Несмотря на попытку властей скрыть работу Сеченова от общества, она очень скоро стала достоянием широких кругов читателей. О новых идеях всюду говорили, новые идеи обсуждали. Прогрессивная и мыслящая интеллигенция России зачитывалась Сеченовым.
Трактат Ивана Михайловича Сеченова приобрел огромную популярность. Не было в ту пору ни одного образованного человека, который не прочел бы "Рефлексы головного мозга". По свидетельству Н. Е. Введенского, статья стала "сенсационным явлением", о ней велись беспрестанные споры, она завоевывала и сторонников и противников. Студенты считали необходимым знакомиться с "Рефлексами" для общего образования.
Один из видных шестидесятников, член тайного общества "Земля и воля" А. Ф. Пантелеев в своих воспоминаниях писал: "Не одна молодежь, но и люди более зрелых поколений прочли "Рефлексы" с самым серьезным вниманием: номер "Медицинского вестника" переходил из рук в руки, его тщательно разыскивали и платили большие деньги. Имя И. М. Сеченова, доселе известное лишь в тесном кругу ученых, сразу пронеслось по всей России. Когда через три года я очутился в Сибири и прожил в ней с лишним восемь лет, мне даже и там пришлось встретить людей, не только с большой вдумчивостью прочитавших "Рефлексы", но и усвоивших те идеи, к которым они логически приводили... "Рефлексы" долго привлекали к себе внимание; даже во второй половине 70-х годов, когда я опять очутился в Петербурге, на них при случае ссылались, ставили вопрос: насколько дальнейшее развитие физиологии закрепило положения "Рефлексов"
После выхода в свет труда Сеченова вспыхнула острая полемика между двумя прогрессивными журналами - "Современник" и "Русское слово". Критик "Русского слова" В. Зайцев, расхваливая "Рефлексы", в то же время предлагал внести в сеченовскую схему кое-какие поправки, которые в конечном счете опровергали основные мысли русского ученого. Критик выступал против материалистической направленности работы Сеченова.
Революционные демократы и прежде всего друг Н. Г. Чернышевского М. А. Антонович, М. Е. Салтыков-Щедрин выступили с резкой контркритикой. Антонович опубликовал в "Современнике" две статьи под заголовком "Промахи". Доводы критика были столь убедительны, что В. Зайцев вынужден был признать свои ошибки, правда, с оговорками и готовил ответ, но власти запретили дальнейшую дискуссию.
Успех трактата был обусловлен не только тем, что Сеченов сказал новое слово в науке. Трактат имел и огромное философское значение. Один из противников сеченовского учения прямо писал: "статья о рефлексах головного мозга почти четверть века пользовалась особым вниманием интеллигентной публики потому, что она решала философскую проблему". Эту же мысль выразил и тогдашний министр внутренних дел Валуев, он характеризовал "Рефлексы головного мозга" как сочинение, которое "пропагандирует в популярной форме учение крайнего материализма".
Спрос на статью ученого был огромен. И. Сеченов приступает к подготовке второго издания, теперь уже отдельной книгой. Издатель А. Головачев рискнул подготовить три тысячи экземпляров (тираж для того времени очень большой) без предварительной цензуры. Расчет издателя был довольно прост: раз дозволено первое издание, то, следовательно, нет никаких оснований задерживать второе. Тем более, что автор внес лишь новые научные данные, да сделал редакционные поправки.
Но власть имущие рассудили по-иному. Они были насмерть перепуганы. Как "Отъявленный материалист", "идеолог нигилистов", профессор, состоящий под тайным надзором полиции, издает книгу. Ту самую, из-за которой до сих пор бушуют страсти... И власти приняли самые срочные меры, чтобы помешать автору "пустить в более обширный оборот свое сочинение".
Главное управление по делам печати дало указание обер-полицмейстеру Петербурга немедленно запретить книгу. Управление особо настаивало на немедленных действиях: "Если таковое распоряжение не будет сделано до часу дня сего 7-го апреля, Головачев может выпустить в свет книгу..."
Сенатор М. Щербинин приказывает "означенную книгу... арестовать" и подвергнуть ее "судебному преследованию", а заодно и автора и издателя.
Сеченову грозила судебная расправа. Обеспокоенные друзья спрашивали, кого из адвокатов думает Сеченов привлечь для защиты. Он ответил: "Зачем мне адвокат? Я возьму с собой в суд лягушку и проделаю перед судьями все мои опыты; пускай тогда прокурор опровергнет меня".
Дело было передано в Петербургский окружной суд "с покорнейшей просьбой о судебном преследовании автора и издателя книги "Рефлексы головного мозга" и об уничтожении самой книги".
В вину автору было поставлено и то, что он "объясняет психическую деятельность головного мозга с материалистических позиций", и то, что "книга не отличается отнюдь научным изложением, а представляет напротив популярную беседу с непосвященным читателем". А главное - то, что "Рефлексы головного мозга" якобы ниспровергают понятия о добре и зле, разрушают моральные основы общества...
Из окружного суда "дело" попадает к прокурору судебной палаты, который, однако, вынужден признать, что "упомянутое сочинение проф. Сеченова не заключает в себе таких мыслей, которые могли бы быть подведены под точный смысл законов и за распространение коих сочинитель на основании ныне действующих узаконений мог бы быть признан подлежащим ответственности".
Доводы прокурора были справедливы, в книге не было ничего, что можно было подвести под статью Уложения о наказаниях. Министр юстиции князь Урусов был вынужден согласиться с мнением прокурора. Он написал министру внутренних дел Валуеву предостерегающее письмо: "Гласное развитие материалистических теорий при судебном производстве этого дела,- говорилось в письме,- может иметь следствием своим распространение этих теорий в обществе, вследствие возбуждения особого интереса к содержанию этой книги". В свою очередь и министр внутренних дел вынужден был судебное преследование прекратить. 31 августа 1867 г. книга была освобождена из-под ареста и поступила в продажу.
Иван Михайлович Сеченов приобрел в правительственных кругах репутацию "отъявленного материалиста", идеолога сил, враждебных устоям государства. Именно эта репутация помешала избранию его в адъюнкты Академии наук, препятствовала утверждению его профессором Новороссийского университета; более того - на него обрушились реакционные журналы и университетские профессора. Самых суровых мер наказания для Сеченова требовал от правительства петербургский митрополит. Он хотел, чтобы "господина профессора Сеченова сослали для смирения и исправления" в Соловецкий монастырь "за предерзкое душепагубное и вредоносное учение". От Сеченова не скрывали причин, по которым его преследовали. Один из сановников прямо сказал Сеченову: "Напрасно вы напечатали ваши "Рефлексы головного мозга". На это ученый с достоинством ответил: "Надо ведь иметь мужество высказывать свои убеждения".
Вскоре после этого разговора Сеченов вновь издает "Рефлексы головного мозга" (1871 г.).
Мужественно вступил Иван Михайлович в полемику с профессором Петербургского университета К. Д. Кавелиным, в котором В. И. Ленин видел один из "отвратительных типов либерального хамства".
В 1872 г. либеральный журнал "Вестник Европы" напечатал объемистый труд Кавелина "Задачи психологии". Хотя Сеченов и не был назван в этом произведении, всем становилось очевидным, с кем полемизирует его автор. За ответ на статьи петербургского профессора И. Сеченов взялся "с особым удовольствием". Каждый вечер он писал замечания на труд Кавелина, некоторые положения статьи обсуждал с И. И. Мечниковым. В одиннадцатом номере "Вестника Европы" за тот же год появилась статья И. М. Сеченова "Замечания на книгу г. Кавелина "Задачи психологии", которая изобличила элементарное невежество профессора-идеалиста, непонимание им законов развития живой материи. Ученый доказывал, что кавелинская доктрина повторяет старые ошибки идеалистов.