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最早提出经典条件反射的人是伊万·彼得罗维奇·巴甫洛夫。在19世纪末期，俄国生理学家巴甫洛夫进行了一系列的实验，这些实验很快受到全世界生物学家的注意。巴甫洛夫致力于神经系统如何支配行为的工作。他通过研究狗产生唾液的种种方式揭示了一些学习行为的本质。为了计量狗在实验期间分泌唾液的量，他为每一只实验的狗做了一个小手术，即改变了一条唾腺导管的路线，唾液通常是通过一条唾腺经过导管流入狗的口腔的，巴甫洛夫改变了这条导管的线路，使它通到体外。这样，就可以接取和计量由导管滴出的唾液。待狗的手术口愈合后，巴甫洛夫便开始实验，他每次给狗吃肉的时候，狗即流口水，而且看到肉就流口水，这说明狗是健康的，具有流涎反应。这种现象称为条件反射，这证明动物的行为是因为受到环境的刺激，将刺激的讯号传到神经和大脑，神经和大脑作出反应而来的。
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