До исследований И. П. Павлова для изучения органов пищеварения применялась, как правило, методика острых опытов, проводимых под наркозом или при выключении больших полушарий.
В этих опытах в выводные протоки желез вставляются канюли, но которым вытекает сок при раздражениях нервов или при введении в кровь некоторых химических веществ. В таких опытах неизбежно нарушается нормальная жизнедеятельность организма и функция желез.
Не отрицая значения методики острых опытов для детальною анализа хода нервных путей, по которым вызывается функция изучаемого органа, и пользуясь ею, И. П. Павлов указывал на ее ограниченность при исследовании рефлекторных процессов.
Так как И. П. Павлов поставил перед собой задачу раскрыть роль нервной системы в пищеварении в нормальных условиях, то он разработал новые хирургические приемы, позволяющие осуществлять хронические опыты. Он изобрел много новых операций ил пищеварительном канале животных, после которых в течение многих лет можно изучать секреторную и двигательную функции различных его отделов при отличном здоровье оперированного животного. Были разработаны операции выведения наружу незарастающих отверстий протоков пищеварительных желез или наложения фистул: слюнных желез (1895), поджелудочной железы (1879), желчного протока (1902).
Благодаря этим операциям открыты закономерности слюноотделения, отделения поджелудочного сока и желчевыделения при обработке в пищеварительном канале различной пищи.
Для изучения отделения желудочного сока И. П. Павлов к операции простой желудочной фистулы присоединил операцию перерезки пищевода на шее и вшивания обоих его концов в кожу (эзофаготомия), что позволило обнаружить важный факт отделения желудочного сока во время нахождения пищи в ротовой полости и привело к открытию нервов, вызывающих отделение желудочную сока. Эта операция сделала также возможным получение чистого натурального желудочного сока при «мнимом» кормлении.
В 1894 г. И. П. Павлов предложил свою знаменитую операцию изоляции маленького желудочка, при которой сохраняются нервы маленького желудочка (в изолированном желудочке Гейденгайна нервы перерезаются) и поэтому сокоотделение из изолированного павловского желудочка соответствует всем фазам отделения желудочного сока железами большого желудка во время нахождения в нем пищи.
Для изучения отделения желудочного сока И. П. Павлов использовал и прежний способ вставления в желудок фистульной трубки из неокисляемого металла, закрываемой пробкой (И. Веслингий, 1666), а также образование свища желудка (В. А. Басов, 1842).
Наблюдения на людях с фистулой желудка после ранения и с маленьким желудочком, как, например, при грыже брюшной стенки у одной 20-летней девушки, подтвердили факты, полученные на собаках.
В лаборатории И. П. Павлова был разработан способ выключения печени из общего кровотока путем образования соединения (соустья) между воротной и нижней полой венами (свищ Экка). Эта операция позволила изучить защитную, барьерную функцию печени, процесс обезвреживания ею ядовитых продуктов, всасывающихся в пищеварительном канале, а также ядовитых продуктов, которые образуются при работе пищеварительных желез.
И. П. Павлов разработал новые способы изучения двигательной работы пищеварительного канала путем изолирования и (дельных его участков, выведения кишок под кожу, наложения многих фистул по всему ходу пищеварительного канала и др.
Открыты также способы изучения деятельности пищеварительных желез человека в нормальных условиях, без повреждения организма. Большое значение для изучения функции пищеварения имеют и наблюдения в клинике над ранеными и больными, а также над животными и людьми при просвечивании лучами Рентгена. В настоящее время пищеварение изучается посредством радиодатчиков (радиопилюль), заключенных в капсулу из синтетического материала длиной 15-20 мм, диаметром 8 мм, проглатываемых человеком и регистрирующих давление, температуру, количество ферментов и рН во всем пищеварительном канале.