Они венчались и были преданы друг другу всю жизнь. Жили в основном нуждаясь материально и даже бедствуя: молодоженам в тот период жизни недоставало денег, чтобы «купить мебель, кухонную, столовую и чайную посуду, да и белья для Ивана Петровича, так как у него не было даже летней рубашки».

Серафима Васильевна неоднократно умоляла его ускорить защиту диссертации на степень доктора медицинских наук, справедливо укоряла, что он все время занимается оказанием помощи своим ученикам в лаборатории и совсем забросил собственные научные дела. Но И. П. Павлов был неумолим; он стремился получить более новые, значительные и достоверные научные факты для своей докторской диссертации и не помышлял об ускорении ее защиты.

Со временем, по мере постепенного улучшения материального положения семьи, в связи с повышением должностного ранга и присуждением ему премий им. Адама Хойнацкого Варшавским университетом такого рода инциденты стали редким явлением и исчезли совсем. Серафима Васильевна взяла на себя всю тяжесть семейных забот и на протяжении многих лет безропотно переносила все неприятности и неудачи, которые в ту пору были у Ивана Петровича. Своей верной любовью она немало способствовала успехам мужа в науке. Супружеская жизнь Ивана Петровича оказалась на редкость счастливой.

В 1904 г. И. П. Павлов был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине «в знак признательности его работ по физиологии пищеварения, которые позволили изменить и расширить наши знания в этой области». Одним из величайших достижений И. П. Павлова является разработка способа получения у животных большого количества натурального желудочного сока, который необходим больным, страдающим заболеванием желудка. Благодаря его методу хронического эксперимента стало возможным изучение целостного, практически здорового животного. Теперь мы знаем, что если нервная система дает сбой, то страдает весь организм, т. е. все болезни от нервов. Именно И. П. Павлов на основе метода хронического эксперимента обосновал принцип нервизма – идею о решающей роли нервной системы в регуляции всех органов и систем организма.

В 1907 г. он был избран членом Российской Академии наук. В этот период времени он проводил работы по физиологии высшей нервной системы.

Ученый неоднократно обращался к общественности и просветительским обществам с призывом о частной поддержке его лабораторий. Такая помощь иногда оказывалась. Например, благодаря субсидии московского мецената X. С. Леденцова удалось начать строительство знаменитой «башни молчания» – специальной лаборатории для изучения условно-рефлекторной деятельности у собак. Это была единственная в мире лаборатория по изучению высшей нервной деятельности. Она представляла собой особое помещение, позволяющее поместить подопытное животное в полную изоляцию от внешнего мира.

Проводя свои опыты, ученый заметил, что выделение слюны у собаки может происходить даже в ответ на шаги человека, приносящего ей пищу в одно и то же время. Значит, у собаки вырабатывалась условная связь между звуком шагов и получением еды. Таким образом, пища – безусловный, врожденный раздражитель, вызывавший слюноотделение. Шаги же – условный раздражитель. Сама связь, образующаяся в коре головного мозга, получила название условного рефлекса. Условным раздражителем могут служить и звонок, и свет, и тепло, и холод, и много другое.

В одной из своих работ И. П. Павлов отмечал: «Всю совокупность высшей нервной деятельности я представляю себе отчасти для систематизации повторяя уже сказанное выше, так. У высших животных, до человека включительно, первая инстанция для сложных соотношений организма с окружающей средой есть ближайшая к полушариям подкорка с ее сложнейшими безусловными рефлексами, инстинктами, влечениями, аффектами, эмоциями… Вызываются эти рефлексы относительно немногими безусловными, т. е. с рождения действующими, внешними агентами. Отсюда ограниченная ориентировка в окружающей среде и вместе с тем слабое приспособление. Вторая инстанция – большие полушария, но без лобных долей. Тут возникают при помощи условной связи ассоциации, новый принцип деятельности: сигнализация немногих безусловных внешних агентов бесчисленной массой других объектов, постоянно вместе с тем анализируемых и синтезируемых, дающих возможность очень большой ориентировки в той же среде и тем уже гораздо большего приспособления».