6.2 Viðbragðsskilyrðing

6.2 Viðbragðsskilyrðing

Hljómar nafnið Ivan Pavlov kunnuglega? Jafnvel þótt þú sért nýr í sálfræði eru líkur á að þú hafir heyrt um Pavlov og frægu hundana hans.

Pavlov (1849–1936), rússneskur vísindamaður, gerði umfangsmiklar rannsóknir á hundum og er þekktastur fyrir tilraunir sínar í viðbragðsskilyrðingu (Mynd 6.3). Eins og við ræddum stuttlega í fyrri hluta er viðbragðsskilyrðing ferli þar sem við lærum að tengja saman áreiti og sjá þannig fyrir atburði.

Pavlov komst að niðurstöðum sínum um hvernig nám á sér stað fyrir hreina tilviljun. Pavlov var lífeðlisfræðingur, ekki sálfræðingur. Lífeðlisfræðingar rannsaka lífsferla lífvera, frá sameindastigi til frumna, líffærakerfa og heilla lífvera. Áhugasvið Pavlovs var meltingarkerfið (Hunt, 2007). Í rannsóknum sínum á hundum mældi Pavlov magn munnvatns sem myndaðist sem svörun við ýmiss konar mat. Með tímanum tók Pavlov (1927) eftir því að hundarnir byrjuðu ekki aðeins að slefa við bragð af mat, heldur einnig þegar þeir sáu mat, sáu tóma matarskál og jafnvel þegar þeir heyrðu fótatak aðstoðarmanna á rannsóknarstofunni. Að slefa þegar matur er í munni er ósjálfrátt viðbragð, svo þar á ekkert nám sér stað. Hundar slefa hins vegar ekki af náttúrunnar hendi þegar þeir sjá tóma skál eða heyra fótatak.

Þessi óvenjulegu viðbrögð vöktu áhuga Pavlovs og hann velti því fyrir sér hvað skýrði það sem hann kallaði „sálræn seyti“ hundanna (Pavlov, 1927). Til að kanna fyrirbærið á hlutlægan hátt hannaði Pavlov röð vandlega stýrðra tilrauna til að sjá hvaða áreiti fengju hundana til að slefa. Hann gat þjálfað hundana til að slefa við áreitum sem höfðu augljóslega ekkert með mat að gera, svo sem bjölluhljóði, ljósi og snertingu á fótlegg. Með tilraunum sínum áttaði Pavlov sig á því að lífvera sýnir tvenns konar svörun við umhverfi sínu: (1) óskilyrta (ólærða) svörun, eða viðbrögð, og (2) skilyrta (lærða) svörun.

Í tilraunum Pavlovs slefuðu hundarnir í hvert sinn sem kjötduft var borið fyrir þá. Kjötduftið í þessum aðstæðum var óskilyrt áreiti (ÓÁ): áreiti sem kallar fram ósjálfrátt viðbragð hjá lífveru. Slef hundanna var óskilyrt svörun (ÓS): náttúrulegt (ólært) viðbragð við tilteknu áreiti. Fyrir skilyrðingu má hugsa um áreiti og svörun hundanna á þennan hátt:

Í viðbragðsskilyrðingu er hlutlaust áreiti kynnt rétt á undan óskilyrtu áreiti. Pavlov lét tón hljóma (eins og bjöllu væri hringt) og gaf hundunum síðan kjötduftið (Mynd 6.4). Tónninn var hlutlausa áreitið (HÁ), það er áreiti sem kallar ekki náttúrulega fram svörun. Fyrir skilyrðingu slefuðu hundarnir ekki þegar þeir heyrðu tóninn einan og sér, því tónninn hafði enga merkingu fyrir þá.

Þegar Pavlov paraði tóninn við kjötduftið aftur og aftur fór áður hlutlausa áreitið (tónninn) einnig að kalla fram slef hjá hundunum. Þannig varð hlutlausa áreitið að skilyrtu áreiti (SÁ), áreiti sem kallar fram svörun eftir að hafa verið parað endurtekið við óskilyrt áreiti. Að lokum byrjuðu hundarnir að slefa við tóninn einan og sér, rétt eins og þeir höfðu áður slefað við fótatak aðstoðarmannanna. Hegðunin sem skilyrta áreitið veldur kallast skilyrt svörun (SS). Í tilfelli hunda Pavlovs höfðu þeir lært að tengja tóninn (SÁ) við að fá mat og byrjuðu að slefa (SS) í eftirvæntingu eftir mat.

Hagnýting viðbragðsskilyrðingar í raunveruleikanum

Hvernig virkar viðbragðsskilyrðing í raunveruleikanum? Skoðum tilfelli Moishu, sem greindist með krabbamein. Þegar hún fékk fyrstu lyfjameðferðina kastaði hún upp stuttu eftir að lyfjunum var sprautað. Reyndar kastaði hún upp í hverri ferð til læknisins í lyfjameðferð, skömmu eftir að lyfjunum var sprautað. Meðferð Moishu heppnaðist vel og krabbameinið fór í sjúkdómshlé. Nú finnur hún fyrir ógleði þegar hún fer á sex mánaða fresti á stofu krabbameinslæknisins í eftirlit. Í þessu tilfelli eru lyfjameðferðarlyfin óskilyrta áreitið (ÓÁ), uppköstin eru óskilyrta svörunin (ÓS), læknastofan er skilyrta áreitið (SÁ) eftir að hafa verið pöruð við ÓÁ og ógleðin er skilyrta svörunin (SS). Gerum ráð fyrir að lyfjameðferðarlyfin sem Moisha fær séu gefin með sprautu. Eftir að hafa komið inn á læknastofuna sér Moisha sprautu og fær síðan lyfið sitt. Auk læknastofunnar lærir Moisha að tengja sprautuna við lyfið og bregst við sprautum með ógleði. Þetta er dæmi um æðra stigs skilyrðingu (eða annars stigs skilyrðingu), þegar skilyrta áreitið (læknastofan) er notað til að skilyrða annað áreiti (sprautuna). Það er erfitt að ná fram skilyrðingu ofar en annars stigs. Til dæmis, ef einhver hringdi bjöllu í hvert skipti sem Moisha fengi sprautu með lyfjameðferðarlyfjum á læknastofunni, myndi hún líklega aldrei finna fyrir ógleði við bjölluhljóðið eitt og sér.

Skoðum annað dæmi um viðbragðsskilyrðingu. Segjum að þú eigir kött sem heitir Tiger og er töluvert dekraður. Þú geymir matinn hennar í sérstökum skáp og átt líka sérstakan rafmagnsdósahníf sem þú notar eingöngu til að opna dósir af kattamat. Við hverja máltíð heyrir Tiger hið einkennandi hljóð í rafmagnsdósahnífnum („zzhzhz“) og fær síðan matinn sinn. Tiger lærir fljótt að þegar hún heyrir „zzhzhz“ er hún rétt í þann mund að fá mat. Hvað heldurðu að Tiger geri þegar hún heyrir í rafmagnsdósahnífnum? Hún verður líklega spennt og hleypur þangað sem þú ert að undirbúa matinn hennar. Þetta er dæmi um viðbragðsskilyrðingu. Hvað eru ÓÁ, SÁ, ÓS og SS í þessu tilfelli?

Hvað ef skápurinn sem geymir matinn hennar Tiger fer að ískra? Þá heyrir Tiger „ískur“ (skápurinn), „zzhzhz“ (rafmagnsdósahnífurinn) og fær síðan matinn sinn. Tiger lærir að verða spennt þegar hún heyrir ískrið í skápnum. Að para nýtt hlutlaust áreiti („ískur“) við skilyrta áreitið („zzhzhz“) kallast æðra stigs skilyrðing eða annars stigs skilyrðing. Það þýðir að þú notar skilyrta áreitið, dósahnífinn, til að skilyrða annað áreiti: ískrandi skápinn (Mynd 6.5). Það er erfitt að ná fram skilyrðingu ofar en annars stigs. Til dæmis, ef þú hringir bjöllu, opnar skápinn („ískur“), notar dósahnífinn („zzhzhz“) og gefur síðan Tiger að borða, verður Tiger líklega aldrei spennt við að heyra bjölluna eina og sér.

Viðbragðsskilyrðing á einnig við um menn, jafnvel ungabörn. Til dæmis kaupir Elan þurrmjólk í bláum dósum handa sex mánaða gamalli dóttur sinni, Angelinu. Í hvert sinn sem Elan tekur fram þurrmjólkurdós verður Angelina spennt, reynir að teygja sig í átt að matnum og slefar líklega. Af hverju verður Angelina spennt þegar hún sér þurrmjólkurdósina? Hvað eru ÓÁ, SÁ, ÓS og SS hér?

Hingað til hafa öll dæmin snúist um mat, en viðbragðsskilyrðing nær lengra en til grunnþarfarinnar fyrir mat. Skoðum fyrra dæmið um hund þar sem eigendurnir setja upp ósýnilega rafmagnsgirðingu. Lítið raflost (óskilyrt áreiti) kallar fram óþægindi (óskilyrt svörun). Þegar óskilyrta áreitið (raflost) er parað við hlutlaust áreiti (garðmörkin) tengir hundurinn óþægindin (óskilyrt svörun) við garðmörkin (skilyrt áreiti) og heldur sig innan settra marka. Í þessu dæmi kalla garðmörkin fram ótta og kvíða hjá hundinum.

Almenn ferli í viðbragðsskilyrðingu

Nú þegar þú veist hvernig viðbragðsskilyrðing virkar og hefur séð nokkur dæmi skulum við skoða nokkur almenn ferli sem eiga hlut að máli. Í viðbragðsskilyrðingu kallast upphafstímabil náms tileinkun, þegar lífvera lærir að tengja saman hlutlaust áreiti og óskilyrt áreiti. Meðan á tileinkun stendur byrjar hlutlausa áreitið að kalla fram skilyrtu svörunina og verður að lokum skilyrt áreiti sem getur kallað fram skilyrtu svörunina eitt og sér. Tímasetning skiptir máli til að skilyrðing eigi sér stað. Venjulega ætti aðeins stutt bil að líða milli þess að skilyrta áreitið og óskilyrta áreitið birtast. Það fer eftir því hvað er verið að skilyrða, en stundum er bilið aðeins fimm sekúndur (Chance, 2009). Í öðrum tegundum skilyrðingar getur bilið hins vegar verið allt að nokkrar klukkustundir.

Bragðfælni er tegund skilyrðingar þar sem nokkrar klukkustundir geta liðið milli skilyrta áreitisins (einhvers sem er innbyrt) og óskilyrta áreitisins (bragðsins sem tengist ógleðinni eða veikindunum). Hér er dæmi. Harry fór í tívolí. Hann borðaði mikið af sykurfrauði og varð mjög veikur seinna um kvöldið og kastaði upp. Daginn eftir bauð vinur hans honum sælgætismola. Hann setti hann upp í sig, fór að líða illa og þurfti að spýta honum út. Óskilyrta áreitið er að borða of mikinn sykurfrauð. Óskilyrta svörunin er að veikjast og kasta upp. Skilyrta áreitið er sæta bragðið og skilyrta svörunin er að Harry finni fyrir ógleði við sykurbragð.

Hvernig gerist þetta - skilyrðing sem byggist á einu tilviki og felur í sér langt bil milli atburðarins og neikvæða áreitisins? Rannsóknir á bragðfælni benda til þess að þessi svörun gæti verið þróunarfræðileg aðlögun sem hjálpar lífverum að læra fljótt að forðast skaðlegan mat (Garcia & Rusiniak, 1980; Garcia & Koelling, 1966). Þetta gæti ekki aðeins stuðlað að afkomu tegunda með náttúruvali, heldur einnig hjálpað okkur að þróa leiðir til að takast á við áskoranir eins og að hjálpa krabbameinssjúklingum í gegnum ógleði sem stafar af tilteknum meðferðum (Holmes, 1993; Jacobsen o.fl., 1993; Hutton, Baracos, & Wismer, 2007; Skolin o.fl., 2006). Garcia og Koelling (1966) sýndu ekki aðeins fram á að hægt væri að skilyrða bragðfælni, heldur einnig að líffræðilegar takmarkanir væru á námi. Í rannsókn þeirra voru aðskildir hópar rotta skilyrtir til að tengja annaðhvort bragð við veikindi eða ljós og hljóð við veikindi. Niðurstöðurnar sýndu að allar rotturnar sem fengu pörun bragðs og veikinda lærðu að forðast bragðið, en engin rotta sem fékk pörun ljóss/hljóðs og veikinda lærði að forðast ljós eða hljóð. Þetta bætti sönnunargögnum við þá hugmynd að viðbragðsskilyrðing geti stuðlað að afkomu tegunda með því að hjálpa lífverum að læra að forðast áreiti sem stafa raunveruleg hætta af fyrir heilsu og velferð.

Robert Rescorla sýndi fram á hversu vel lífvera getur lært að spá fyrir um óskilyrta áreitið (ÓÁ) út frá skilyrta áreitinu (SÁ). Tökum sem dæmi eftirfarandi tvær aðstæður. Pabbi Ara er alltaf með kvöldmat á borðinu á hverjum degi klukkan 6:00. Mamma Sorayu breytir til þannig að suma daga borða þau kvöldmat klukkan 6:00, suma daga klukkan 5:00 og aðra daga klukkan 7:00. Fyrir Ara spáir klukkan 6:00 áreiðanlega og stöðugt fyrir um kvöldmat, svo Ari mun líklega finna til hungurs á hverjum degi rétt fyrir 6:00, jafnvel þótt hann hafi fengið sér síðbúið snarl. Soraya er hins vegar ólíklegri til að tengja 6:00 við kvöldmat, þar sem 6:00 spáir ekki alltaf fyrir um að kvöldmatur sé á leiðinni. Rescorla þróaði, ásamt samstarfsmanni sínum við Yale-háskóla, Allan Wagner, stærðfræðiformúlu sem hægt var að nota til að reikna út líkur á því að tengsl lærðust út frá getu skilyrts áreitis til að spá fyrir um tilkomu óskilyrts áreitis og öðrum þáttum; í dag er þetta þekkt sem Rescorla-Wagner-líkanið (Rescorla & Wagner, 1972).

Þegar við höfum komið á tengingu milli óskilyrta áreitisins og skilyrta áreitisins, hvernig rjúfum við þá tengingu og fáum hundinn, köttinn eða barnið til að hætta að svara? Í tilfelli Tiger skaltu ímynda þér hvað gerðist ef þú hættir að nota rafmagnsdósahnífinn fyrir matinn hennar og byrjaðir að nota hann eingöngu fyrir mannamat. Nú heyrði Tiger í dósahnífnum en fengi ekki mat. Á máli viðbragðsskilyrðingar værir þú að birta skilyrta áreitið en ekki óskilyrta áreitið. Pavlov kannaði þessa sviðsmynd í tilraunum sínum með hunda: hann lét tóninn hljóma án þess að gefa hundunum kjötduftið. Fljótlega hættu hundarnir að bregðast við tóninum. Slokknun er minnkun á skilyrtu svöruninni þegar óskilyrta áreitið er ekki lengur birt með skilyrta áreitinu. Þegar skilyrta áreitið er birt eitt og sér sýnir hundurinn, kötturinn eða önnur lífvera sífellt veikari svörun og að lokum enga svörun. Á máli viðbragðsskilyrðingar á sér stað hægfara veikingu og hvarf skilyrtu svörunarinnar.

Hvað gerist þegar nám er ekki notað um tíma - þegar það sem lærðist liggur í dvala? Eins og við ræddum rétt áðan fann Pavlov að þegar hann birti bjölluna (skilyrt áreiti) endurtekið án kjötduftsins (óskilyrt áreiti) varð slokknun; hundarnir hættu að slefa við bjölluna. Eftir nokkurra klukkustunda hvíld frá slokknunarþjálfuninni byrjuðu hundarnir hins vegar aftur að slefa þegar Pavlov hringdi bjöllunni. Hvað heldurðu að myndi gerast með hegðun Tiger ef rafmagnsdósahnífurinn þinn bilaði og þú notaðir hann ekki í nokkra mánuði? Þegar þú lést loksins gera við hann og byrjaðir aftur að nota hann til að opna matinn hennar Tiger myndi Tiger muna tengslin milli dósahnífsins og matarins síns - hún yrði spennt og hlypi inn í eldhús þegar hún heyrði hljóðið. Hegðun hunda Pavlovs og Tiger sýnir hugtak sem Pavlov kallaði sjálfkvæma endurheimt: endurkomu áður slokknaðrar skilyrtrar svörunar eftir hvíldartímabil (Mynd 6.7).

Að sjálfsögðu eiga þessi ferli einnig við um menn. Segjum til dæmis að á hverjum degi þegar þú gengur í skólann keyri ísbíll framhjá leið þinni. Dag eftir dag heyrir þú tónlist bílsins (hlutlaust áreiti), þar til þú stoppar loksins og kaupir súkkulaðiís. Þú tekur bita (óskilyrt áreiti) og síðan fer munnvatn að renna fram (óskilyrt svörun). Þetta upphafstímabil náms kallast tileinkun, þegar þú byrjar að tengja hlutlausa áreitið (hljóðið í bílnum) og óskilyrta áreitið (bragðið af súkkulaðiísnum í munninum). Meðan á tileinkun stendur verður skilyrta svörunin sífellt sterkari með endurtekinni pörun skilyrta áreitisins og óskilyrta áreitisins. Nokkrum dögum (og ísstykkjum) síðar tekur þú eftir því að munnvatnsframleiðsla eykst (skilyrt svörun) um leið og þú heyrir tónlistina frá bílnum - jafnvel áður en þú bítur í ísinn. Svo einn daginn gengur þú niður götuna. Þú heyrir tónlist bílsins (skilyrt áreiti) og munnvatn fer að renna fram (skilyrt svörun). Þegar þú kemur að bílnum uppgötvarðu hins vegar að ísinn er búinn. Þú ferð vonsvikinn burt. Næstu daga gengur þú fram hjá bílnum og heyrir tónlistina, en stoppar ekki til að kaupa ís vegna þess að þú ert of seinn í kennslu. Þú byrjar að slefa minna og minna þegar þú heyrir tónlistina, þar til tónlistin kallar að lokum ekki lengur fram munnvatnsframleiðslu. Þetta er slokknun. Skilyrta svörunin veikist þegar skilyrta áreitið (hljóðið frá bílnum) er endurtekið birt án þess að vera parað við óskilyrta áreitið (súkkulaðiís í munni).

Tileinkun og slokknun fela í sér styrkingu og veikingu lærðra tengsla. Tvö önnur námsferli - sundurgreining áreita og alhæfing áreita - koma við sögu þegar ákvarðað er hvaða áreiti kalla fram lærða svörun. Dýr (þar á meðal menn) þurfa að greina á milli áreita - til dæmis milli hljóða sem spá fyrir um ógnandi atburð og hljóða sem gera það ekki - svo þau geti brugðist við á viðeigandi hátt (eins og að hlaupa í burtu ef hljóðið boðar ógn). Þegar lífvera lærir að bregðast mismunandi við ýmsum líkum áreitum kallast það sundurgreining áreita. Á máli viðbragðsskilyrðingar sýnir lífveran skilyrtu svörunina aðeins við skilyrta áreitinu. Hundar Pavlovs greindu á milli grunntónsins sem hljómaði áður en þeim var gefið að borða og annarra tóna (t.d. dyrabjöllunnar), vegna þess að hin hljóðin spáðu ekki fyrir um komu matar. Sömuleiðis greindi kötturinn Tiger á milli hljóðsins í dósahnífnum og hljóðsins í rafmagnshrærivélinni. Þegar rafmagnshrærivélin er í gangi fær Tiger ekki mat, svo hún kemur ekki hlaupandi inn í eldhús að leita að mat. Í hinu dæminu okkar greindi Moisha á milli krabbameinslækna og annarra tegunda lækna. Hún lærði að finna ekki fyrir ógleði þegar hún heimsótti lækna vegna annarra erinda, svo sem í árlegri læknisskoðun.

Á hinn bóginn kallast það alhæfing áreita þegar lífvera sýnir skilyrtu svörunina við áreitum sem líkjast skilyrta áreitinu; það er andstæða sundurgreiningar áreita. Því líkara sem áreiti er skilyrta áreitinu, þeim mun líklegra er að lífveran sýni skilyrtu svörunina. Til dæmis gæti Tiger komið hlaupandi þegar hún heyrir rafmagnshrærivélina ef hún hljómar mjög líkt rafmagnsdósahnífnum. En ef þú gefur henni ekki að borða eftir hljóðið í hrærivélinni og heldur áfram að gefa henni stöðugt eftir hljóðið í dósahnífnum lærir hún fljótt að greina á milli hljóðanna tveggja (að því tilskildu að þau séu nógu ólík til að hún geti þekkt þau í sundur). Í hinu dæminu okkar hélt Moisha áfram að finna fyrir ógleði hvenær sem hún heimsótti aðra krabbameinslækna eða aðra lækna í sömu byggingu og krabbameinslæknirinn hennar.

Atferlishyggja

John B. Watson, sem sýndur er á Mynd 6.8, er talinn upphafsmaður atferlishyggju. Atferlishyggja er stefna sem kom fram á fyrri hluta 20. aldar og felur í sér þætti úr viðbragðsskilyrðingu Pavlovs (Hunt, 2007). Í skarpri andstöðu við Freud, sem taldi ástæður hegðunar vera faldar í dulvitundinni, barðist Watson fyrir þeirri hugmynd að hægt væri að rannsaka alla hegðun sem einfalt áreitis-svörunarsamband, án tillits til innri ferla. Watson hélt því fram að til þess að sálfræði gæti orðið viðurkennd vísindagrein yrði hún að beina athyglinni frá innri hugarferlum, vegna þess að ekki væri hægt að sjá eða mæla hugarferli. Þess í stað fullyrti hann að sálfræðin yrði að einbeita sér að ytri, sjáanlegri hegðun sem hægt væri að mæla.

Hugmyndir Watsons urðu fyrir áhrifum af vinnu Pavlovs. Samkvæmt Watson er mannleg hegðun, rétt eins og hegðun dýra, fyrst og fremst afleiðing skilyrtrar svörunar. Þar sem vinna Pavlovs með hunda fól í sér skilyrðingu viðbragða taldi Watson að hægt væri að yfirfæra sömu lögmál á skilyrðingu mannlegra tilfinninga (Watson, 1919).

Árið 1920, þegar hann var deildarforseti sálfræðideildar Johns Hopkins-háskóla, gerðu Watson og framhaldsnemi hans, Rosalie Rayner, rannsókn á barni sem kallað var Litli Albert. Tilraunir Rayner og Watsons með Litla Albert sýndu hvernig hægt er að skilyrða ótta með viðbragðsskilyrðingu. Í tilraununum var Litli Albert útsettur fyrir tilteknum hlutum og skilyrtur til að óttast þá. Í upphafi voru honum sýnd ýmis hlutlaus áreiti, þar á meðal kanína, hundur, api, grímur, bómull og hvít rotta. Hann var ekki hræddur við neitt af þessu. Síðan skilyrti Watson, með hjálp Rayner, Litla Albert til að tengja þessi áreiti við tilfinningu - ótta. Til dæmis rétti Watson Litla Albert hvítu rottuna og Litli Albert hafði gaman af því að leika við hana. Þá bjó Watson til hátt hljóð með því að slá hamri í málmstöng sem hékk fyrir aftan höfuð Litla Alberts í hvert skipti sem Litli Albert snerti rottuna. Litli Albert varð hræddur við hljóðið - sýndi ósjálfráðan ótta við skyndileg hávær hljóð - og byrjaði að gráta. Watson paraði háa hljóðið endurtekið við hvítu rottuna. Fljótlega varð Litli Albert hræddur við hvítu rottuna eina og sér. Hvað eru ÓÁ, SÁ, ÓS og SS í þessu tilviki? Dögum síðar sýndi Litli Albert alhæfingu áreita - hann varð hræddur við aðra loðna hluti: kanínu, loðfeld og jafnvel jólasveinagrímu (Mynd 6.9). Watson hafði tekist að skilyrða óttaviðbragð hjá Litla Albert og sýndi þannig fram á að tilfinningar gætu orðið að skilyrtri svörun. Það hafði verið markmið Watsons að framkalla fælni - viðvarandi, óhóflegan ótta við tiltekinn hlut eða aðstæður - eingöngu með skilyrðingu, og það gekk gegn viðhorfi Freuds um að fælni stafaði af djúpum, duldum átökum í huganum. Hins vegar eru engar sannanir fyrir því að Litli Albert hafi upplifað fælni á seinni árum. Þótt rannsókn Watsons hafi veitt nýja innsýn í skilyrðingu þætti hún siðlaus á mælikvarða nútímans.