В индусской книге «Аюр-Веда» («Знание жизни» VIIв. до н.э.) упоминаются мышцы, кости, связки, сосуды, нервы и другие структуры организма.

Дошедшие до нас сочинения мыслителей и врачей Индии, Греции, Рима свидетельствуют о том, что еще в глубокой древности производили вскрытие трупов животных и вели некоторые физиологические наблюдения, в результате чего уже тогда были собраны отдельные сведения о строении тела человека и животных и о происходящих в организме процессах. Определенным этапом в развитии физиологических представлений явилось использование вивисекционных приемов, начало которым было положено Клавдием Галеном (129-201) – классиком античной медицины, римским врачом и естествоиспытателем. Именно Гален впервые в истории ввел в практику медицины эксперимент, что и послужило основанием считать его одним из предшественников экспериментальной физиологии. Гален впервые начал читать курс анатомии человека, сопровождая лекции вскрытием трупов животных. Вскрытие человеческих трупов в то время было запрещено, в результате чего Гален переносил на человека строение тела животного.

Гиппократ (ок. 460-ок. 370 до н.э.) – один из выдающихся ученых медицины Древней Греции. Изучению анатомии, эмбриологии и физиологии он придавал первостепенное значение, считая их основой всей медицины. Он сформулировал учение о четырех основных типах телосложения и темперамента. Собрал и систематизировал в своих книгах имевшиеся в то время сведения о строении и функционировании тела человека. Положил начало понятию болезнь как смешение жидкостей (гуморальная регуляция).

Таджикский врач и философ Абу Али Ибн Сина, или Авиценна (ок. 980-1037), написал энциклопедический труд «Канон врачебной науки», в котором были систематизированы и дополнены имевшиеся в то время сведения по анатомии и физиологии. Дал обобщенное описание строения и функций человеческого тела, описал болезни, рецепты лекарств, методы хирургического лечения.

Период с Vв. по XVв., именуемый «средними веками», характеризуется возникновением и развитием феодализма. Переход к феодализму сопровождался в Западной Европе разрушением хозяйственных и культурных связей, разобщением и изоляцией отдельных регионов, утратой многих достижений науки и техники и установлением безраздельного господства церковной идеологии. Немногочисленные физиологические факты, полученные учеными древнего мира, во время феодализма намеренно замалчивались, в средние века запрещалось вскрывать трупы, без чего невозможны точные знания строения и функционирования организма. Так, испанский врач Мигель Сервет (1511-1553) за смелые научные воззрения был сожжен на костре вместе со своей книгой.

XV-XVIIIвв. (эпоха Возрождения) –быстрый рост производительных сил, быстрое развитие астрономии, математики, механики, более полное и разностороннее использование природы, открытие новых источников сырья и материалов, а также новых рынков в результате многочисленных путешествий и расширение торговли – изменили экономику Европы и привели к перевороту в общественной жизни европейских стран. Увеличивается число научных учреждений и обществ. Начинают выходить труды многочисленных академий. Издается всевозрастающее количество естественнонаучных сочинений. Создается и расширяется ряд крупных государственных библиотек.

Большой вклад в развитие анатомии внес итальянский ученый и художник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452-1519). Он анатомировал около 30 трупов, сделал множество рисунков костей, мышц, внутренних органов, снабдив их письменными пояснениями.

На протяжении многих веков анатомия и физиология рассматривались вместе, изучение строения тела проводили тогда в тесной связи с исследованиями функций. Важнейшим этапом в становлении физиологии принято считать 1628 г., когда английский врач и физиолог Уильям Гарвей опубликовал работу «Анатомические исследования о движении сердца и крови у животных», в которой изложил основы своего великого открытия – существования двух кругов кровообращения. 1628 год принято считать датой основания физиологии.

К наиболее значительным достижениям XVII-XVIIIвв. относится сформулированное французским философом и математиком Рене Декартом (1596-1650) представление об «отраженной деятельности организма». Декарт, используя такие факты, как закономерно возникающее при прикосновении к роговице мигание, выдвинул понятие о рефлексе. По его представлению, в мозгу осуществляется механический переход животных духов с одних нервов на другие, а затем отражение от мозга (отсюда – рефлекс) как луча света от гладкой поверхности. Открытие Декарта послужило основанием для дальнейшего развития физиологии на материалистической основе. Позднее представление о рефлексе, значении нервной системы во взаимоотношении между внешней средой и организмом получило развитие в трудах известного чешского анатома и физиолога Георга (Иржи) Прохаски (1748-1820).

К первой половине XVIIIв. относится начало развития физиологии в России, чему в немалой степени способствовало создание Петром I в 1724г. в Санкт-Петербурге Российской Академии наук, Академического университета и Академической гимназии.

С 1738 г. физиологию как самостоятельную дисциплину начали преподавать в Академическом (позже Санкт-Петербургском) университете. Известную роль в развитии физиологии сыграл основанный в 1755 г. Московский университет. В его составе в 1776 году была открыта самостоятельная кафедра физиологии, которую возглавили М.И.Скидан и И.И.Печь. В 1776г. в Санкт-Петербурге была основана Медико-хирургическая академия, которая сыграла в последующем развитии физиологии исключительную роль. Первая диссертация по физиологии была защищена в 1794 г. Ф.М.Борсук-Моисеевым, в ней рассматривались вопросы регуляции дыхательной функции.

В эту эпоху в развитие физиологии внес значительной вклад М.В.Ломоносов (1711-1765), хотя физиология и не составляла предмета его специальных занятий. М.В.Ломоносов открыл закон сохранения материи и энергии, высказал мысль об образовании тепла в самом организме, сформулировал трехкомпонентную теорию цветного зрения, дал первую классификацию вкусовых ощущений.

Ко второй половине XVIIIв. относится начало изучения электрических явлений в живых тканях, когда было обнаружено, что некоторые рыбы (электрический скат, электрический угорь) при охоте используют электрические разряды, оглушая и обездвиживая свою добычу. Первые научные данные о существовании биопотенциалов – «животного электричества» – были получены в конце XVIIIв. в исследованиях итальянских ученых Л.Гальвани (1737-1798) и А.Вольта (1745-1827). Своими, ставшими уже классическими опытами они достоверно установили факт существования в живом теле электрических явлений. Систематическое изучение биопотенциалов было начато немецким ученым Э.Дюбуа-Реймоном.

В 1738 г. англичанину С.Хейлсу посредством прямого измерения удалось установить величину кровяного давления у лошади в разных сосудистых областях. Тем самым было положено начало дальнейшим продуктивным исследованиям гемодинамики.

В XIXв. в физиологии произошел коренной перелом. Он был подготовлен предшествующим развитием как физиологии, так и тех смежных наук – физики, химии, анатомии, гистологии, эмбриологии – успехи которых легли в основу дальнейшего прогресса науки о функциях организма человека и животных.

Физиология, ставшая экспериментальной наукой, обогатилась большим количеством новых инструментальных методов исследования, позволивших количественно учитывать и регистрировать различные процессы, протекающие в организме – это изобретение К.Людвигом кимографа, приборов для исследования кровяного давления (поплавковый ртутный манометр) и скорости движения крови (кровяные часы); изобретение А.Моссо прибора для изучения кровенаполнения органов (плетизмограф) и для исследования утомления (эргограф); конструирование Э.Мареем прибора для пневматической регистрации малых колебаний давления (капсула Марея) и т.д.

Благодаря использованию инструментальных методов регистрации реакций стали доступными количественное выражение интенсивности различных физиологических процессов и точное измерение их длительности; даже такие быстро протекающие явления, как распространение возбуждения, были подвергнуты пространственно-временному измерению.

Особое значение в развитии физиологии XIXв. приобрела хирургическая методика, позволяющая вести в относительно нормальных физиологических условиях длительное наблюдение над функциями различных органов. Хирургические методы, особенно после того как начали применять наркоз и были разработаны правила антисептики и асептики, обеспечили возможность постановки не только острых, но и хронических опытов. Хирургическая методика дала возможность исследовать многие процессы, протекающие в глубине тела и скрытые от непосредственного наблюдения.

Внедрение в физиологию эксперимента на животных и разработка инструментальных методов исследования позволили физиологам добыть огромный фактический материал о функциях организма, имевший значение для теории и практики медицины. Благодаря этому физиология утвердилась как самостоятельная научная дисциплина со своими задачами, методами и целями. Понимание этого факта привело к необходимости проведения некоторых организационных мероприятий, в первую очередь к созданию кафедр в университетах (в начале XIX столетия анатомия и физиология, а нередко и другие биологические дисциплины были объединены в одну кафедру), а позднее организации физиологических лабораторий и институтов.

В XIX столетии наиболее важные физиологические исследования проводились во Франции, Германии, России и Англии. В этих же странах сложились научные школы.

Немецкий физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон (1818-1896) открыл явления физического электротона, показал, что поперечное сечение нерва электроотрицательно по отношению к его длиннику (ток покоя), установил, что «отрицательное колебание» тока покоя является выражением деятельного состояния тканей. Э.Пфлюгер (1829-1910) сформулировал законы действия постоянного тока на возбудимую ткань, составившие основу представлений о процессах возбуждения в живых клетках. Немецкий физиолог Г.Гельмгольц (1821-1894) определил скорость проведения возбуждения по нерву. Эрнст и Эдуард Генрих Веберы открыли тормозящее действие блуждающего нерва на сердце и показали этим, что нервы могут не только возбуждать, но и тормозить деятельность сердца. Эрнстом Вебером установлена зависимость между силой раздражения и ощущениями – эта зависимость получила название закона Вебера.

Среди экспериментальных работ начала XIX столетия выделяются ставшие классическими исследования англичанина Ч.Белла и француза Ф.Мажанди, установивших независимо друг от друга, что дорсальные корешки спинного мозга состоят из центростремительных чувствительных нервных волокон, вентральные – из центробежных двигательных. Тем самым был раскрыт анатомический субстрат спинальной соматической рефлекторной дуги и установлены некоторые особенности её организации.

Под руководством Ф.Мажанди получил научную подготовку Клод Бернар. С именем К.Бернара связан расцвет физиологии во Франции. Его экспериментальные исследования посвящены изучению многих разделов физиологии, патологии и фармакологии. К.Бернар установил гликогенобразующую функцию печени, показал значение ЦНС в регуляции содержания сахара в крови, открыл сосудосуживающие и сосудорасширяющие нервы, обнаружил тонус сосудосуживателей (классический опыт односторонней перерезки симпатического нерва на шее у кролика), провел исследования по физиологии пищеварения (изучал иннервацию слюнных желез, выяснил переваривающие свойства слюны, желудочного и поджелудочного соков), установил парализующее действие кураре на нервное окончание двигательных нервов скелетных мышц.

Английский нейрофизиолог Ч.Шеррингтон (1856-1952) установил однонаправленность проведения возбуждения в рефлекторной дуге и наличие синаптической задержки, описал взаимоусиливающие и взаимоослабляющие (антагонистические) рефлексы, открыл явления облегчения рефлексов, конвергенции нервных импульсов, окклюзии, рефлекторной отдачи и спинальной индукции. Ему принадлежит описание децеребрационной ригидности и объяснение развития спинального шока. Ч.Шеррингтон сформулировал общие принципы деятельности центральной нервной системы – реципроктности и общего конечного пути, показал, что при осуществлении любого рефлекса нервная система функционирует как единое целое.

Развитие физиологии в США в большой мере обязано Г.Боудичу. Этим ученым была создана научная школа, из которой вышли У.Кеннон, Х.Кушинг. Г.Боудичем в 70-х годах в опытах на сердце был открыт феномен «лестницы», природа которой привлекает внимание физиологов до наших дней, и сформулировал закон «все или ничего».

Знаменательной датой истории физиологии в России явился 1836 г., когда профессор Московского университета А.М.Филомафитский выпустил первый том учебника «Физиология, изданная для руководства своих слушателей». Ему также принадлежит целый ряд исследований в разных областях физиологии. Одним из первых он изучил влияние эфирного наркоза в экспериментах на животных и поставил опыты по переливанию крови.

Среди экспериментальных работ, выполненных русскими физиологами того времени, особое значение имеет предложенная В.А.Басовым операция наложения хронической фистулы желудка собаки (1848). Тем самым впервые в физиологии была показана возможность проведения длительного хронического эксперимента. С этого момента отечественная физиология прочно удерживает первенство в изучении физиологии пищеварения.

Наибольшую славу русской науке доставило открытие И.М.Сеченовым (1862) торможения в центральной нервной системе. Опубликованное И.М.Сеченовым в 1863г. произведение «Рефлексы головного мозга» впервые ввело физиологическую основу в понимание психической деятельности. В этой книге он писал, что все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы. И.М.Сеченов доказал, что психика детерминируется внешними условиями и её формирование зависит от воздействий внешних факторов.

Деятельность И.М.Сеченова относится к тому периоду физиологии, который принято называть классическим. Именно тогда были очерчены проблемы, имеющие широкое значение и остающиеся и сейчас принципиально важными.

Выдающимся учеником И.М.Сеченова в Петербургском университете был Н.Е.Введенский. Он первым обнаружил в мышцах явления оптимума и пессимума, создал теорию о физиологической природе возбуждения и торможения, лабильности и учение о парабиозе. Дальнейшее развитие идеи Н.Е.Введенского получили в лабораториях его ученика А.А.Ухтомского, открывшего закон доминанты в деятельности нервной системы.

В 60-х годах XIXв. начала складываться физиологическая школа в Казанском университете, где тогда работали Ф.В.Овсянников и Н.О.Ковалевский и в дальнейшем протекала деятельность выдающегося физиолога Н.А.Миславского, описавшего в 1885 г. локализацию дыхательного центра и выполнившего совместно с В.М.Бехтеревым серию исследований о влиянии коры полушарий головного мозга на деятельность внутренних органов.

На развитие отечественной и мировой физиологии огромное влияние оказали работы И.П.Павлова. Большое значение имеют его работы по иннервации сердца, исследования по нервной трофике. Разработав новые, оригинальные методы хирургических операций, И.П.Павлов получил возможность изучать физиологические процессы в целостном организме здорового животного. В 1904 г. И.П.Павлову за работы в области физиологии пищеварения была присуждена Нобелевская премия.