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条件反射

条件反射理论是巴甫洛夫的高级神经活动学说的核心内容,指在一定条件下,外界刺激与有机体反应之间建立起来的暂时神经联系。后天形成,有经典条件反射和操作性条件反射两种形式。非条件反射是条件反射形成的基础。

条件反射在解剖生理学上又称前馈控制系统。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。

基本简介

原来不能引起某一反应的刺激,通过一个学习过程,就是把这个刺激与另一个能引起反应的刺激同时给予,使他们彼此建立起联系,从而在条件刺激和条件反应之间建立起的联系叫做条件反射。

条件反射分类

根据信号系统的性质来划分,条件反射又可分为第一信号系统的反射和第二信号系统的反射。

两种信号系统:

第一信号系统以具体事物为条件刺激建立的条件反射。

第二信号系统以词语为条件刺激建立的条件反射。人所特有。

借助词语,摆脱了具体刺激物的局限性,可以更多地了解自己未曾经历和未认识的事物,形成心理活动的有意性和自觉性。

二者密切联系、协同活动。

根据引起条件反射的信号的类型,条件反射又可分为第一信号系统的反射和第二信号系统的反射。由各种视觉的、听觉的、触觉的、嗅觉的、味觉的具体信号引起的,叫做第一信号系统的反射,是人和动物共有的。

非条件反射概念

非条件反射是指人生来就有的先天性反射。是一种比较低级的神经活动,由大脑皮层以下的神经中枢(如脑干、脊髓)参与即可完成。膝跳反射、眨眼反射、缩手反射、婴儿的吮乳、排尿反射等都非条件反射。

条件反射概念

条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,经过一定的过程,在大脑皮层参与下完成的,是一种高级的神经活动,是高级神经活动的基本方式。多次吃过梅子的人,当他看到梅子的时候,也会流口水。这就是他在曾经吃过梅子流口水的基础上完成的,因此是条件反射。可以想象一下,如果当年曹操的士兵都没有吃过梅子,也从没有人告诉他们梅子是酸的,那将是什么样的一种结局。

人类在与大自然斗争的过程中,在群体中产生了语言,大脑越来越发达,在大脑皮层形成了语言中枢,于是人类能对抽象的语言文字形成条件反射,这是是人类所特有的,属于第二信号系统的反射,例如望梅止渴。(此处说法有错误:人吃到梅子流口水是非条件反射;而“望梅止渴”是人看到梅子,应该属于第一信号系统反射;“谈梅生津”,指人没吃到也没看到,只是听到梅子就流口水,这是属于第二信号系统反射。)

条件反射与非条件反射区别

以下的表格跟有利于大家记忆和掌握重点:

类型

区别

联系

示例

非条件反射

生来就有;低级的:不需大脑皮质的参与;少且易退化

条件反射在非条件

婴儿吮奶;膝跳反射

条件反射

后天学习逐渐形成的;高级的;需大脑皮质的参与;绝大多数S-R都是条件反射

反射基础上形成的

看到梅子分泌唾液;听到梅子分泌唾液

在19世纪末期,俄国生理学家巴甫洛夫进行了一系列的实验,这些实验很快受到全世界生物学家的注意。巴甫洛夫致力于神经系统如何支配行为的工作。他通过研究狗产生唾液的种种方式揭示了一些学习行为的本质。

为了计量狗在实验期间分泌唾液的量,他为每一只实验的狗做了一个小手术,即改变了一条唾腺导管的路线,唾液通常是通过一条唾腺经过导管流入狗的口腔的,巴甫洛夫改变了这条导管的线路,使它通到体外。这样,就可以接取和计量由导管滴出的唾液。待狗的手术口愈合后,巴甫洛夫便开始实验,他每次给狗吃肉的时候,狗即流口水,而且看到肉就流口水,这说明狗是健康的,具有流涎反应。此后,巴甫洛夫每次给狗吃肉之前总是按蜂鸣器。于是,这声音就如同让狗看到肉一样,也会使他们流下口水,即使蜂鸣器响过后没有食物,亦如此。不过,巴甫洛夫发现,他不能无休止的连续欺骗这些狗。如果蜂鸣器响过后不给食物,狗对该声音的反应就会愈来愈弱,分泌的唾液一次比一次少。但是,假如不是连续数天的试验,他们还会对蜂鸣器的声音作出流涎的反应,然而已经不像先前得那么多了。

条件反射既是生理现象也是心理现象,所以巴甫洛夫有时又把条件反射称为心理反射或信号反射。

例如,不论是打铃还是轻微的点击,只要与食物结合起来,就会使狗“遵命”流口水。巴甫洛夫把这种非本能的反应称作“条件反射”。

巴甫洛夫的另外一个实验是,给狗喂食的同时吹哨子。重复多次以后,狗一听到哨声就分泌唾液,不过狗对各种哨声响亮的,微弱的,高音的,低音的都起同样的反应,似乎不同的哨音在他们听起来没有什么区别。然后,实验员使用几种哨子,但是只吹一个特定的哨子才给肉吃。不久,这些狗就只对给他们带来食物的哨子声有反应了。

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。

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。

研究条件反射,常以动物为对象。

条件反射形成的机制还不完全清楚。曾经推想过,条件反射的建立是大脑皮层的条件刺激兴奋灶与非条件刺激兴奋灶在多次结合后,两个兴奋灶之间形成了暂时联系。但这一推想得不到实验的证明。条件反射的建立与中枢许多部位都有关系,其中脑干网状结构和大脑皮层起着重要的作用。

条件反射的情境涉及四个事项,两个属于刺激,两个属于机体的反应。一个是中性刺激(neutral stimulus、NS),它在条件反射形成之前,并不引起预期的、需要学习的反应。这是条件刺激(conditioned stimulus,,CS),在巴甫洛夫的实验中就是铃响。第二个刺激是非条件刺激(unconditioned stimulus,US)。它在条件反射形成之前就能引起预期的反应:条件反射形成之前,出现了肉,即UCS,就引起唾液分泌。对于无条件刺激的唾液分泌反应叫作非条件反应(unconditioned response,UR)。这是在形成任何程度的条件反射之前就会发生的反应。由于条件反射的结果而开始发生的反应叫作条件反应(conditioned response,CR),即没有肉,只有铃响的唾液分泌反应。当两个刺激紧接着(在空间和时间上相近),反复地出现,就形成条件反射。通常,无条件刺激紧跟着条件刺激出现。条件刺激和无条件刺激相随出现数次后,条件刺激就逐渐引起唾液分泌。这时,动物就有了条件反应。一度中性的条件刺激(铃响)单独出现即可引起唾液分泌。

第一阶段 (非条件前提): 非条件刺激 --> 非条件反应

(食物) (流唾液)

第二阶段 (非条件插入):非条件刺激 + 中性刺激 --> 非条件反应

(食物) (铃声) (流唾液)

第三阶段 (条件效果):条件刺激(=中性刺激) --> 条件反应(=非条件反应)

(铃声) (流唾液)

第四阶段:条件刺激 +没有非条件刺激 --> 条件反射消退

(铃声) (无食物) (消退)

中性刺激与非条件刺激在时间上的结合称为强化,强化的次数越多,条件反射就越巩固。条件刺激并不限于听觉刺激。一切来自体内外的有效刺激(包括复合刺激、刺激物之间的关系及时间因素等)只要跟非条件刺激在时间上结合(即强化),都可以成为条件刺激,形成条件反射。一种条件反射巩固后,再用另一个新刺激与条件反射相结合,还可以形成第二级条件反射。同样,还可以形成第三级条件反射。在人身上则可以建立多级的条件反射。

当条件刺激不被非条件刺激所强化时,就会出现条件反射的抑制,主要有消退抑制和分化。条件反射建立以后,如果多次只给条件刺激而不用非条件刺激加以强化,结果是条件反射的反应强度将逐渐减弱,最后将完全不出现。例如,对以铃声为条件刺激而形成唾液分泌条件反射的狗,只给铃声,不用食物强化,多次以后,则铃声引起的唾液分泌量将逐渐减少,甚至完全不能引起分泌,出现条件反射的消退。

巴甫洛夫认为,消退是因为原先在皮质中可以产生兴奋过程的条件刺激变成了引起抑制过程的刺激,是兴奋向抑制的转化。这种抑制称为消退抑制。巴甫洛夫指出,消退抑制是大脑皮质产生主动的抑制过程,而不是条件刺激和相应的反应之间的暂时联系已经消失或中断。因为如果将已消退的条件反射放置一个时期不做实验,它还可以自然恢复;同样,如果以后重新强化条件刺激,条件反射就会很快恢复,这说明条件反射的消退不是原先已形成的暂时联系的消失,而是暂时联系受到抑制。消退发生的速度,一般是,条件反射愈巩固,消退速度就愈慢;条件反射愈不巩固,就愈容易消退。

在条件反射开始建立时,除条件刺激本身外,那些与该刺激相似的刺激也或多或少具有条件刺激的效应。例如,用500赫的音调与进食相结合来建立食物分泌条件反射。在实验的初期阶段,许多其他音调同样可以引起唾液分泌条件反射,只不过它们跟500赫的音调差别越大,所引起的条件反射效应就越小。这种现象称为条件反射泛化。以后,只对条件刺激(500赫的音调)进行强化,而对近似的刺激不给予强化,这样泛化反应就逐渐消失。动物只对经常受到强化的刺激(500赫的音调)产生食物分泌条件反射,而对其他近似刺激则产生抑制效应。这种现象称为条件反射的分化。

如下:用无关刺激(如铃声)单独作用几秒钟,再用一非条件刺激(如进食)跟它结合,两者共同作用一定时间。结合若干次以后,单独使用无关刺激,就能引起原来由非条件刺激引起的反应(如分泌唾液),这里铃声已经变成分泌唾液的条件刺激,条件反射就形成了。

反射活动是中枢神经系统的基本活动形式。反射可分为非条件反射与条件反射。非条件反射是机体先天固有的反射;例如,异物刺激角膜引起眼睑闭合的角膜反射、婴儿的吸吮反射、膝跳反射等。这些反射的通路生来就有,反射弧固定。引起非条件反射的刺激称为非条件刺激。条件反射是机体后天获得的。它是在个体的生活过程中,在非条件反射的基础上建立起来的反射活动。它们的反射通路不是固定的,因此具有更大的易变性和适应性。

在个体生活过程中,如果只有非条件反射是无法在多变的环境中生存的。可以设想,机体不能只依靠食物掉入口中才引起吃食动作,更不能只在身上遭受伤害时才引起防御动作。实际上,在生命活动中,单纯的非条件反射是不存在的;机体在复杂多变的环境中,不断在非条件反射的基础上建立新的条件反射,所以条件反射与非条件反射是密切地联系在一起的。

条件反射与非条件反射相比,前者的数目是无限的,后者是有限的。条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围,使机体能够识别还在远方的刺激物的性质,预先作出不同的反应。因此,条件反射使机体具有更大的预见性、灵活性和适应性。

伊万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,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。

某些条件反射也可以经过遗传而巩固下来。

条件反射是个体生活过程中,在非条件反射的基础上形成的,也可通过实验训练形成。例如,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。给狗以铃声刺激,狗并不分泌唾液,因为铃声与进食无关,故称为无关刺激。但如在给狗进食前先出现铃声,然后再给食物,两者多次结合后,单独给以铃声刺激,狗也会分泌唾液。这是因为铃声与食物多次结合应用后,铃声已成为食物的信号,由无关刺激转变成条件刺激。由条件刺激引起的反射称为条件反射。在日常生活中,任何无关刺激只要多次与非条件刺激结合,都可能成为条件刺激而建立条件反射,因而条件反射数量无限。条件反射形成的基本条件是无关刺激与非条件刺激在时间上的结合,这个过程称为强化。条件反射建立后,如果只反复给予条件刺激,不再用非条件刺激强化,经过一段时间后,条件反射效应逐渐减弱,甚至消失,这称为条件反射的消退。初建立的条件反射还不巩固,容易消退。为使条件反射巩固下来,就需要不断地强化。人们的学习过程就是条件反射建立的过程,要想获得巩固的知识,就要不断地复习强化。

条件反射形成的机制尚未完全清楚,可能是传入的非条件刺激信息和条件刺激的信息,在各级中枢之间建立了暂时性的功能联系,在人类和高等动物这种暂时性功能联系,必须通过大脑皮层才能建立起来。

操作性条件反射 (operant conditioning)

1954年斯金纳B. F. Skinner提出。说明行为的后果直接影响该行为的增多或减少。有机体“知道”行为与后效的关系,并依据行为后效来调节行为。

操作性条件反射形成的关键条件是强化。强化(reinforcement):一个具体行为发生后,有一个直接结果紧随着这个行为,导致这个具体行为在将来被加强的过程。

正强化(Positive Reinforcement)具体行为之后,刺激结果增加→ 具体行为增强 (给予行为者想要的东西)

负强化(Negative Reinforcement)具体行为之后,刺激结果移除 →具体行为增强 (去除行为者不想要的东西)

惩罚(punishment):若一个具体行为的发生伴随着一个有害或负面的影响,那么此行为发生的频率将随之降低。

惩罚也有两种,一种是正惩罚,一种是负惩罚。

正惩罚(Positive Pubishment)呈现消极刺激物,减少行为发生。

负惩罚(Negative Punishment)移除积极刺激物,减少行为发生。

简介

反射弧

感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器

条件反射中的同源代码

在生理学之父俄国伟大的巴甫洛夫教授用以研究消化腺的神经机制所建立的经典条件反射方法中,条件刺激经多次强化后,何以也能单独诱发和非条件刺激相同的条件反射反应呢?

答案就是:条件刺激(铃声)和非条件刺激(食物)作为两种不同的意识,但都浸染了,建立了相同的代码、编码强烈的想吃的情感。

条件刺激经与非条件刺激共同刺激实验狗的多次、强化重复训练后,条件刺激(铃声)和非条件刺激(食物)一样建立了相同的情感反应,相同的情感反应称之为同源代码。

不同的意识具有相同的情感编码,不同的信号条件反射地引起相同的情感反应,不同的意识伴有相同的情感。

而想吃的情感就能条件反射地控制大脑整体这个能量系统黑箱相应性质的能量释放,作用于和消化腺的分泌有关的大脑皮层表现为唾液等消化液的分泌。

人难道不也正是这样,当一盘色香味俱全的佳肴放在眼前,而你又正好饥肠辘辘 ,恨不得马上就吃 ,你不就条件反射地发生垂涎欲滴了吗?而你如果不想吃(身体不好或是精神不痛快)没有吃的欲望,也即没有想吃的情感,你会发生垂涎欲滴的行为反应吗?当然不会!

因为相应条件刺激,也即相应条件意识 ,必须经相应情感的中介,介导才能得到相应的表达,完成相关的条件反射行为输出反应,这是一个多么简单、清晰 、而又完美有力的条件反射弧呀!

感觉(意识)情感反应行为输出,

只因有了情感的介导。

对于一些本能的情感来说 ,相应的情感包含着先天控制模式 。 譬如条件刺激引起了相应的情感反应,产生强烈的想吃的情感,而想吃的情感就能以先天的控制模式控制大脑整体这个能量系统黑箱,释放相应性质能量特定作用于和一系列消化腺分泌有关的大脑皮层经神经传导把相应性质能量作用出去,完成消化腺分泌这一行为反应。

相应性质的能量中的性质指的是大小和方向的不同以及释放频率的不同, 而方向指的就是作用于特定的大脑皮层(单位)。

实反射一般可以分为两大类:非条件反射和条件反射。


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