1903年春天，巴甫洛夫與父母、弟弟一起參加午宴。此時他已是著名的生理學家，而他的弟弟尼古拉是個失業的帽子設計師，對他的嫉妒逐漸演變成赤裸裸的厭惡。巴甫洛夫說起自己正在對狗進行唾液分泌的條件反射實驗，卻被尼古拉喝湯的“呼嚕”聲打斷，於是惡狠狠地把“狗”說成“髒狗”。
沒等他說完實驗計劃，媽媽插嘴道：“你與其跟那些混蛋一起研究，還不如跟你弟弟合作，他最饞了，誰的口水也沒他多!”巴甫洛夫斷然拒絕，媽媽生氣了，“你弟弟待在家裏快發黴了，你卻把工作機會留給髒狗!”爸爸也在一旁幫腔，“我覺得這主意不錯，你們還能順便培養一下感情。”
巴甫洛夫只好妥協，但從踏入實驗室那刻起，冷空氣便在他們的周圍蔓延，嚇得助手不敢說話。尼古拉不甘心被當作“小白鼠”，而在巴甫洛夫眼裏，他連狗都不如。討論選什麼食物作爲實驗的輔助材料時，他們再次爭吵起來。尼古拉說：“除了上好的魚子醬，其餘食物都不能讓我立刻流口水。”巴甫洛夫快氣炸了，“科學研究是爲了崇高的理想，不是爲了賺錢，我都吃不起魚子醬，怎能用如此貴重的食物喂‘狗’?”大鬧幾天後，魚子醬飛出實驗室，取而代之的是麪包片。
實驗開始的前兩天，巴甫洛夫一次又一次地搖響鈴鐺，然後給尼古拉一盤面包片。他在筆記中寫道：“尼古拉像屁股上的膿包那樣惹人討厭，但不可否認的是，他分泌唾液的反射非常靈敏，是個合格的實驗品。”但在第三天，意外發生了。巴甫洛夫像往常那樣搖響鈴鐺，卻沒拿出麪包片，尼古拉沒流口水，而是掄圓胳膊，打得他鼻血長流。
巴甫洛夫被送進醫院，媽媽前來看望，絲毫沒有同情的意思，還反覆質問：“你在搞什麼混蛋實驗，明明搖響鈴鐺卻不給尼古拉食物。你知道，他一餓就像個瘋子!”
巴甫洛夫忍氣吞聲地養傷，尼古拉卻沒閒着。他流連於聖彼得堡的各個酒吧、咖啡屋，隨便逮着一個人就吹噓自己進行的實驗有多奇妙。他的名聲逐漸傳開，還接受了《聖彼得德堡日報》的採訪，神氣活現地說：“我是這個實驗的主導者，巴甫洛夫只是我的書記員。當我認真地流口水時，他就知道在一旁傻呵呵地搖鈴鐺。”讀了這篇報道，巴甫洛夫再也忍不下去，頂着打過石膏的鼻子重新回到實驗室。
巴甫洛夫找了一隻公牧羊犬來代替尼古拉，實驗室終於安靜了，兄弟倆也再沒說過話。巴甫洛夫有次收到一封辱罵自己的電報，他斷定這是尼古拉發來的，將其丟進垃圾桶。
後來，巴甫洛夫的實驗大獲成功，條件反射理論享譽國際。在獲得諾貝爾獎的致謝辭中，他真誠地感謝了上帝、助手，還有那隻牧羊犬，卻沒提及尼古拉。
尼古拉折騰一陣後便逐漸消失在公衆的視野中，到一家橡皮廠當會計，仍喋喋不休地向人吹噓自己“輝煌的過去”。他一生平庸，只有在電話鈴響時，噴涌而出的口水證明他曾在科學史上扮演過多麼重要的角色。
這個案例既滑稽又悲哀，曾引發關於在動物或親屬身上進行科學實驗的倫理之爭。當人體克隆實驗出現時，它又作爲反面教材被拉出來討論一通。
