Warunkowanie klasyczne: Teoria, Przykłady i Mechanizmy

Widzieliśmy, że wydarzenia w Stanach Zjednoczonych na początku XX wieku pomogły ugruntować psychologię jako naukę, a uczenie się jako uzasadniony obszar badań. Jednocześnie w innych krajach nastąpiły ważne zmiany. Jednym z najważniejszych był dorobek Iwana Pawłowa (1849–1936), rosyjskiego fizjologa, który w 1904 roku otrzymał Nagrodę Nobla za swoje prace nad trawieniem.

Dziedzictwem Pawłowa dla teorii uczenia się była jego praca nad warunkowaniem klasycznym (Cuny, 1965; Hunt, 1993; Windholz, 1997). Kiedy Pawłow był dyrektorem laboratorium fizjologicznego w Instytucie Medycyny Eksperymentalnej w Piotrogrodzie, zauważył, że psy często ślinią się na widok opiekuna przynoszącego im jedzenie, a nawet na dźwięk jego kroków. Pawłow zdał sobie sprawę, że opiekun nie jest naturalnym bodźcem dla odruchu ślinienia; raczej opiekun nabył tę moc dzięki kojarzeniu z jedzeniem.

Warunkowanie klasyczne to wieloetapowa procedura, która początkowo obejmuje prezentację bodźca bezwarunkowego (UCS), który wywołuje reakcję bezwarunkową (UCR). Pawłow prezentował głodnemu psu sproszkowane mięso (UCS), co powodowało u psa ślinienie się (UCR). Aby wywołać warunkowanie zwierzęcia, konieczne jest wielokrotne prezentowanie początkowo neutralnego bodźca na krótko przed prezentacją UCS. Pawłow często używał tykającego metronomu jako bodźca neutralnego. We wczesnych próbach tykanie metronomu nie powodowało ślinienia się. Ostatecznie pies ślinił się w odpowiedzi na tykanie metronomu przed prezentacją sproszkowanego mięsa. Metronom stał się bodźcem warunkowym (CS), który wywoływał reakcję warunkową (CR) podobną do pierwotnej UCR (Tabela 3.1). Powtarzające się niewzmocnione prezentacje CS (tj. bez UCS) powodują zmniejszenie intensywności CR i jej zanik, zjawisko znane jako wygaszanie (Larrauri & Schmajuk, 2008; Pawłow, 1932b).

Samorzutne odnowienie następuje po upływie czasu, w którym CS nie jest prezentowany, a CR przypuszczalnie wygasa. Jeśli CS zostanie następnie zaprezentowany i CR powróci, mówimy, że CR samorzutnie odnowiła się po wygaszeniu. CR, która się odnowi, nie utrzyma się, chyba że CS zostanie ponownie zaprezentowany. Skojarzenia CS z UCS przywracają CR do pełnej siły. Fakt, że skojarzenia CS–CR można przywrócić bez większych trudności, sugeruje, że wygaszanie nie polega na oduczaniu się skojarzeń (Redish, Jensen, Johnson & Kurth-Nelson, 2007).

Generalizacja oznacza, że CR występuje w odpowiedzi na bodźce podobne do CS (Rysunek 3.2). Gdy pies zostanie nauczony ślinienia się w odpowiedzi na metronom tykający z częstotliwością 70 uderzeń na minutę, może również ślinić się w odpowiedzi na metronom tykający szybciej lub wolniej, a także na tykające zegary lub timery. Im bardziej niepodobny jest nowy bodziec do CS lub im mniej elementów mają wspólnych, tym mniejsza występuje generalizacja (Harris, 2006).

Dyskryminacja jest komplementarnym procesem, który zachodzi, gdy pies uczy się reagować na CS, ale nie na inne, podobne bodźce. Aby wytrenować dyskryminację, eksperymentator może skojarzyć CS z UCS, a także prezentować inne, podobne bodźce bez UCS. Jeśli CS jest metronomem tykającym z częstotliwością 70 uderzeń na minutę, jest on prezentowany z UCS, podczas gdy inne kadencje (np. 50 i 90 uderzeń na minutę) są prezentowane, ale nie są kojarzone z UCS.

Gdy bodziec stanie się warunkowy, może funkcjonować jako UCS i może wystąpić warunkowanie wyższego rzędu (Pawłow, 1927). Jeśli pies został nauczony ślinienia się na dźwięk metronomu tykającego z częstotliwością 70 uderzeń na minutę, tykający metronom może funkcjonować jako UCS dla warunkowania wyższego rzędu. Nowy neutralny bodziec (taki jak brzęczyk) może być emitowany przez kilka sekund, a następnie przez tykający metronom. Jeśli po kilku próbach pies zaczyna się ślinić na dźwięk brzęczyka, brzęczyk staje się CS drugiego rzędu. Warunkowanie trzeciego rzędu obejmuje CS drugiego rzędu, który służy jako UCS, a nowy neutralny bodziec jest z nim kojarzony. Pawłow (1927) donosił, że warunkowanie powyżej trzeciego rzędu jest trudne.

Warunkowanie wyższego rzędu jest złożonym procesem, który nie jest dobrze rozumiany (Rescorla, 1972). Koncepcja ta jest teoretycznie interesująca i może pomóc wyjaśnić, dlaczego niektóre zjawiska społeczne (np. niepowodzenie na teście) mogą powodować warunkowe reakcje emocjonalne, takie jak stres i niepokój. Wczesne niepowodzenie może być neutralnym wydarzeniem. Często kojarzy się z dezaprobatą rodziców i nauczycieli. Taka dezaprobata może być UCS, który wywołuje niepokój. Poprzez warunkowanie, niepowodzenie może wywoływać niepokój. Sygnały związane z sytuacją również mogą stać się bodźcami warunkowymi. Tak więc, studenci mogą odczuwać niepokój, gdy wchodzą do pokoju, w którym będą pisać test lub gdy nauczyciel rozdaje test.

CS zdolne do wywoływania CR nazywane są sygnałami pierwotnymi. W przeciwieństwie do zwierząt, ludzie mają zdolność mowy, co znacznie rozszerza potencjał warunkowania (Windholz, 1997). Język stanowi drugi system sygnałów. Słowa lub myśli są etykietami oznaczającymi wydarzenia lub obiekty i mogą stać się CS. Tak więc, myślenie o teście lub słuchanie nauczyciela omawiającego nadchodzący test może powodować niepokój. To nie test powoduje niepokój u studentów, ale raczej słowa lub myśli o teście, to znaczy jego reprezentacja językowa lub znaczenie.

Pawłow uważał, że warunkowanie jest automatycznym procesem, który zachodzi wraz z powtarzającymi się połączeniami bodźca warunkowego (CS) i bodźca bezwarunkowego (UCS) oraz że powtarzające się braki połączeń wygaszają reakcję warunkową (CR). Jednak u ludzi warunkowanie może zachodzić szybko, czasami już po jednym połączeniu CS–UCS. Powtarzające się braki połączeń CS i UCS mogą nie wygasić CR. Wygaszanie wydaje się silnie zależne od kontekstu (Bouton, Nelson i Rosas, 1999). Reakcje pozostają wygaszone w tym samym kontekście, ale gdy otoczenie się zmienia, CR mogą powrócić. Te odkrycia podają w wątpliwość opis warunkowania Pawłowa.

Badania przeprowadzone po Pawłowie wykazały, że warunkowanie zależy mniej od połączenia CS–UCS, a bardziej od stopnia, w jakim CS przekazuje informacje o prawdopodobieństwie wystąpienia UCS (Rescorla, 1972, 1976). Dla przykładu, załóżmy, że istnieją dwa bodźce: jeden jest zawsze poprzedzony przez UCS, a drugi jest czasami przez niego poprzedzony. Pierwszy bodziec powinien skutkować warunkowaniem, ponieważ wiarygodnie przewiduje wystąpienie UCS. Może nawet nie być konieczne łączenie CS i UCS; warunkowanie może zachodzić po prostu poprzez poinformowanie ludzi, że są one powiązane (Brewer, 1974). Podobnie, powtarzające się braki połączeń CS–UCS mogą nie być konieczne do wygaszenia; poinformowanie ludzi, że związek nie jest już aktualny, może zredukować lub wygasić CR.

Wyjaśnieniem tych wyników jest to, że ludzie formułują oczekiwania dotyczące prawdopodobieństwa wystąpienia UCS (Rescorla, 1987). Aby bodziec stał się CS, musi przekazywać jednostce informacje o czasie, miejscu, ilości i jakości UCS. Nawet jeśli bodziec jest predykcyjny, może nie ulec warunkowaniu, jeśli inny bodziec jest lepszym predyktorem. Zamiast tego, aby warunkowanie było automatyczne, wydaje się, że pośredniczą w nim procesy poznawcze. Jeśli ludzie nie zdają sobie sprawy z istnienia związku CS–UCS, warunkowanie nie zachodzi. Kiedy nie istnieje żaden związek CS–UCS, warunkowanie może wystąpić, jeśli ludzie w niego wierzą. Chociaż to kontyngentne spojrzenie na warunkowanie może nie być całkowicie dokładne (Papini i Bitterman, 1990), zapewnia inne wyjaśnienie warunkowania niż Pawłowa i podkreśla jego złożoność.

Pawłow (1927, 1928) uważał, że każdy postrzegany bodziec może być skojarzony z dowolną reakcją, która może zostać wywołana. Późniejsze badania wykazały, że uniwersalność warunkowania jest ograniczona. W obrębie każdego gatunku reakcje mogą być warunkowane na niektóre bodźce, ale nie na inne. Warunkowanie zależy od zgodności bodźca i reakcji z reakcjami specyficznymi dla danego gatunku (Hollis, 1997). Wszystkie organizmy posiadają wrodzone podstawowe wzorce zachowań, które umożliwiają im przetrwanie w ich niszy, ale uczenie się zapewnia precyzyjne dostrojenie niezbędne do udanej adaptacji (Garcia & Garcia y Robertson, 1985, s. 197).

Eksperyment Garcii i Koellinga (1966) z szczurami wykazał znaczenie czynników biologicznych. Niektóre szczury piły wodę, której towarzyszyły jasne światła i hałas (awersyjny bodziec – jasna, hałaśliwa woda). Szczury albo były natychmiast rażone prądem, albo traktowane w taki sposób, że po pewnym czasie robiło im się niedobrze. Inne szczury piły zwykłą (sacharynową) wodę i albo były rażone prądem, albo robiło im się niedobrze później. Jasna, hałaśliwa woda plus szok prowadziły do uwarunkowanej awersji do wody, ale jasna, hałaśliwa woda plus mdłości nie. Zwykła (sacharynowa) woda plus mdłości prowadziły do awersji do wody, ale zwykła woda plus szok nie. Szok (zdarzenie zewnętrzne) był łatwo kojarzony z jasnymi światłami i hałasem (zewnętrzne sygnały), ale nie z mdłościami (zdarzenie wewnętrzne). Mdłości stały się reakcją warunkową na bodziec wewnętrzny (smak). Chociaż odstęp czasu między piciem wody a mdłościami (godzina) był zbyt długi, aby spełnić klasyczny model warunkowania, wyniki wspierają złożoność warunkowania klasycznego, sugerując, że szczury rozwinęły ewolucyjny mechanizm, aby chronić się przed awersjami smakowymi. Ogólnie wydaje się, że warunkowanie może wystąpić tylko wtedy, gdy bodźce w jakiś sposób do siebie „pasują”, a zatem proces ten może służyć pomocą zwierzętom w adaptacji do ich środowiska (Hollis, 1997).

Pawłow (1932a, 1934) zastosował zasady warunkowania klasycznego do zachowań nieprawidłowych i omówił, w jaki sposób mogą rozwijać się nerwice i inne stany patologiczne. Jego poglądy były spekulatywne i niepotwierdzone, ale zasady warunkowania klasycznego zostały zastosowane przez innych do warunkowania reakcji emocjonalnych.

Watson twierdził, że zademonstrował siłę warunkowania emocjonalnego w znanym eksperymencie z Małym Albertem (Watson & Rayner, 1920). Albert był 11-miesięcznym niemowlęciem, które nie wykazywało strachu przed białym szczurem. Podczas warunkowania uderzano młotkiem o stalowy pręt za Albertem, gdy ten sięgał po szczura. “Niemowlę gwałtownie podskoczyło i upadło do przodu, chowając twarz w materacu” (s. 4). Sekwencja ta została natychmiast powtórzona. Tydzień później, gdy pokazano szczura, Albert zaczął wyciągać rękę, ale potem ją cofnął. Warunkowanie z poprzedniego tygodnia było widoczne. Testy przeprowadzone w ciągu następnych kilku dni wykazały, że Albert reagował emocjonalnie na obecność szczura. Nastąpiła również generalizacja strachu na królika, psa i futro. Kiedy Alberta ponownie przetestowano miesiąc później ze szczurem, wykazywał łagodną reakcję emocjonalną.

Chociaż badanie to jest szeroko cytowane jako przykład tego, jak warunkowanie może wywoływać reakcje emocjonalne, wpływ warunkowania zazwyczaj nie jest tak silny (Harris, 1979). Jak widzieliśmy w poprzedniej sekcji, warunkowanie klasyczne jest złożonym zjawiskiem; nie można uwarunkować dowolnej reakcji na dowolny bodziec. Gatunki wyewoluowały mechanizmy predysponujące je do warunkowania w pewien sposób, a nie w inny (Hollis, 1997). Wśród ludzi warunkowanie zachodzi, gdy ludzie są świadomi związku między bodźcem warunkowym (CS) a bodźcem bezwarunkowym (UCS), a informacja, że UCS może nie następować po CS, może wywołać wygaszenie. Próby powtórzenia odkryć Watsona i Raynera nie zawsze były udane. Valentine (1930a), na przykład, nie znalazł żadnych dowodów na warunkowanie, gdy używał przedmiotów jako CS zamiast zwierząt.

Bardziej niezawodnym sposobem wywoływania warunkowania emocjonalnego jest systematyczna desensytyzacja, która jest często stosowana u osób z osłabiającymi lękami (Wolpe, 1958; zobacz Zastosowanie 3.3). Desensytyzacja obejmuje trzy fazy. W pierwszej fazie terapeuta i klient wspólnie opracowują hierarchię lęku, składającą się z kilku sytuacji uszeregowanych od najmniej do najbardziej lękotwórczych dla klienta. Dla studenta z lękiem przed egzaminami sytuacje o niskim poziomie lęku mogą obejmować usłyszenie ogłoszenia o egzaminie na zajęciach i zebranie materiałów do nauki. Sytuacje o umiarkowanym poziomie lęku mogą obejmować naukę poprzedniego wieczoru przed egzaminem i wejście na zajęcia w dniu egzaminu. Sytuacje o wysokim poziomie lęku mogą obejmować otrzymanie kopii testu na zajęciach i nieznajomość odpowiedzi na pytanie testowe.

W drugiej fazie klient uczy się relaksować, wyobrażając sobie przyjemne sceny (np. leżenie na plaży) i wyzwalając relaksację (mówiąc “relaks”). W trzeciej fazie klient, będąc zrelaksowanym, wyobraża sobie najniższą (najmniej lękotwórczą) scenę w hierarchii. Można to powtórzyć kilka razy, po czym klient wyobraża sobie następną scenę. Leczenie postępuje w górę hierarchii, aż klient może wyobrazić sobie najbardziej lękotwórczą scenę bez odczuwania lęku. Jeśli klient zgłasza lęk podczas wyobrażania sobie sceny, klient cofa się w dół hierarchii do sceny, która nie wywołuje lęku. Leczenie może wymagać kilku sesji.

Desensytyzacja obejmuje przeciwuwarunkowanie. Relaksujące sceny, które sobie wyobrażamy (UCS), wywołują relaksację (UCR). Bodźce wywołujące lęk (CS) są łączone z relaksującymi scenami. Relaksacja jest niezgodna z lękiem. Początkowo łącząc słaby bodziec lękowy z relaksacją i powoli pracując w górę hierarchii, wszystkie bodźce wywołujące lęk powinny ostatecznie wywoływać relaksację (CR).

Desensytyzacja jest skuteczną procedurą, którą można przeprowadzić w gabinecie terapeuty lub doradcy. Nie wymaga od klienta wykonywania czynności w hierarchii. Wadą jest to, że klient musi być w stanie wyobrazić sobie sceny. Ludzie różnią się pod względem zdolności do tworzenia obrazów mentalnych. Desensytyzacja wymaga również umiejętności profesjonalnego terapeuty lub doradcy i nie powinna być podejmowana przez osoby nieprzeszkolone w jej stosowaniu.