[科普中国]-定时古典条件作用

定时古典条件反射作用（Timed classical conditioning）在某一特定的时间段活体生来就有的反射反应(即由特定刺激诱发的反应)之前反复给予新的刺激使只由新的刺激即可诱发出生来就有的反射反应的过程。1

很早在心理学上被称为连合，由此而可以客观地用实验来分析;另外说明了对那些仅在一定刺激下才能诱发的先天的反应，如何被新的刺激所控制。这就支持了C.Darwin的生物学的适应理论，这具有重要的历史意义。然而巴甫洛夫关心的是大脑生理学，耐J.B.Watson才将条件反射的概念扩展到作为行为研究的重要原理的位置上(参见行为主义心理学)。反射反应即无条件反应(un-conditioned response)只依赖于先出现的无条件刺激(诱发刺激)，而条件反应(conditioned re-sponse)的形成则依赖于条件刺激与无条件刺激同时出现的次数，与反应的结果无关系。换言之，古典的条件反射形成，与个体活动无关，重要的是将条件刺激与无条件刺激按一定的顺序有规则的提示出来。2

经典实验巴甫洛夫早先致力于研究狗的消化系统。他发现，当把食物置入狗的胃里时，胃壁会分泌胃液以促进消化。一系列研究表明，胃液分泌的数量和持续的时间，是随放入胃里的食物的种类和数量而变化的。为了清楚地测定胃里发生的变化，巴甫洛夫以其精湛的外科手术，使狗的胃一部份外露出来。他把狗胃的一部分组织切开，接着在躯体一边切开一个洞口，外面再连接一个囊袋。这样，狗实际上就有了两个胃:一个是原来的胃，其绝大部分组织都仍在起着它的基本功能;另一个是通过手术连接在外面的小胃(或称为"巴甫洛夫囊袋(Pavlovian Pouch)")，这个囊袋的内部是可以观察到的。巴甫洛夫发现，囊袋分泌的情况与胃的分泌活动完全一样。完成了这些准备工作后，巴甫洛夫就能了解消化过程的细节。他也由此获得了诺贝尔医学奖。2

巴甫洛夫根据实验研究得出的基本结论是:动物有一种固有的生理反射，它以一种非常精确的方式随胃里食物的种类和数最进行胃液分泌。这一结论也适用于唾液分泌，因为狗唾液分泌的情况，是与嘴里食物的种类和数量完全吻合的。例如，当嘴里有食物时会分泌一种稠的唾液以开始消化过程，而当在嘴里滴一点酸液时，就会分泌大量淡的唾液以稀释酸液。 巴甫洛夫在实验过程中遇到了一种新的情况。如果把狗的食管切开，从颈部移到外部，这样，食物可以咀、可以咽，但不会到胃里去，而是从颈部流了出去。巴甫洛夫发现，狗的胃液分泌几乎仍然像食物进入胃一样多。这就使他得出结论:引起反射性分泌的刺激，不仅可以是胃里的食物(即适当的刺激(appropriate stimulus))，而且还可以是嘴里的食物(即信号刺激(signaling stimulus))。 巴甫洛夫后来又发现，引起狗胃液分泌活动的，可以是狗原先吃过食物的盘子，甚至只要看到以前喂过食物的人，也会引起胃液分泌活动。这种情况完全不同于属于生理反射的那种分泌活动。巴甫洛夫由此认为，存在着两种反射:一种是生理反射(physiological reflex)，这是一种内在的、任何动物的所有成员都会表现出来的反射，它们是神经系统固有组织的一部分;另一种是心理反射(psychic reflex)，后来他改称为条件反射(conditioned reflex)，这种反射是特定动物作为特定经验的结果而产生的。例如，所有狗在胃里有食物时都会分泌胃液，但只有那些具有某种经验的狗才会在听到铃声时产生胃液分泌活动。2

现在我们来看看经典条件作用的实验，他把狗用一副套具固定住，唾液是用联结在狗颚外侧的管道收集的，管道连结到一个既可以测量以立方厘米计的总量、也可以记录分泌的滴数的装置。如前所述，当狗嘴里有食物时，会产生分泌唾液的反应。这种反应是本能固有的，巴甫洛夫把这种食物称为无条件刺激，简称"UCS"，把反射性唾液分泌称为无条件反射，简称"UCR"。为了使狗对某一种刺激(如铃声)形成条件作用，把这种原来只会引起探索性反射的中性刺激(即铃声)与无条件刺激(即肉)配对。经过一系列配对尝试后，单是发出铃声，不提供肉，也能引起狗产生唾液分泌。在这种情况下，铃声就成了条件刺激，简称"CS"，铃声引起的唾液分泌就是条件反射，简名"CR"。由此可见，条件反射仅仅是由于条件刺激与无条件刺激配对呈现的结果。2

需要指出的是，在巴甫洛夫看来，重要的是引起反射的刺激，反射之后的结果是没有任何理论上的意义的。这样，尽管巴甫洛夫和桑代克都在分析刺激与反应之间的联系，但他俩对形成这种联系的程序以及对学习过程的解释是完全不同的，我们可以用下列程式来比较巴甫洛夫与桑代克的实验程序:

由于巴甫洛夫的无条件刺激(UCS)与桑代克强化刺激(S')呈现的时间和所起的作用不同，前者可以说是一种刺激辨别学习，后者则是通过强化刺激加强刺激一反应的联结，因此，如果我们把巴甫洛夫的无条件刺激称为强化物，容易引起某种混淆。2

神经机制一个无关刺激经与较强的非条件刺激多次结合后，无关刺激即能产生有效的反应。经典条件反射可以保持较敏感化更长的时间，细胞机制也比敏感化更为复杂。刺激喷水管皮肤或外套膜分别与强电击尾部相结合，经多次训练后刺激喷水管的反应比刺激尾部的反应有明显的增强。

对于经典条件反射来说，条件刺激必须早于非条件刺激，一半不少于0.5秒，这种严格的时序关系的机制是什么?在海兔缩腮反射的条件化过程中一个很重要的时序关系是条件刺激和非条件刺激在感觉神经元的汇聚。非条件刺激作用于尾部，然后激活具有易化作用的中间神经元(facilitating interneurons),这些中间神经元与接受条件刺激的感觉神经元之间有轴突-轴突的连接，在这种连接处产生了突触前易化，从而导致行为的敏感性。假如在感觉神经元对条件刺激反应后，中间神经元立即被非条件刺激激活，那么甚至可获得较大的突触前易化，相反，如果中间神经元激活早于感觉神经元被激活，那么就没有易化现象，也就是说感觉神经元激活跟随在非条件刺激之后是不可能建立条件反射的。由于条件刺激在感觉神经元产生的动作单位正好早于非条件刺激的到达，这样就造成易化的增强，这种易化增强称为活动依赖的异化增强。未经结合的非条件刺激通路上，感觉神经元在条件刺激前没有活动，所以Ca2+通道关闭，只有非条件刺激作用于尾部，才使中间神经元激活而释放5-HT，并引起一系列的生化过程。cAMP第二信使系统对突触可塑性以及学习与记忆都是。2

本词条内容贡献者为:

郭磊 - 副教授 - 西南大学心理学部