隨後，在彼特金醫院的生理實驗室裏，巴甫洛夫又對消化係統進行了深入地研究。可惜巴甫洛夫的實驗失敗了，但他並沒有放棄，又堅持作了許多次實驗，雖然實驗並沒有成功，但他終於搞清了失敗的原因。
經過不懈努力，巴甫洛夫終於揭開了消化係統的奧秘。由於在消化生理學方麵的卓越成就，巴甫洛夫於1904年獲得了諾貝爾獎。但巴甫洛夫並沒有躺在榮譽上停滯不前，他在研究消化係統經驗的基礎上，繼而轉向對大腦的研究。
巴甫洛夫經過仔細研究確認，發現了條件反射，並且他還證實了條件反射是暫時的。巴甫洛夫的研究，創立了條件反射學說，也就是高級神經學說。
步入老年的巴甫洛夫又展開了對動物和人類精神病的研究。也是巧合，1924年秋的一場水災幫他作了一次天然的實驗。實驗證實，強烈的刺激和神經的極度緊張，都會引起精神病。就這樣，巴甫洛夫應用他創立的高級神經學說找到了精神病的原因，於是他力圖把所得的研究結果運用到人類的疾病治療上去。
他經常到列寧格勒的一所精神病院去了解各種精神病病人的情況。當時醫院裏有個病人，因受過一次精神性創傷後就一直昏睡，這一睡就是22年。這些年裏，他不吃東西，隻靠滴液維持生命。巴甫洛夫認為他實際上並沒有病，他的嗜眠隻是大腦處於深度抑製狀態，就像有些動物的冬眠一樣，有一天他會醒過來的。果然，這位病人有一天突然清醒了，還和巴甫洛夫進行了簡短而清楚的交談呢。
這以後，巴甫洛夫在深入進行了人類精神病的研究後，創立了醫治精神病的睡眠法，治愈了許許多多的精神病人。
巴甫洛夫的一生都熱情地獻身於科學，不斷地探索和發現。即使在他晚年的時候，仍然取得了很多重大成果。例如人類第二信號係統的理論，就是他80歲以後的研究成果。
由於巴甫洛夫高級神經學說的建立以及他對生理學、醫學的巨大貢獻，在第15屆國際生理學大會上，各國的代表都懷著敬意給予巴甫洛夫極高的評價，大家稱他為“世界生理學家中的第一人”。
但就在這次會議後的第二年，86歲高齡的巴甫洛夫因患嚴重的肺炎而住進了醫院。為了鼓勵青年一代去攀登新的科學高峰，臨終前他還給前蘇聯青年科學工作者寫了一封公開信。在這封信裏，巴甫洛夫總結了他60年來從事科學研究的經驗，並將這些寶貴的經驗，毫無保留地傳授給後人。他還要求青年們要循序漸進，要謙遜，要熱情。
1936年3月27日，這位偉大的科學家逝世了。人們聽到這一消息，無不為之扼腕歎息。
巴斯德的成才故事
路易·巴斯德生於1822年，是法國微生物學家、近代微生物學的奠基人。
1822年12月27日，路易·巴斯德出生在法國東部一個叫洛魯的小城鎮裏。他父親是鞣革工人，母親是農家女。
1843年8月，巴斯德升入高等師範學校。在上大學期間，對課堂上所學的知識，他都要用實驗來驗證。因為他整天埋頭於實驗室，所以被同學們笑稱為“實驗室的蛀蟲”。
1864年，24歲的巴斯德從高等師範學校畢業，並通過了物理教授資格考試。他被任命為發現溴元素的著名學者巴拉爾先生的實驗室助手。他一麵做助手工作，一麵撰寫博士論文。一年以後，巴斯德取得了物理學博士學位。
巴斯德熱衷於結晶化學的研究。他細心觀察反複實驗，終於發現原來是組成兩種酒石酸分子的空間結構不同。後來，以巴斯德這一發現為基礎，出現了一門名為“立體化學”的新學科。
1854年9月，巴斯德被任命為新創立的裏爾大學化學教授兼總務長。他除教書和管理學校事務外，還研究發酵現象並發現了乳酸菌。這一發現推翻了發酵與生物無關的理論。用巴斯德的理論指導生產，大大提高了酒精的產量。1860年，科學院授予巴斯德實驗生理學獎。
一次巴斯德在研究中發現了一個疑問：引起發酵的微生物是從哪裏來的?人們都認為生物是自然產生的，腐肉中自然就長出蛆來。
但巴斯德卻沒有盲目地認同，他設計了一種口很小、頸細長彎曲的曲頸燒瓶，燒瓶內放入易腐溶液，然後用高溫殺滅微生物。由於空氣中漂浮的微生物孢子不易通過細長彎曲的瓶頸，瓶內的溶液放置了很長時間也沒有變質。這充分說明了微生物不是自然產生的。
1862年，巴斯德當選為法國科學院院士。
後來，巴斯德用顯微鏡觀察到：變質的葡萄酒中有一種不知名的微生物在大量繁殖。巴斯德作了無數次實驗，發現將釀成的葡萄酒加熱到50～60℃並保持一段時間，引起酸敗的微生物孢子就會死亡，這就是他發明的防腐法——巴氏消毒法。他並沒有申請專利，而是把它公布於眾。他認為利用研究結果獲利是學者的恥辱，這種信念，終其一生都沒有改變。