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条件反射高级说法(经典条件反射与操作性条件反射的区别是什么?)

  • 100人浏览   2024-09-04 08:06:51

  • 经典条件反射


    巴甫洛夫是前苏联的一个大胡子老头,他在实验室养了一条狗,为的是观察狗什么时候流口水。


    科学的说法是研究狗分泌唾液的规律。


    巴甫洛夫发现,狗吃食物时,不但会分泌唾液,还会记住当时的环境特征。比如,给狗喂食前,先摇几下铃铛,然后再给它食物。


    若干次之后,只要铃铛一响,狗就知道美食要来了。


    巴甫洛夫怎么知道狗能预测食物呢?通过观察狗的唾液。


    起初,狗吃到食物才分泌唾液,不久,只要听到铃铛声,还没见到食物,就分泌唾液了。


    狗“自学”掌握了铃铛声与食物之间的联结关系,学会了预测。


    这种现象称为经典条件反射


    神经科学研究发现,这种联结学习是由多巴胺介导实现的[1]。随后本号将重点讨论这个问题,请关注。


    操作条件反射


    斯金纳是个美国学者,他喜欢在实验室里养老鼠,却懒得定时给它们喂食。

    他造了一个小型喂食器,每按动一下杠杆,就能滚出一粒食物。然后把杠杆伸进老鼠笼子里,就撒手不管了。


    不久,老鼠偶然碰到那个杠杆,一粒食物滚出,老鼠兴奋地一口吃掉。过一会,它又会去按那个杠杆,又有一粒食物滚出。


    若干次之后,老鼠不干别的了,在杠杆面前一通狂按,边按边吃。


    老鼠学会了把按杠杆的行为与食物建立起联结,能主动按压杠杆获得食物,这种现象称为操作条件反射


    这个联结学习过程同样是由多巴胺介导完成的[1]。


    经典条件反射与操作条件反射的异同


    原本是中性的刺激,经过一定的学习后,能引发动物产生反应(R),即为经典条件反射。


    中性刺激称为条件刺激(CS),天然刺激物称为非条件刺激(US)。


    三者的关系用公式表达为:


    CS—US—R

    (铃声—食物—分泌唾液)


    联结学习完成后,简写为:


    S—R

    (铃声—分泌唾液)


    斯金纳的老鼠需要按杠杆才能得到食物。一些文献把这种模式表达为:


    R—S

    (按杠杆—食物)


    他们认为,经典条件反射与操作条件反射的不同是:


    前者建立S-R(刺激-反应)联结,

    后者建立R-S(反应-刺激)联结。


    比如某百科截图:


    我不赞同这样的说法,原因有三点:


    首先看定义:反应,是对刺激的回答。刺激在先,才能回答,不可能反应之后再进行刺激。


    比如膝跳反应,小锤子轻敲膝盖,人的小腿会产生前踢的反应。而不能小腿先前踢,锤子再敲膝盖。


    其次,“刺激—反应”在生命体内具有闭合的神经回路。生命体受到刺激后,可自主产生反应。而“反应—刺激”的回路在生命体内既不闭合,也不自主。生命体出现反应后,能否得到刺激是由外界决定的。


    比如,老鼠按动杠杆后,自身不能决定能否得到食物。如果喂食器坏了,或食物耗尽了,老鼠按1千次杠杆也得不到食物。“反应—刺激”便无法成立。


    第三,刺激—反应与反应—刺激,两个“反应”的含义不同,一个反应指分泌唾液,另一个反应指按压杠杆。两者不是同一类型的反应,不可类比,否则会得出误导性的结论。


    就像两个人比较力量,应都用胳膊比,或都用大腿比,而不能一个人用胳膊,另一个人用大腿。即使“胳膊掰不过大腿”,也不能代表两人的真实力量。


    斯金纳做实验时,他更关心老鼠按压杠杆的行为,对分泌唾液不感兴趣,没有进行观测。


    假如巴甫洛夫用他的狗做操作条件反射实验,他会发现,狗和老鼠一样能学会按动杠杆,得到食物,然后分泌唾液。


    重复若干次后,狗也会频频按杠杆来取食。同时还会看到,狗按动杠杆时,已经开始分泌唾液了。


    于是,操作条件反射可表达为:


    CS—R1→US—R2

    看到杠杆—按压→食物—泌唾液


    上式四个对象中,前后两对都是“刺激—反应”联结,中间的→,代表“预测”。


    为什么中间是“预测”,我们将在以后讨论多巴胺时详细论述。关注本号可及时得到后续文章推送。


    为简化表达,我们将上式中的R2简化为R,R1简化为A(行为)。


    则操作条件反射可表达为:


    S—A→R

    (杠杆—按压→唾液)


    前面我们已经得出,经典条件反射的公式是:


    S→R

    (铃声→分泌唾液)


    如果把等待看作是一种特殊的行为,则经典条件反射和操作条件反射可以写成一样的形式:


    经典条件反射:S—(A)→R

    操作条件反射:S—A→R


    其中(A)代表“等待”。


    可以看出,经典条件反射与操作条件反射只有一个差别,经典条件反射的行为是个特殊的“等待”行为(A),而操作条件反射是一个有效行为。


    很多文献中罗列出两者的很多条区别,是非同类对比而人为制造的差异。


    经典条件反射—操作条件反射的转移


    有人会问:上面说的结论,有实验证据吗?


    有。


    实验发现一种现象:巴甫洛夫—操作条件反射转移(Pavlovian instrumental transfer),也有直译为巴甫洛夫—工具条件反射转移。在英语词汇中,巴甫洛夫就是经典条件反射的代名词,操作条件反射又名工具条件反射。


    这个复杂的名词描述的是经典条件反射向操作条件反射转移的现象。


    实验过程如下:


    (1)首先,训练老鼠建立铃铛声与食物的经典条件反射,一摇铃铛,老鼠就有反应。这是巴甫洛夫做的事。


    (2)第二步,给老鼠杠杆喂食器,训练它学会按杠杆取食物,建立操作条件反射。这是斯金纳做的事。此阶段没有铃铛声。


    (3)第三步,合并测试:给老鼠杠杆,同时摇铃铛。老鼠听到铃铛声后会更努力按杠杆。如果不摇铃铛,老鼠按压杠杆的频率会低很多。[2]


    实际实验比以上描述更复杂,老鼠可以区分不同的铃声、不同颜色的杠杆以及不同种类的食物。只有在食物配对同样的铃声和同样的杠杆时,才会出现上述转移现象。


    说明,对老鼠来说,铃声和按杠杆是对应于某种食物的同类刺激,老鼠对铃声的反应,可以转变成按杠杆的行为。