Класичне обумовлення: теорія та приклади

Ми бачили, що події у Сполучених Штатах на початку двадцятого століття допомогли утвердити психологію як науку, а навчання - як легітимну галузь дослідження. У той же час відбувалися важливі події в інших країнах. Однією з найзначніших була робота Івана Павлова (1849–1936), російського фізіолога, який отримав Нобелівську премію в 1904 році за свої дослідження травлення.

Спадщиною Павлова для теорії навчання стала його робота з класичного обумовлення (Куні, 1965; Хант, 1993; Віндхольц, 1997). Перебуваючи на посаді директора фізіологічної лабораторії в Інституті експериментальної медицини в Петрограді, Павлов помітив, що у собак часто виділяється слина при вигляді службовця, який приносить їм їжу, або навіть при звуці кроків службовця. Павлов зрозумів, що службовець не є природним стимулом для рефлексу слиновиділення; скоріше, службовець набув цієї сили, асоціюючись з їжею.

Класичне обумовлення - це багатоетапна процедура, яка спочатку передбачає представлення безумовного стимулу (БС), який викликає безумовну реакцію (БР). Павлов давав голодному собаці м'ясний порошок (БС), що викликало у собаки слиновиділення (БР). Для обумовлення тварини потрібно багаторазово пред'являти спочатку нейтральний стимул протягом короткого періоду часу перед пред'явленням БС. Павлов часто використовував цокаючий метроном як нейтральний стимул. На ранніх стадіях цокання метронома не викликало слиновиділення. Згодом у собаки почало виділятися слина у відповідь на цокання метронома до пред'явлення м'ясного порошку. Метроном став умовним стимулом (УС), який викликав умовну реакцію (УР), подібну до початкової БР (Таблиця 3.1). Багаторазове непідкріплене пред'явлення УС (тобто без БС) призводить до зменшення інтенсивності УР і її зникнення, явище, відоме як згасання (Larrauri & Schmajuk, 2008; Pavlov, 1932b).

Спонтанне відновлення відбувається після періоду часу, коли УС не пред'являється і УР, імовірно, згасає. Якщо потім УС пред'являється і УР повертається, ми говоримо, що УР спонтанно відновилася після згасання. УР, яка відновлюється, не триватиме, якщо УС не буде пред'явлено знову. Поєднання УС з БС відновлює УР до повної сили. Той факт, що пари УС–УР можуть бути відновлені без особливих труднощів, свідчить про те, що згасання не передбачає розучування асоціацій (Redish, Jensen, Johnson, & Kurth-Nelson, 2007).

Генералізація означає, що УР відбувається на стимули, подібні до УС (Рисунок 3.2). Якщо собаку навчено виділяти слину у відповідь на метроном, що цокає 70 ударів на хвилину, він також може виділяти слину у відповідь на метроном, що цокає швидше або повільніше, а також на цокаючі годинники або таймери. Чим більше новий стимул відрізняється від УС або чим менше елементів вони мають спільного, тим менше відбувається генералізації (Harris, 2006).

Дискримінація - це додатковий процес, який відбувається, коли собака вчиться реагувати на УС, але не на інші, подібні стимули. Щоб навчити дискримінації, експериментатор може поєднати УС з БС, а також пред'являти інші, подібні стимули без БС. Якщо УС - це метроном, що цокає 70 ударів на хвилину, його пред'являють з БС, тоді як інші каденції (наприклад, 50 і 90 ударів на хвилину) пред'являють, але не поєднують з БС.

Як тільки стимул стає умовним, він може функціонувати як БС і може відбуватися обумовлення вищого порядку (Pavlov, 1927). Якщо собака навчився виділяти слину на звук метронома, що цокає 70 ударів на хвилину, то цокання метронома може функціонувати як БС для обумовлення вищого порядку. Новий нейтральний стимул (наприклад, зумер) може звучати протягом кількох секунд, а потім цокання метронома. Якщо після кількох спроб у собаки починає виділятися слина на звук зумера, зумер стає УС другого порядку. Обумовлення третього порядку передбачає, що УС другого порядку служить БС, і з ним поєднується новий нейтральний стимул. Павлов (1927) повідомляв, що обумовлення понад третій порядок є складним.

Обумовлення вищого порядку - це складний процес, який недостатньо вивчений (Rescorla, 1972). Концепція є теоретично цікавою і може допомогти пояснити, чому деякі соціальні явища (наприклад, невдача на тесті) можуть викликати умовні емоційні реакції, такі як стрес і тривога. На початку життя невдача може бути нейтральною подією. Часто вона асоціюється з несхваленням з боку батьків і вчителів. Таке несхвалення може бути БС, який викликає тривогу. Завдяки обумовленню, невдача може викликати тривогу. Сигнали, пов'язані з ситуацією, також можуть стати умовними стимулами. Таким чином, студенти можуть відчувати тривогу, коли вони входять до кімнати, де вони складатимуть тест, або коли вчитель роздає тест.

УС, здатні викликати УР, називаються первинними сигналами. На відміну від тварин, люди мають здатність до мови, що значно розширює потенціал для обумовлення (Windholz, 1997). Мова становить другу сигнальну систему. Слова або думки є мітками, що позначають події або об'єкти, і можуть стати УС. Таким чином, роздуми про тест або прослуховування вчителя, який обговорює майбутній тест, можуть викликати тривогу. Не тест викликає у студентів тривогу, а скоріше слова або думки про тест, тобто його лінгвістичне представлення або значення.

Павлов вважав, що умовний рефлекс – це автоматичний процес, який відбувається при повторних поєднаннях УР–БРУ, і що повторні непоєднання гасять УР. Однак у людей умовний рефлекс може виникати швидко, іноді лише після одного поєднання УР–БРУ. Повторні непоєднання УР і БРУ можуть не гасити УР. Згасання, здається, значною мірою залежить від контексту (Bouton, Nelson, & Rosas, 1999). Реакції залишаються згаслими в тому ж контексті, але коли обстановка змінюється, УР можуть повторюватися. Ці висновки ставлять під сумнів опис Павловим умовного рефлексу.

Дослідження, проведені після Павлова, показали, що умовний рефлекс менше залежить від поєднання УР–БРУ і більше від того, наскільки УР передає інформацію про ймовірність виникнення БРУ (Rescorla, 1972, 1976). Як приклад, припустимо, що є два стимули: за одним завжди слідує БРУ, а за іншим – іноді. Перший стимул повинен призвести до умовного рефлексу, оскільки він надійно прогнозує початок БРУ. Можливо, навіть не потрібно поєднувати УР і БРУ; умовний рефлекс може виникнути, якщо просто сказати людям, що вони пов'язані (Brewer, 1974). Так само повторні непоєднання УР–БРУ можуть бути необов'язковими для згасання; повідомлення людям про те, що залежність більше не діє, може зменшити або погасити УР.

Поясненням цих результатів є те, що люди формують очікування щодо ймовірності виникнення БРУ (Rescorla, 1987). Щоб стимул став УР, він повинен передавати індивіду інформацію про час, місце, кількість і якість БРУ. Навіть якщо стимул є прогнозованим, він може не стати умовним, якщо інший стимул є кращим предиктором. Замість того, щоб умовний рефлекс був автоматичним, він, здається, опосередковується когнітивними процесами. Якщо люди не усвідомлюють зв'язок УР–БРУ, умовний рефлекс не виникає. Коли зв'язку УР–БРУ не існує, умовний рефлекс може виникнути, якщо люди вважають, що він існує. Хоча цей погляд на умовний рефлекс може бути не зовсім точним (Papini & Bitterman, 1990), він дає інше пояснення умовному рефлексу, ніж пояснення Павлова, і підкреслює його складність.

Павлов (1927, 1928) вважав, що будь-який сприйнятий стимул може бути обумовлений будь-якою відповіддю, яку можна дати. Подальші дослідження показали, що узагальненість обумовлення обмежена. У межах будь-якого виду відповіді можуть бути обумовлені деякими стимулами, але не іншими. Обумовлення залежить від сумісності стимулу та відповіді з видоспецифічними реакціями (Hollis, 1997). Усі організми за своєю природою мають основні поведінкові моделі, які дозволяють їм виживати у своїх нішах, але навчання забезпечує точне налаштування, необхідне для успішної адаптації (Garcia & Garcia y Robertson, 1985, p. 197).

Експеримент Гарсії та Келлінга (1966) з щурами продемонстрував важливість біологічних факторів. Деякі щури пили воду в супроводі яскравого світла та шуму (аверсивний стимул — яскрава, шумна вода). Щурів або негайно били струмом, або обробляли так, щоб їх нудило пізніше. Інші щури пили звичайну (сахарин) воду, і їх або били струмом, або їх нудило пізніше. Яскрава, шумна вода плюс удар струмом призвели до обумовленого відрази до води, але яскрава, шумна вода плюс нудота — ні. Звичайна (сахарин) вода плюс нудота призвели до відрази до води, але звичайна вода плюс удар струмом — ні. Удар струмом (зовнішня подія) легко асоціювався з яскравим світлом і шумом (зовнішні ознаки), але не з нудотою (внутрішня подія). Нудота стала умовною реакцією на внутрішній стимул (смак). Хоча інтервал між вживанням води та нудотою (година) був занадто довгим, щоб задовольнити класичну модель обумовлення, результати підтверджують складність класичного обумовлення, припускаючи, що у щурів розвинувся еволюційний механізм для захисту від смакових відраз. Загалом, здається, що обумовлення може відбуватися лише в тому випадку, якщо стимули якимось чином «належать» один до одного, і, таким чином, процес може допомогти тваринам адаптуватися до їхнього середовища (Hollis, 1997).

Павлов (1932a, 1934) застосував принципи класичного обумовлення до анормальної поведінки та обговорював, як можуть розвиватися неврози та інші патологічні стани. Його погляди були спекулятивними та не підтвердженими, але принципи класичного обумовлення були застосовані іншими для обумовлення емоційних реакцій.

Уотсон стверджував, що продемонстрував силу емоційного обумовлення у добре відомому експерименті з маленьким Альбертом (Watson & Rayner, 1920). Альберт був 11-місячним немовлям, яке не виявляло страху перед білим щуром. Під час обумовлення молоток ударяли об сталеву смугу позаду Альберта, коли він тягнувся до щура. “Немовля сильно здригнулося і впало вперед, уткнувшись обличчям у матрац” (стор. 4). Ця послідовність була негайно повторена. Через тиждень, коли щура було представлено, Альберт почав тягнутися, але потім відсмикнув руку. Обумовлення попереднього тижня було очевидним. Тести протягом наступних кількох днів показали, що Альберт емоційно реагує на присутність щура. Також відбулася генералізація страху на кролика, собаку та хутряну шубу. Коли Альберта повторно протестували через місяць із щуром, він виявив слабку емоційну реакцію.

Хоча це дослідження широко цитується як таке, що показує, як обумовлення може викликати емоційні реакції, вплив обумовлення зазвичай не настільки сильний (Harris, 1979). Як ми бачили в попередньому розділі, класичне обумовлення є складним явищем; не можна обумовити будь-яку реакцію на будь-який стимул. Види еволюціонували механізми, що зумовлюють їх обумовлення певним чином, а не іншим (Hollis, 1997). Серед людей обумовлення відбувається, коли люди усвідомлюють зв'язок між УС та БОС, а інформація про те, що БОС може не слідувати за УС, може спричинити згасання. Спроби відтворити результати Уотсона та Рейнера не були однаково успішними. Валентин (Valentine, 1930a), наприклад, не знайшов жодних доказів обумовлення, коли використовував предмети як УС замість тварин.

Більш надійним засобом викликання емоційного обумовлення є систематична десенсибілізація, яка часто використовується з особами, які мають виснажливі страхи (Wolpe, 1958; див. Застосування 3.3). Десенсибілізація складається з трьох фаз. У першій фазі терапевт і клієнт спільно розробляють ієрархію тривоги з декількох ситуацій, градуйованих від найменш до найбільш тривожних для клієнта. Для студента, який тривожиться через тести, ситуаціями з низьким рівнем тривоги може бути прослуховування оголошення про тест у класі та збирання матеріалів для навчання. Ситуаціями з помірною тривогою може бути навчання напередодні тесту та вхід до класу в день тесту. Ситуації з високим рівнем тривоги можуть включати отримання копії тесту в класі та незнання відповіді на тестове питання.

На другому етапі клієнт вчиться розслаблятися, уявляючи приємні сцени (наприклад, лежання на пляжі) та використовуючи сигнали для розслаблення (говорячи “розслабся”). На третьому етапі клієнт, перебуваючи в розслабленому стані, уявляє найнижчу (найменш тривожну) сцену в ієрархії. Це можна повторити кілька разів, після чого клієнт уявляє наступну сцену. Лікування триває вгору по ієрархії, поки клієнт не зможе уявити найбільш тривожну сцену, не відчуваючи тривоги. Якщо клієнт повідомляє про тривогу, уявляючи сцену, клієнт опускається вниз по ієрархії до сцени, яка не викликає тривоги. Лікування може вимагати кількох сеансів.

Десенсибілізація передбачає контрумовлення. Розслаблюючі сцени, які людина уявляє (БОС), викликають розслаблення (БОУ). Сигнали, що викликають тривогу (УС), поєднуються з розслаблюючими сценами. Розслаблення несумісне з тривогою. Починаючи з поєднання слабкого сигналу тривоги з розслабленням і повільно просуваючись вгору по ієрархії, усі сигнали, що викликають тривогу, зрештою повинні викликати розслаблення (ОУ).

Десенсибілізація є ефективною процедурою, яку можна виконати в кабінеті терапевта або консультанта. Вона не вимагає від клієнта виконання дій в ієрархії. Недоліком є те, що клієнт повинен мати можливість уявляти сцени. Люди відрізняються за своєю здатністю формувати ментальні образи. Десенсибілізація також вимагає навичок професійного терапевта або консультанта, і її не слід намагатися застосовувати будь-кому, хто не має навичок у її застосуванні.