Павлов начинает заниматься экспериментальными исследова ниями сперва под руководством Ф. В. Овсянникова, а с 1872 г. — И. Ф. Циона в физиологическом кабинете, а после перехода по следнего в Медикохирургическую академию (МХА) и в физио логической лаборатории на кафедре физиологии МХА. Для по нимания их роли в формировании научных интересов Павлова остановимся подробнее на их научной деятельности.
Филипп Васильевич Овсянников (1827—1906) — выпускник медицинского факультета Дерптского университета. Уже в сту денческие годы он заинтересовался физиологией. Его учителем стал Ф. Биддер, известный своими исследованиями в области нервной системы и особенно иннервации сердца. Окончив в 1853 г. курс университета, Овсянников был оставлен в лабора тории Биддера и в мае 1854 г. успешно защитил диссертацию на тему «Микроскопическое исследование ткани спинного мозга, в частности у рыб», вызвавшую многочисленные отклики в науч ных кругах России и за рубежом. В этом классическом гистоло гическом исследовании помимо описания клеточной структуры и хода волокон в мозгу содержалось морфологическое основание рефлекторной теории и впервые указывалось на «борьбу» реф лексов за нервные пути. Факты и соображения Овсянникова, из ложенные в диссертации, цитировались Г. Льюисом в его изве стной книге «Физиология обыденной жизни».
Осенью 1853 г. Овсянников начинает работать врачом, в 1856 г. его командируют в устье Волги для изучения причин мас сового отравления населения рыбным ядом. Здесь произошла его встреча с К. М. Бэром, которая сыграла существенную роль в последующей деятельности Овсянникова. Бэр не только по дос тоинству оценил способности молодого ученого, но и рекомендо вал его руководителем кафедры физиологии и патологии Казан ского университета. Осенью 1858 г. Овсянникова избирают на эту должность, и он приступает к научной и педагогической деятель ности. Он организует при кафедре физиологическую лаборато рию, и, по сути, им закладываются основы казанской физиоло гической школы.
В 1860—1861 гг. Овсянников находился в командировке в ла бораториях К. Бернара, К. Людвига, И. Мюллера и др. В Пари же он прослушал курс лекций по физиологии нервной системы у К. Бернара, присутствовал на его специальных занятиях, а так же выступил на заседании Парижской академии наук с докла дом «О тончайшей структуре нервной системы раков, в особенности омара». Вернувшись из командировки, Овсянников про должает работать в университете. 2 марта 1862 г. его избрали адъюнктом Петербургской академии наук. В ноябре 1863 г. его избирают заведующим кафедрой анатомии человека и физиоло гии животных Петербургского университета. Он переезжает в Петербург только после его избрания действительным членом академии. Работу в Академии наук Овсянников сочетает с ак тивной педагогической и научной деятельностью в Петербург ском университете, где 21 января 1864 г. он читает свою первую лекцию.
Овсянников стал первым в истории Петербургской академии наук академиком по физиологии, и это дает основание рассмат ривать 1864 г. годом зарождения физиологии как самостоятель ной экспериментальной науки. В том же году по его инициативе была создана физиологическая лаборатория Академии наук и через два года — физиологический кабинет университета. Под его руководством были выполнены первые в университете экс периментальные исследования по физиологии. В 1866 г. он при влек к преподаванию Н. И. Бакста, читавшего курс «Органы чувств», а с 1868 г. — И. Ф. Циона, преподававшего эксперимен тальную физиологию.
Филипп Васильевич сделал многое для расширения физиоло гических исследований в университете, он видел прогресс физио логии в укреплении ее связей с химией и физикой. Это побудило его и Циона уже в 1873 г. обратиться на физикоматематический факультет университета с представлением о введении высших степеней по отделению естественных наук не только по физио логии с зоологией, но и по физиологии с химией и физикой. Под редакцией Ф. В. Овсянникова в 1866 г. были изданы на русском языке лекции К. Бернара «Физиология и патология нервной си стемы», а в 1876 г. — учебник по физиологии Э. Брюкке.