работ были попытки внедрения павловского метода исследования в практику экологических изысканий.
Нам представляется, что закономерности кортикальных регуляций имеют большое значение для изучения эволюции всей рефлекторной деятельности организмов.
Уже самый факт существования индивидуально приобретенных регуляций обмена веществ и других физиологических функций предполагает существование сложных рефлекторных отношений, где взаимоотношения безусловных и условных рефлексов меняются в процессе эволюции данного вида. Основные виды рефлекторных актов, как пищевые, оборонительные, ориентировочные, половые и другие, описанные И. П. Павловым, постоянно претерпевают многообразные превращения, направленные на уравновешивание организма с внешней средой.