条件反射

  条件反射是神经系统通过不断地对有信号意义的刺激所形成的结果。是动物在个体生活过程中适应环境变化而新形成的反射。俄国生理学家巴甫洛夫首先研究。

条件反射与非条件反射

 
条件反射与非条件反射的比较
条件反射与非条件反射的比较
  反射是指在中枢神经系统参与下的机体对内外环境刺激的规律性应答。它是借用了物理学中“反射”一词来表示刺激与机体反应间的必然因果关系。它分为条件反射和非条件反射两类。
  非条件反射是指在出生后无需训练就具有的反射。如防御反射、食物反射等。这类反射能使机体初步适应环境,对个体生存与种系生存有重要生理意义。条件反射是指在出生后通过训练而形成的反射。它可以建立,也可以消退,数量可以不断增加。条件反射的建立扩大了机体的反应范围,当生活环境改变时,条件也跟着改变,因此,条件反射较非条件反射具有更大的灵活性,更适应于复杂变化的生存环境。同时,由于人类还具有社会性活动,能通过劳动实践来改造环境,与动物相比又有了质的不同,人类的神经系统活动显然是更进一步发展了。

条件反射的实验

条件反射的示意图
条件反射的示意图
   诺贝尔奖金获得者、俄国生理学家伊凡·巴甫洛夫(IvanPavlov,1870-1932)是最早提出经典性条件反射的人。他在研究消化现象时,观察了狗的唾液分泌,即对食物的一种反应特征。他的实验方法是,把食物显示给狗,并测量其唾液分泌。在这个过程中,他发现如果随同食物反复给一个中性刺激,即一个并不自动引起唾液分泌的刺激,如铃响,这狗就会逐渐“学会”在只有铃响但没有食物的情况下分泌唾液。指一个刺激和另一个带有奖赏或惩罚的无条件刺激多次联结,可使个体学会在单独呈现该一刺激时,也能引发类似无条件反应的条件反应。
  条件反射诺贝尔奖金获得者、俄国生理学家伊凡·巴甫洛夫(IvanPavlov,1870-1932)是最早提出经典性条件反射的人。他在研究消化现象时,观察了狗的唾液分泌,即对食物的一种反应特征。他的实验方法是,把食物显示给狗,并测量其唾液分泌。在这个过程中,他发现如果随同食物反复给一个中性刺激,即一个并不自动引起唾液分泌的刺激,如铃响,这狗就会逐渐“学会”在只有铃响但没有食物的情况下分泌唾液。一个原是中性的刺激与一个原来就能引起某种反应的刺激相结合,而使动物学会对那个中性刺激做出反应,这就是经典性条件反射的基本内容。

条件反射的形成

条件反射的实验
条件反射的实验
  研究条件反射,常以动物为对象。最常见的条件反射是食物唾液分泌条件反射。给狗进食会引起唾液分泌,这是非条件反射;食物是非条件刺激。给狗听铃声不会引起唾液分泌,铃声与唾液分泌无关,称为无关刺激。但是,如在每次给狗进食之前,先给听铃声,这样经多次结合后,当铃声一出现,狗就有唾液分泌。这时,铃声已成为进食(非条件刺激)的信号,称为信号刺激或条件刺激。由条件刺激(铃声)的单独出现所引起的唾液分泌,称为食物唾液分泌条件反射。可见,条件反射是后天获得的。形成条件反射的基本条件是非条件刺激与无关刺激在时间上的结合,这个过程称为强化。任何无关刺激与非条件刺激多次结合后,当无关刺激转化为条件刺激时,条件反射也就形成。
  如果无关刺激(声、光等)与引起动物躯体运动的非条件刺激(如机械、电刺激肢体皮肤等)多次结合,则可形成防御运动条件反射。有的条件反射较复杂,它要求动物完成一定的操作。例如,大鼠在实验箱内由于偶然踩在杠杆上而得到食物,如此重复多次,则大鼠学会自动踩杠杆而得食。在此基础上进一步训练,只有当某种信号(如灯光)出现时踩杠杆,才能得到食物。这样多次训练强化后,动物见到特定的信号(灯光),就去踩杠杆而得食。这种条件反射称为操作式条件反射。它的特点是,动物必须通过自己的某种运动或操作才能得到强化。
狗听到铃声后的条件反射
狗听到铃声后的条件反射
  条件反射建立之后,如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激强化,条件反射就会逐渐减弱,最后完全不出现。这称为条件反射的消退。例如,铃声与食物多次结合应用,使狗建立了条件反射;然后,反复单独应用铃声而不给予食物(不强化),则铃声引起的唾液分泌量会逐渐减少,最后完全不能引起分泌。条件反射的消退是由于在不强化的条件下,原来引起唾液分泌的条件刺激,转化成了引起大脑皮层发生抑制的刺激。条件反射的消退并不是条件反射的丧失,而是从原先引起兴奋(有唾液分泌)的条件反射转化成为引起抑制(无唾液分泌)的条件反射;前者称为阳性条件反射,后者称为阴性条件反射。
  在机体生活过程中,条件反射可以不断建立,而由于环境的改变一些条件反射发生了消退,又有一些新的条件反射建立,这样使动物对环境的变化能更好地适应。

条件反射的基本规律

狗的条件反射
  狗的条件反射
  1.经典条件反射建立需要的基本条件条件反射的建立要求在时间上把某一无关刺激与非条件刺激结合多次,一般条件刺激要先于非条件刺激而出现。条件反射的建立与动物机体的状态有很密切的关系,例如处于饱食状态的运动则很难建立食物性条件反射,动物处于困倦状态也很难建立条件反射。一般来说,任何一个能为机体所感觉的动因均可作为条件刺激,而且在所有的非条件刺激的基础上都可建立条件反射,例如食物性条件反射、防御性条件反射等。
  2.经典条件反射的消退条件反射建立之后,如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激强化,条件反射就会逐渐减弱,最后完全不出现。这称为条件反射的消退。例如,铃声与食物多次结合应用,使狗建立了条件反射;然后,反复单独应用铃声而不给予食物(不强化)则铃声引起的唾液分泌量会逐渐减少,最后完全不能引起分泌。巴甫洛夫认为,条件反射的消退是由于在不强化的条件下,原来引起唾液分泌的条件刺激,转化成为引起中枢发生抑制的刺激。从这一观点出发,条件反射的消退并不是条件反射的丧失,而是人原先引起兴奋(有唾液分泌)的条件反射转化为引起抑制(无唾液分泌)的条件反射;前者称为阳性条件反射,后者称为阴性条件反射。
  3.人类的条件反射研究动物条件反射的方法,原则上也可用于研究人的条件反射活动;例如,将无关刺激与食物性唾液分泌非条件反射相结合(可用于儿童),或将无关刺激与防御性运动非条件反射相结合等等。此外,人类还可应用词语强化的运动条件反射研究法;例如,当红光在受度儿童面前出现时,实验者说:“按”,受试儿音即用手按压橡皮球。在这一实验中,红光是条件刺激,“按”是词语强化。用词语强化与红光结合2-3次后,如果受试者见到红光信号出现后,立即自动按球,这就形成了对红光的条件反射。
条件反应中的中枢神经
条件反应中的中枢神经
  4.两种信号系统学说在人同样可以用光、声、嗅、味、触等感觉刺激作为信号来形成条件反射;这种信号直接作用于眼、耳、鼻、舌、身等感受装置,都是现实具体的信号。此外,抽象的语词也可以代替具体的信号而引起条件反射反应。例如,受试者对每分钟摆动120次的快节拍器声音形成了用温热刺激强化的手臂血管舒张反射,而对每分钟摆动60次的慢节拍器声音形成了用冷刺激强化的血管收缩反射;当这些条件反射被巩固后,实验者对受试者说“快节拍器音”或“慢节拍器音”,这些语词也分别能引起相应有血管舒张或血管收缩反应。如果说具体的信号是第一信号,则相应的语词是第一信号的信号,即第二信号。因此,在人类有两种性质完全不同的信号,第一信号是具体的信号,第二信号(语词)是抽象的信号。巴甫洛夫提出人脑有两个信号系统。第一信号系统是对第一信号发生反应的大脑皮层功能系统,第二信号系统是对第二信号发生反应的大脑皮层功能系统。动物只有一个信号系统,相当于人的第一信号系统;而人类才具有两个信号系统,这是人类区别于动物的主要特征。第二信号系统的发生与发展是人类社会的产物,人类由于社会性劳动与交往产生了语言,语词是现实有概括和抽象化;人类借助于语词来表达其思维,并进行抽象的思维。

条件反射的研究意义

  巴甫洛夫所做工作的重要性是不可估量的。他的研究公布以后不久,一些心理学家,如行为主义学派的创始人华生,开始主张一切行为都以经典性条件反射为基础。虽然在美国这一极端的看法后来并不普遍,但在俄国以经典性条件反射为基础的理论在心理学界在相当长的时间内曾占统治地位。无论如何,人们一致认为,相当一部分的行为,用经典性条件反射的观点可以作出很好的解释。
  条件反射是指:两样本来没有任何联系的东西,因为长期一起出现,以后,当其中一样东西出现的时候,便无可避免地联想到另外一样东西,是有机体因信号的刺激而发生的反应。例如铃声本来不会使狗分泌唾液,但是如果在每次喂食物之前打铃,经过若干次之后,狗听到铃响就会分泌唾液,这种因铃声这个信号的刺激而发生的反应叫做条件反射,铃声叫做条件刺激。
  条件反射是后天获得的,是在生活过程中通过一定条件,在非条件反射的基础上建立起来的反射,是高级神经活动的基本调节方式,人和动物共有的生理活动。形成条件反射的基本条件是无关刺激与非条件刺激在时间上的相结合。任何无关刺激与非条件刺激相结合,都可以形成条件反射,一般认为必须有大脑皮质参加才能实现。传统观点认为,条件反射的建立,是由于在条件刺激的皮质代表区和非条件刺激的皮质代表区之间多次的同时兴奋,发生了机能上的“暂时联系”。条件刺激在皮质引起的兴奋,可以通过暂时联系到达非条件反射的皮质代表区,于是引起本来不能引起的反应。目前,暂时联系的神经机制尚不清楚。条件反射建立之后,如果反复使用条件刺激而得不到非条件刺激的强化,条件反射就会消退。在条件反射形成的初期,条件反射还出现泛化与分化的现象、这是大脑皮质实现复杂的分析综合机能的基础。