Klassinen ehdollistuminen: Periaatteet, tekijät ja esimerkkejä

Olemme nähneet, kuinka Yhdysvaltojen tapahtumat 1900-luvun alussa auttoivat vakiinnuttamaan psykologian tieteenä ja oppimisen legitiiminä tutkimusalana. Samaan aikaan muissa maissa tapahtui merkittäviä kehityskulkuja. Yksi merkittävimmistä oli Ivan Pavlovin (1849–1936) työ. Hän oli venäläinen fysiologi, joka voitti Nobelin palkinnon vuonna 1904 ruoansulatusta koskevasta työstään.

Pavlovin perintö oppimisteorialle oli hänen työnsä klassisen ehdollistumisen parissa (Cuny, 1965; Hunt, 1993; Windholz, 1997). Toimiessaan fysiologisen laboratorion johtajana Kokeellisen lääketieteen instituutissa Pietarissa, Pavlov huomasi, että koirat kuolaavat usein näkemästään hoitajasta, joka toi niille ruokaa, tai jopa hoitajan askelten äänestä. Pavlov ymmärsi, että hoitaja ei ollut luonnollinen ärsyke kuolaamisrefleksille; pikemminkin hoitaja oli saanut tämän voiman olemalla yhteydessä ruokaan.

Klassinen ehdollistuminen on monivaiheinen prosessi, johon aluksi kuuluu ehdottoman ärsykkeen (UCS) esittäminen, joka saa aikaan ehdottoman vasteen (UCR). Pavlov esitti nälkäiselle koiralle lihajauhetta (UCS), mikä sai koiran kuolaamaan (UCR). Eläimen ehdollistaminen edellyttää neutraalin ärsykkeen toistuvaa esittämistä lyhyen aikaa ennen UCS:n esittämistä. Pavlov käytti usein tikittävää metronomia neutraalina ärsykkeenä. Varhaisissa kokeissa metronomin tikitys ei aiheuttanut kuolaamista. Lopulta koira alkoi kuolata vastauksena metronomin tikitykseen ennen lihajauheen esittämistä. Metronomista oli tullut ehdollinen ärsyke (CS), joka sai aikaan ehdollisen vasteen (CR), joka oli samankaltainen kuin alkuperäinen UCR (taulukko 3.1). CS:n toistuvat vahvistamattomat esittämiset (eli ilman UCS:ää) aiheuttavat CR:n heikkenemisen intensiteetiltään ja katoamisen, mikä tunnetaan sammumisena (Larrauri & Schmajuk, 2008; Pavlov, 1932b).

Spontaani palautuminen tapahtuu aikavälin jälkeen, jolloin CS:ää ei esitetä ja CR oletettavasti sammuu. Jos CS sitten esitetään ja CR palaa, sanomme, että CR palautui spontaanisti sammumisesta. CR, joka palautuu, ei kestä, ellei CS:ää esitetä uudelleen. CS–CR-parit palauttavat CR:n täyteen voimaansa. Se, että CS–CR-parit voidaan palauttaa ilman suuria vaikeuksia, viittaa siihen, että sammuminen ei sisällä assosiaatioiden oppimisen purkamista (Redish, Jensen, Johnson, & Kurth-Nelson, 2007).

Yleistys tarkoittaa, että CR ilmenee ärsykkeisiin, jotka ovat samankaltaisia kuin CS (kuva 3.2). Kun koira on ehdollistettu kuolaamaan vastauksena metronomiin, joka tikittää 70 lyöntiä minuutissa, se voi myös kuolata vastauksena metronomiin, joka tikittää nopeammin tai hitaammin, sekä tikittäviin kelloihin tai ajastimiin. Mitä erilaisempi uusi ärsyke on CS:ään verrattuna tai mitä vähemmän niillä on yhteisiä elementtejä, sitä vähemmän yleistystä tapahtuu (Harris, 2006).

Diskriminaatio on täydentävä prosessi, joka tapahtuu, kun koira oppii reagoimaan CS:ään, mutta ei muihin, samankaltaisiin ärsykkeisiin. Diskriminaation harjoittamiseksi kokeilija voi yhdistää CS:n UCS:ään ja esittää myös muita, samankaltaisia ärsykkeitä ilman UCS:ää. Jos CS on metronomi, joka tikittää 70 lyöntiä minuutissa, se esitetään UCS:n kanssa, kun taas muita tahteja (esim. 50 ja 90 lyöntiä minuutissa) esitetään, mutta niitä ei yhdistetä UCS:ään.

Kun ärsykkeestä tulee ehdollinen, se voi toimia UCS:nä ja korkeamman asteen ehdollistuminen voi tapahtua (Pavlov, 1927). Jos koira on ehdollistettu kuolaamaan metronomin ääneen, joka tikittää 70 lyöntiä minuutissa, tikittävä metronomi voi toimia UCS:nä korkeamman asteen ehdollistumisessa. Uusi neutraali ärsyke (kuten summeri) voidaan soittaa muutaman sekunnin ajan, jota seuraa tikittävä metronomi. Jos koira muutaman kokeen jälkeen alkaa kuolata summerin ääneen, summerista on tullut toisen asteen CS. Kolmannen asteen ehdollistuminen sisältää toisen asteen CS:n toimimisen UCS:nä ja uuden neutraalin ärsykkeen yhdistämisen siihen. Pavlov (1927) raportoi, että ehdollistuminen kolmannen asteen jälkeen on vaikeaa.

Korkeamman asteen ehdollistuminen on monimutkainen prosessi, jota ei täysin ymmärretä (Rescorla, 1972). Konsepti on teoreettisesti mielenkiintoinen ja voi auttaa selittämään, miksi jotkin sosiaaliset ilmiöt (esim. koeväsymys) voivat aiheuttaa ehdollisia emotionaalisia reaktioita, kuten stressiä ja ahdistusta. Elämän alkuaikoina epäonnistuminen voi olla neutraali tapahtuma. Usein se liittyy vanhempien ja opettajien paheksuntaan. Tällainen paheksunta voi olla UCS, joka saa aikaan ahdistusta. Ehdollistumisen kautta epäonnistuminen voi saada aikaan ahdistusta. Tilanteeseen liittyvät vihjeet voivat myös muuttua ehdollisiksi ärsykkeiksi. Näin ollen opiskelijat voivat tuntea ahdistusta kävellessään huoneeseen, jossa he suorittavat kokeen, tai kun opettaja jakaa kokeen.

CR:iä tuottavia CS:iä kutsutaan ensisijaisiksi signaaleiksi. Toisin kuin eläimillä, ihmisillä on kyky puheeseen, mikä laajentaa huomattavasti ehdollistumisen mahdollisuuksia (Windholz, 1997). Kieli muodostaa toisen signaalijärjestelmän. Sanat tai ajatukset ovat tapahtumia tai esineitä merkitseviä nimiä, ja niistä voi tulla CS:iä. Näin ollen kokeen ajatteleminen tai opettajan kuunteleminen tulevasta kokeesta voi aiheuttaa ahdistusta. Opiskelijoita ei ahdista koe, vaan pikemminkin sanat tai ajatukset kokeesta, eli sen kielellinen esitys tai merkitys.

Pavlov uskoi, että ehdollistuminen on automaattinen prosessi, joka tapahtuu toistuvien ES–UE-paritusten myötä ja että toistuvat parittamattomuudet sammuttavat EE:n. Ihmisillä ehdollistuminen voi kuitenkin tapahtua nopeasti, joskus vain yhden ES–UE-parituksen jälkeen. ES:n ja UE:n toistuvat parittamattomuudet eivät välttämättä sammuta EE:tä. Sammutus vaikuttaa olevan hyvin kontekstiriippuvaista (Bouton, Nelson & Rosas, 1999). Reaktiot pysyvät sammuneina samassa kontekstissa, mutta kun ympäristö muuttuu, EE:t voivat uusiutua. Nämä havainnot kyseenalaistavat Pavlovin kuvauksen ehdollistumisesta.

Pavlovin jälkeinen tutkimus on osoittanut, että ehdollistuminen riippuu vähemmän ES–UE-parituksesta ja enemmän siitä, missä määrin ES välittää tietoa UE:n todennäköisyydestä (Rescorla, 1972, 1976). Havainnollistavana esimerkkinä oletetaan, että on kaksi ärsykettä: Toista seuraa aina UE ja toista joskus. Ensimmäisen ärsykkeen pitäisi johtaa ehdollistumiseen, koska se ennustaa luotettavasti UE:n alkamisen. Ei välttämättä tarvitse edes parittaa ES:ää ja UE:tä; ehdollistuminen voi tapahtua yksinkertaisesti kertomalla ihmisille, että ne ovat yhteydessä toisiinsa (Brewer, 1974). Samoin ES–UE-parittamattomuudet eivät välttämättä ole tarpeen sammuttamiseen; kertomalla ihmisille, että tilanne ei ole enää voimassa, voidaan vähentää tai sammuttaa EE.

Selitys näille tuloksille on se, että ihmiset muodostavat odotuksia UE:n todennäköisyydestä (Rescorla, 1987). Jotta ärsykkeestä tulisi ES, sen on välitettävä yksilölle tietoa UE:n ajasta, paikasta, määrästä ja laadusta. Vaikka ärsyke olisi ennustava, se ei välttämättä ehdollistu, jos toinen ärsyke on parempi ennustaja. Sen sijaan, että ehdollistuminen olisi automaattista, se näyttää välittyvän kognitiivisten prosessien kautta. Jos ihmiset eivät ymmärrä, että on olemassa ES–UE-yhteys, ehdollistumista ei tapahdu. Kun ES–UE-yhteyttä ei ole, ehdollistumista voi tapahtua, jos ihmiset uskovat, että sellainen on. Vaikka tämä ehdollisuusnäkökulma ehdollistumiseen ei välttämättä ole täysin tarkka (Papini & Bitterman, 1990), se tarjoaa erilaisen selityksen ehdollistumiselle kuin Pavlovin ja korostaa sen monimutkaisuutta.

Pavlov (1927, 1928) uskoi, että mikä tahansa havaittu ärsyke voidaan ehdollistaa mihin tahansa reaktioon, joka voidaan tehdä. Myöhemmät tutkimukset ovat osoittaneet, että ehdollistamisen yleisyys on rajallista. Missä tahansa lajissa reaktioita voidaan ehdollistaa joillekin ärsykkeille, mutta ei toisille. Ehdollistaminen riippuu ärsykkeen ja reaktion yhteensopivuudesta lajityypillisten reaktioiden kanssa (Hollis, 1997). Kaikilla organismeilla on luonnostaan perustavanlaatuiset käyttäytymismallit, jotka mahdollistavat niiden selviytymisen omissa elinympäristöissään, mutta oppiminen tarjoaa hienosäädön, joka on välttämätöntä onnistuneelle sopeutumiselle (Garcia & Garcia y Robertson, 1985, s. 197).

Garcia ja Koelling (1966) tekivät rotilla kokeen, joka osoitti biologisten tekijöiden tärkeyden. Jotkut rotat joivat vettä, johon liittyi kirkkaita valoja ja melua (vastenmielinen ärsyke – kirkas, meluisa vesi). Rotat joko saivat sähköiskun välittömästi tai niitä käsiteltiin siten, että niille tuli pahoinvointi jonkin ajan kuluttua. Toiset rotat joivat tavallista (sakariini)vettä ja joko saivat sähköiskun tai niille tuli pahoinvointi myöhemmin. Kirkas, meluisa vesi plus sähköisku johti ehdolliseen vastenmielisyyteen vettä kohtaan, mutta kirkas, meluisa vesi plus pahoinvointi ei johtanut. Tavallinen (sakariini)vesi plus pahoinvointi johti vastenmielisyyteen vettä kohtaan, mutta tavallinen vesi plus sähköisku ei johtanut. Sähköisku (ulkoinen tapahtuma) yhdistettiin helposti kirkkaisiin valoihin ja meluun (ulkoiset vihjeet), mutta ei pahoinvointiin (sisäinen tapahtuma). Pahoinvoinnista tuli ehdollinen reaktio sisäiseen ärsykkeeseen (maku). Vaikka veden juomisen ja pahoinvoinnin välinen aika (tunti) oli liian pitkä täyttääkseen klassisen ehdollistamisen mallin, tulokset tukevat klassisen ehdollistamisen monimutkaisuutta ehdottamalla, että rotilla on kehittynyt evolutiivinen mekanismi suojautuakseen makuaistimusten vastenmielisyyttä vastaan. Yleisesti ottaen näyttää siltä, että ehdollistamista voi tapahtua vain, jos ärsykkeet jotenkin “kuuluvat” yhteen, ja siten prosessi voi auttaa eläimiä sopeutumaan ympäristöönsä (Hollis, 1997).

Pavlov (1932a, 1934) sovelsi klassisen ehdollistumisen periaatteita epänormaaliin käyttäytymiseen ja käsitteli, miten neuroosit ja muut patologiset tilat saattavat kehittyä. Hänen näkemyksensä olivat spekulatiivisia ja perusteettomia, mutta muut ovat soveltaneet klassisen ehdollistumisen periaatteita emotionaalisten reaktioiden ehdollistamiseen.

Watson väitti osoittavansa emotionaalisen ehdollistumisen voiman tunnetussa Pienen Albertin kokeessa (Watson & Rayner, 1920). Albert oli 11 kuukauden ikäinen lapsi, joka ei osoittanut pelkoa valkoista rottaa kohtaan. Ehdollistamisen aikana vasaraa lyötiin terästankoa vasten Albertin takana, kun hän kurkotti rottaa kohti. “Lapsi hyppäsi rajusti ja kaatui eteenpäin haudaten kasvonsa patjaan” (s. 4). Tämä toistettiin välittömästi. Viikkoa myöhemmin, kun rotta esiteltiin, Albert alkoi kurkottaa, mutta veti sitten kätensä pois. Edellisen viikon ehdollistuminen oli ilmeistä. Seuraavien päivien testit osoittivat, että Albert reagoi emotionaalisesti rotan läsnäoloon. Pelko myös yleistyi kaniiniin, koiraan ja turkkiin. Kun Albert testattiin uudelleen kuukautta myöhemmin rotan kanssa, hän osoitti lievän emotionaalisen reaktion.

Vaikka tätä tutkimusta siteerataan laajalti osoittamaan, miten ehdollistuminen voi tuottaa emotionaalisia reaktioita, ehdollistumisen vaikutus ei yleensä ole niin voimakas (Harris, 1979). Kuten edellisessä osiossa näimme, klassinen ehdollistuminen on monimutkainen ilmiö; mitä tahansa reaktiota ei voi ehdollistaa mille tahansa ärsykkeelle. Lajit ovat kehittäneet mekanismeja, jotka altistavat ne ehdollistumaan tietyillä tavoilla eivätkä toisilla (Hollis, 1997). Ihmisten keskuudessa ehdollistuminen tapahtuu, kun ihmiset ovat tietoisia ehdollisen ärsykkeen (CS) ja ehdottoman ärsykkeen (UCS) välisestä suhteesta, ja tieto siitä, että ehdoton ärsyke ei välttämättä seuraa ehdollista ärsykettä, voi tuottaa sammumisen. Yritykset toistaa Watsonin ja Raynerin tulokset eivät olleet yhdenmukaisesti onnistuneita. Esimerkiksi Valentine (1930a) ei löytänyt todisteita ehdollistumisesta, kun hän käytti esineitä ehdollisena ärsykkeenä eläinten sijaan.

Luotettavampi tapa tuottaa emotionaalista ehdollistumista on systemaattinen siedätyshoito, jota käytetään usein henkilöillä, joilla on heikentäviä pelkoja (Wolpe, 1958; katso sovellus 3.3). Siedätyshoito koostuu kolmesta vaiheesta. Ensimmäisessä vaiheessa terapeutti ja asiakas yhdessä kehittävät ahdistushierarkian, jossa on useita tilanteita, jotka on luokiteltu vähiten ahdistusta tuottavasta eniten ahdistusta tuottavaan asiakkaalle. Tenttiä pelkäävälle opiskelijalle vähäisen ahdistuksen tilanteita voivat olla tentti-ilmoituksen kuuleminen luokassa ja materiaalien kerääminen opiskelua varten. Keskivaikean ahdistuksen tilanteita voivat olla opiskelu tenttiä edeltävänä iltana ja luokkaan käveleminen tenttipäivänä. Korkean ahdistuksen tilanteita voivat olla tentin vastaanottaminen luokassa ja vastauksen tietämättömyys tenttikysymykseen.

Toisessa vaiheessa asiakas oppii rentoutumaan kuvittelemalla miellyttäviä maisemia (esim. makaamalla rannalla) ja vihjaamalla rentoutumista (sanomalla “rentoudu”). Kolmannessa vaiheessa asiakas kuvittelee rentoutuneena hierarkian alimman (vähiten ahdistavan) kohtauksen. Tämä voidaan toistaa useita kertoja, minkä jälkeen asiakas kuvittelee seuraavan kohtauksen. Hoito etenee hierarkiassa ylöspäin, kunnes asiakas voi kuvitella eniten ahdistusta tuottavan kohtauksen tuntematta ahdistusta. Jos asiakas ilmoittaa ahdistusta kuvitellessaan kohtausta, asiakas putoaa takaisin hierarkiassa kohtaukseen, joka ei tuota ahdistusta. Hoito voi vaatia useita istuntoja.

Siedätyshoito sisältää vastaehdollistamisen. Rentouttavat maisemat, jotka kuvitellaan (UCS), tuottavat rentoutumista (UCR). Ahdistusta tuottavat vihjeet (CS) yhdistetään rentouttaviin maisemiin. Rentoutuminen on yhteensopimatonta ahdistuksen kanssa. Yhdistämällä aluksi heikko ahdistusvihje rentoutumiseen ja työskentelemällä hitaasti ylöspäin hierarkiassa, kaikkien ahdistusta tuottavien vihjeiden pitäisi lopulta herättää rentoutumista (CR).

Siedätyshoito on tehokas toimenpide, joka voidaan suorittaa terapeutin tai ohjaajan vastaanotolla. Se ei vaadi asiakasta suorittamaan hierarkiassa olevia aktiviteetteja. Haittana on, että asiakkaan on pystyttävä kuvittelemaan maisemia. Ihmiset eroavat toisistaan kyvyssään muodostaa mielikuvia. Siedätyshoito vaatii myös ammattiterapeutin tai -ohjaajan taitoja, eikä sitä saa yrittää kukaan, joka ei ole pätevä sen soveltamisessa.