روایت مغز: شرطی شدن کلاسیک

مقدمه‌ای بر شرطی شدن کلاسیک

همانند بسیاری از تحولات علمی، کشف شدن شرطی شدن کلاسیک کاملاً اتفاقی بود. در واقع این رویداد دوبار کشف شد؛ یک بار توسط فیزیولوژیست معروف روسی ایوان پاولف (Ivan Pavlov) و بار دیگر توسط روان‌شناس آمریکایی ادوین تویتمیر (Edwin Twitmyer). اما چون فیزیولوژیست روسی یافته‌های خود را زودتر منتشر کرد اعتبار این کشف به او تعلق گرفت و به همین دلیل از شرطی سازی کلاسیک به عنوان شرطی شدن پاولف نیز یاد می‌کنند.

ایوان پاولف

ایوان پاولف فیزیولوژیست روسی در سال ۱۸۴۹ در ریازان (Ryazan) روسیه متولد و در سال ۱۹۳۶ در لنینگراد (Leningrad) در گذشت. او در سال ۱۹۰۴ به افتخار کشفیاتش در حیطه فیزیولوژی گوارشی جایزه نوبل را دریافت کرد. ایوان پاولف فرآیند‌های مختلف گوارشی را از طریق بررسی ترشحات دستگاه گوارشی سگ مطالعه کرده است. در طول دهه ۱۹۸۰ او مسیرهایی را شناسایی کرد که بخش‌های مختلف بدن از طریق سیستم عصبی، حرکات لوله گوارش را همانند ترشحات آن کنترل می‌کنند. او همچنین به اهمیت فاکتور‌های روانی مانند گرسنگی در فعال کردن ترشحات شیره گوارشی تأکید کرده است. علاوه بر این او حساسیت سطوح مخاطی را نسبت به مواد شیمیایی مختلف مورد بررسی قرار داده است. یکی از پژوهش‌های برجسته‌ او مطالعاتی بود که منجر به کشف شرطی شدن کلاسیک شده است.

پیش از بررسی شواهد‌ به دست از آمده از آزمایش‌ها، مطالعه آن چه که در این فرآیند یادگیری اتفاق می‌افتد کمک کننده خواهد بود.

شرطی شدن کلاسیک چیست؟

شرطی شدن کلاسیک (classical conditioning) نوعی فرآیند یادگیری است که طی آن یک محرک خنثی (neutral stimulus) به سادگی به دلیل همراه شدن با محرک طبیعی (natural stimulus) با پاسخی بخصوص همراه می‌شود.

به عنوان مثال اگر به شما یک بیسکوئیت تعارف شود احتمالاً شما لبخند خواهید زد چون گرفتن بیسکوئیت شما را خوشحال می‌کند. در این مثال بیسکوئیت محرک غیر شرطی (unconditioned stimulus یا UCS) و لبخند زدن پاسخ غیر شرطی (unconditioned response یا UCR) خواهد بود. اما اگر هر بار همراه با تعارف کردن بیسکوئیت زنگی به صدا درآید، ممکن است شما بین صدای زنگ (محرک خنثی یا NS) و گرفتن بیسکوئیت ارتباطی برقرار کنید. در نهایت اگر این ارتباط قوی شود، تنها با شنیدن صدای زنگ همان پاسخی که هنگام تعارف بیسکوئیت از شما سر می‌زند (یعنی لبخند زدن) ایجاد خواهد شد. در پایان این پروسه، صدای زنگ محرک شرطی (conditioned stimulus یا CS) و لبخند زدن پاسخ شرطی (conditioned response یا CR) خواهد بود.

شرطی سازی کلاسیک یک روش یادگیری مستقیم است به گونه‌ای که مستقیماً نتیجه را با محرک‌ها مرتبط می‌سازد.

سگ پاولف، دست آوردی کاملا ً اتفاقی

پاولوف به نتیجه گیری‌های خود در ارتباط با نحوه یادگیری، به طور کاملاً تصادفی دست یافت. پاولف یک فیزیولوژیست بود، نه یک روان‌شناس. فیزیولوژیست‌ها فرآیندهای طبیعی بدن موجودات زنده را از سطح مولکولی تا سطح سلول‌ها، سیستم‌های ارگان‌های بدن و کل موجودات زنده مطالعه می‌کنند. موضوع مورد علاقه وی سیستم گوارشی بود. در مطالعات خود با سگ، پاولف با جراحی، لوله‌ای داخل دهان سگ قرار می‌داد که به وسیله این لوله میزان بزاق تولید شده در پاسخ به غذاهای مختلف را اندازه‌گیری کند.

او در ابتدا متوجه شد که بزاق سگ نه تنها هنگام غذا خوردن بلکه با احساس کردن بوی غذا نیز تحریک به تولید می‌شود. این ترشح بزاق یک پاسخ رفلکسی است که بخشی از فرآیند گوارش را تشکیل می‌دهد. با انجام برخی آزمایش‌های دیگر او دریافت که سگ‌ها در پاسخ به دیگر محرک‌هایی که به غذا خوردن مربوط نیستند هم ترشح بزاق دارند. برای مثال با به صدا در آوردن زنگ پیش از غذا، پاولف کشف کرد که سگ‌ها می‌توانند ترشح بزاق را در پاسخ به همراهی ناخودآگاه محرک خنثی (صدای زنگ) با غذا داشته باشند. این پاسخ‌های غیرطبیعی که از آن‌ها به عنوان ترشحات روانی یا Psychic secretions یاد می‌کرد ایوان پاولف را به تعجب وا‌می‌داشت. در این شرایط پودر گوشت، محرک غیر شرطی (UCS) و ترشح بزاق سگ پاسخ غیر شرطی (UCR) بود. با طی شدن فرآیند شرطی سازی کلاسیک محرک خنثی (NS) یعنی به صدا درآمدن زنگ به محرکی شرطی تبدیل می‌شد؛ به این معنی که حتی بدون همراهی صدای زنگ با غذا، بزاق سگ ترشح می‌شد. در این لحظه ترشح بزاق سگ نیز پاسخ شرطی (CR) محسوب می‌شود.

او تغییرات زیادی را در آزمایش ابتدایی خود به وجود آورد؛ که این سری دوم از پژوهش‌ها نشان می‌دادند که شرطی شدن کلاسیک تنها با به صدا درآمدن زنگ پیش از غذا مربوط نمی‌باشند بلکه به طور مشابهی با باز شدن در، وزوز زنگ، تیک تاک مترونوم و حتی شوک الکتریکی نیز می‌تواند همراهی داشته باشد.

طبق دیدگاه پاولف دو نوع پاسخ به محرک‌های محیطی دیده می‌شود: ۱- پاسخ‌های غیرشرطی یا رفلکس‌ها و ۲- پاسخ‌های شرطی یا آموخته شده.

انواع شرطی شدن کلاسیک

آیا تمامی روش‌های شرطی شدن یکسان هستند؟ خیر. به طور کلی دو حالت برای شرطی‌شدن کلاسیک وجود دارد:
Forward Conditioning : حرکت محرک خنثی پیش از محرک غیر شرطی است. (ابتدا زنگ سپس غذا) Backward Conditioning : حرکت محرک خنثی پس از محرک غیر شرطی است. (ابتدا غذا سپس زنگ)

پاولف زنگ را پیش از همراهی با غذا به صدا در می‌آورد. در عمل، شرطی سازی به حالت اول بسیار کارآمدتر است. درواقع طبق آزمایش‌های کار و فریمن (Carr and Freeman) در سال ۱۹۱۹ در نوع Backward Conditioning  ممکن است شرطی سازی با موفقیت صورت نگیرد. خود حالت Forward Conditioning به دو حالت دیده می‎‌شود:

شرطی سازی تأخیری یا Delay Conditioning: در این حالت محرک خنثی بلافاصله قبل و همزمان با محرک غیرشرطی ارائه شده است.

شرطی سازی دنبالی یا Trace Conditioning: در این حالت یک تاخیر پس از محرک خنثی و پیش از ظاهر شدن محرک غیرشرطی وجود دارد. شکاف بین NS و UCS به شکاف دنبالی معروف است.

آزمایش آلبرت کوچک (The Little Albert Experiment)

با مطالعه تحقیقات پاولف، واتسون به این فکر افتاد تا این نتایج را در نوزاد انسان دوباره تکرار کند. او احتمالاً شرطی سازی کلاسیک را سندی محکم در رویکرد رفتار‌گرایی خود می‌دانست به گونه‌ای که معتقد بود تمامی رفتار‌ها می‌توانند آموخته شوند و یاد داده شوند.

جان بوت واتسون (John B. Watson)، بنیان‌گذار شاخه رفتارگرایی است. رفتارگرایی یک مکتب فکری است که در سال‌های ابتدایی قرن بیستم ظهور کرد، و عناصری از شرطی سازی کلاسیک پاولف را شامل می‌شد. واتسون در تقابلی آشکار با فروید، که دلایل رفتار‌ها را پنهان در ناخودآگاه می‌دانست، بر این باور بود که همه رفتارها را می‌توان به صورت یک واکنش ساده محرک-پاسخ و بدون توجه به فرآیندهای داخلی مورد مطالعه قرار داد. واتسون معتقد بود برای این که روان‌شناسی تبدیل به یک علم قانونی و مشروع شود، باید توجه خود را از فرآیندهای ذهنی درونی تغییر دهد، زیرا فرآیندهای ذهنی دیده یا اندازه گیری نمی‌شوند. در عوض، او ادعا کرد که روان‌شناسی باید به رفتار‌های قابل مشاهده بیرونی که قابلیت اندازه گیری دارند، توجه کند.

ایده‌های ابتدایی واتسون تحت تأثیر کار پاولف شکل گرفت. طبق نظر واتسون، رفتار انسانی، درست مثل رفتار حیوانات، عمدتاً نتیجه پاسخ‌های شرطی است. در حالی که کار پاولف با سگ‌ها، شرطی سازی رفلکس‌های دخیل در رفتارها بود، واتسون معتقد بود که همان اصول اولیه قابل تعمیم به شرطی شدن احساسات انسانیست. بنابراین کار واتسون با دانشجوی کارشناسی ارشد روزالین راینر (Rosalie Rayner) و یک کودک به نام آلبرت آغاز شد. واتسون در آزمایش‌های خود با آلبرت نشان داد که چگونه ترس می‎‌تواند شرطی سازی شود. آلبرت در آغاز این آزمایش ۹ ماهه بود.

روش انجام: در آغاز کار، واتسون به آلبرت مجموعه‌ای از اشیاء کرک‌دار سفید (یک موش سفید، یک خرگوش سفید و غیره) را نشان داد تا از وجود هر گونه حساسیت یا ترس اولیه مطلع شود. آلبرت از هیچ یک از این اشیاء نمی‌ترسید. در قدم بعدی او هنگامی که کودک را با یک موش سفید مواجه می‌کرد، چکش را به نوار فولادی می‌کوفت. بعد از تکرار مکرر این سناریو، کودک هنگام مشاهده موش‌ها اذیت ‌شده و بی‌قراری می‌کرد.

نتایج: در ادامه واتسون دیگر صدای مهیبی را با چکش ایجاد نکرد اما آلبرت همچنان با دیدن موش سفید بی قراری می‌کرد. حتی آلبرت این ترس آموخته شده‌ی خود از موش‌های سفید را به سایر اشیای نرم، سفید و کرک دار تعمیم داده و با مشاهده اشیایی با این خصوصیات گریه می‌کرد. او از خرگوش سفید و حتی بابانوئل نیز می‌ترسید. در واقع او بین محرک خنثی یعنی اشیای سفید نرم کرک دار و محرک غیر شرطی یعنی صدای بلند ناخوش‌آیند ارتباط برقرار کرده بود. در واقع نتایج برخی از آزمایش‌های واتسون نشان می‌داد ترس آلبرت از موش سفید قابلیت تعمیم به اشیاء کرک دار مانند خرگوش را داراست. با این حال ترس به تمامی اشیاء با ویژگی نام برده شده قابل تعمیم نبود.

واتسون موفق به ایجاد یک پاسخ ترس در کودک شد. در نتیجه نشان داد که احساسات می‌توانند پاسخ‌های مشروط ایجاد کنند. هدف واتسون از ایجاد یک فوبیا- یک ترس مداوم و بیش از حد از یک جسم خاص یا وضعیت- از طریق شرطی سازی این بود که این نگرش فروید، که ترس‌ها را حاصل تعارضات ذهنی عمیق و تاریک است، را به چالش بکشد. با این حال، شواهدی وجود ندارد که آلبرت در سال‌های بعدی زندگیش باز هم این ترس‌ را تجربه کرده است یا خیر. در حالی که تحقیقات واتسون ایده‌ای جدید در مورد نحوه شرطی سازی برای ما ارائه می‌دهد، اما با استانداردهای اخلاقی امروز، سازگار نیست.

فرآیند‌های دخیل در شرطی سازی کلاسیک

رفتارگرایان تعدادی از پدیده‌های مختلف مرتبط با شرطی سازی کلاسیک را شرح داده‌اند. برخی از این عناصر به توضیح نحوه ایجاد اولیه پاسخ می‌پردازند، در حالی که دیگر عناصر نحوه فراموشی و از بین رفتن پاسخ را توصیف می‌کنند. این عناصر در درک فرآیند شرطی سازی کلاسیک مهم هستند.

۱- فراگیری یا Acquisition: فراگیری، اولین مرحله یادگیری است به گونه‌ای که یک پاسخ در ابتدا ایجاد و به تدریج تقویت شود. در طول مرحله فراگیری شرطی سازی کلاسیک، یک محرک خنثی مکرراً با یک محرک غیر شرطی همراه می‌شود. محرک غیرشرطی پاسخی طبیعی و خودکار را در پی دارد. پس از ایجاد ارتباط، محرک خنثی قبلی که اکنون محرک شرطی نامیده می‌شود می‌تواند در پاسخ به موضوع همان رفتار مشخص را برانگیزد. در این مرحله ما می‌توانیم ادعا کنیم که پاسخ “کسب شده” است.

تعدادی از عوامل می‌‌توانند در سرعت فرآیند فراگیری اثرگذار باشند. پیش از همه، اهمیت محرک‌ شرطی می‌تواند نقش مهمی داشته باشد. اگر CS بیش از حد نامحسوس باشد، ممکن است یادگیرنده به اندازه کافی متوجه آن نشود که بتواند با محرک غیر شرطی ارتباطش دهد. محرک‌هایی که قابل توجه و بولدتر هستند معمولاً فراگیری سریع‌تر دارند. برای مثال اگر صدای ایجاد شده برای سگ غیر منتظره و مشخص باشد این پروسه سریع‌تر می‌شود.

مورد دوم، زمان بندی است. اگر بین ارائه محرک شرطی و محرک غیر شرطی، تأخیر زیادی وجود داشته باشد، ممکن است یادگیرنده ارتباطی بین این دو را ایجاد نکند. مؤثرترین روش این است که CS و UCS به دنبال هم معرفی شوند تا هم‌پوشانی میان این دو وجود داشته باشد. به عنوان یک قاعده، هر چه تأخیر بین UCS و CS بیشتر باشد، فراگیری زمانبرتر خواهد بود.

۲- مرحله خاموشی یا Extinction: خاموشی زمانی رخ می‌دهد که واکنش مشروط کاهش یابد یا ناپدید شود. در شرطی سازی کلاسیک، این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که محرک شرطی دیگر با محرک غیرشرطی همراه نباشد.

به عنوان مثال، اگر بوی غذا (محرک غیر شرطی) با صدای سوت (محرک شرطی) همراه شده باشد، در نهایت می‌تواند منجر به پاسخی شود که تحریک کننده گرسنگی باشد. با این حال، اگر محرک غیرشرطی (بوی غذا) برای مدتی با محرک شرطی (سوت) همراه نباشد، در نهایت واکنش شرطی (گرسنگی) ناپدید خواهد شد.

تعدادی از عوامل می‌توانند در تعیین این که چقدر یک رفتار نسبت به فراموش شدن منعطف است اثرگذار باشند. قدرت شرطی سازی اولیه می‌تواند در این میان نقش مهمی ایفا کند. هر چه شرطی سازی در مدت زمان طولانی‌تری انجام گرفته باشد مقاومت رفتار آموخته شده در مقابل فراموش شدن بیشتر است. رفتارهایی که به خوبی شرطی شده‌اند ممکن است تقریباً غیرقابل فراموش شدن باشند و ممکن است همچنان پس از حذف شدن عامل تقویت کننده ادامه داشته باشند.

طبق برخی تحقیقات عادی شدن (Habituation) نیز ممکن است در مرحله خاموشی اثرگذار باشد. به عنوان مثال مواجهه‌ی مداوم با محرک شرطی شده ممکن است نهایتاً منجر به عادب شدن آن محرک شود. از آن جایی که شما به این محرک شرطی عادت کرده‌اید مغزتان مایل است آن را نادیده بگیرد و این به معنای حذف پاسخ است که نهایتاً منجر به خاموشی رفتار شرطی شده خواهد شد. در واقع ما در طی این پروسه می‌آموزیم که تمرکز خود را معطوف به محرک نکنیم.

فاکتورهای شخصیتی نیز ممکن است در خاموشی نقش داشته باشند. یک مطالعه نشان داده است که در کودکانی که بیشتر مضطرب هستند، عادی شدن به سختی انجام می‌شود.

۳- بازیابی خودبه‌خودی یا Spontaneous Recovery: گاهی اوقات پاسخ آموخته شده می‌تواند ناگهان پس از یک دوره خاموشی دوباره ظهور کند. بازیابی خودبه‌خودی، ظهور دوباره پاسخ پس از یک دوره کوتاه عدم پاسخ، کم شدن پاسخ یا یک دوره استراحت است. به عنوان مثال، تصور کنید که پس از این که سگ آموخت در پاسخ به صدای زنگ بزاق ترشح کند شما تقویت کردن این رفتار را متوقف کنید. بدین گونه پاسخ نهایتاً ناپدید خواهد شد. پس از یک دوره استراحت که در آن محرک شرطی ارائه نشده است، ناگهان زنگ را به صدا در می‌آورید و حیوان به طور خودبه‌خودی پاسخ قبلی را تکرار می‌کند. اگر محرک شرطی و غیرشرطی باز هم همراه هم نباشند، اثر بازیابی خودبه‌خودی از بین رفته و دوره خاموشی مجدداً آغاز می‌شود.

۴- تعمیم دادن محرک یا Stimulus Generalization: تعمیم محرک تمایل محرک شرطی به ایجاد پاسخ‌های مشابه در موقعیت‌های شبیه به هم پس از شرطی شدن پاسخ است.  

برای مثال اگر سگ شرطی شده تا در پاسخ به صدای زنگ بزاقش ترشح شود، احتمالاً همین پاسخ را در برابر محرک‌های شرطی مشابه نیز نشان خواهد داد. در آزمایش معروف آلبرت که پیش‌تر توضیح داده شد کودک شرطی شده بود تا در مقابل موش سفید بترسد اما در مقابل وسایل مشابهی که سفید و کرک دار بودند از جمله اسباب بازی‌ها و سایر موارد نیز واکنش مشابه دیده می‌شد.

۵- افتراق دادن محرک یا Stimulus Discrimination: افتراق دادن، توانایی تمییز قائل شدن بین محرک شرطی و سایر محرک‌های غیر همراه با محرک غیر شرطی، می‌باشد.

برای مثال، اگر صدای زنگ محرک شرطی باشد، افتراق دادن، تمایز قائل شدن میان صدای زنگ و دیگر صداهای مشابه است. از آن جا که فرد یا حیوان قادر به تشخیص محرک‌ها است، تنها زمانی که محرک شرطی ارائه شود، پاسخ دیده خواهد شد.

بیزاری چشایی

نوعی شرطی سازی است که در آن ممکن است فاصله زمانی چند ساعته بین محرک شرطی (چیزی که مصرف شده) و محرک غیر شرطی (حالت تهوع یا بیماری) وجود داشته باشد. به این مثال توجه کنید شما و دوستتان ناهاری حاضری از محوطه دانشگاه تهیه می‌کنید. پس از مدتی در معده خود احساس ناراحتی می‌کنید؛ با این که دوستتان از همان غذا خورده و هیچ مشکلی ندارد. بار دیگر حتی در مکان دیگر مانند رستوران اگر فردی همان غذا را سفارش دهد شما فوراً در معده خود احساس ناراحتی می‌کنید. در واقع این غذا نبوده که احساس بدی را در شما ایجاد کرده بلکه بیزاری چشایی موجب این فرآیند شده است. شما پس از یک تجربه‌ی ناخوش‌آیند از این غذای بخصوص، از امتحان کردن دوباره آن دوری می‌کنید. تحقیقات نشان دهنده وجود ردپای تکاملی در این فرآیند است. این شواهد بیان می‌کنند که این مکانیسم به فرد در اجتناب از غذاهای سمی و مضر کمک می‌کرده است. این فرآیند نه تنها در انتخاب طبیعی موجب گزینش گونه‌ها شده، بلکه در طراحی استراتژی‌هایی برای چالش‌هایی از جمله کمک به بیماران سرطانی در مورد حالت تهوعی که به وسیله دارو‌ها القا می‌شوند نیز نقش دارد.

پاسخ نورولوژیکی به شرطی شدن کلاسیک

اگر بخواهیم به طور خلاصه بررسی کنیم: هنگامی که سگ غذا را می‌بیند، محرک‌های بصری و بویایی اطلاعات را از طریق مسیرهای عصبی مربوطه به مغز ارسال می‌کنند و در نهایت به دنبال فعال شدن غدد بزاقی ترشح بزاق رخ می‌دهد. این واکنش یک فرایند بیولوژیکی طبیعیست. هنگامی که سگ صدای زنگ را شنیده و در عین حال غذا را می‌بیند، محرک شنوایی مسیر‌های عصبی مربوط به خود را فعال می‌کند. با این حال، از آن جایی که این مسیرها همزمان با سایر مسیرهای عصبی دیگر فعال می‌شوند، واکنش‌های سیناپسی ضعیفی بین محرک شنوایی و پاسخ رفتاری رخ می‌دهد. با گذشت زمان، این سیناپس‌ها تقویت می‌شوند به طوری که فقط صدای زنگ برای فعال شدن مسیری که منجر به ترشح بزاق می‌شود، کافیست.

یک مدل برای مطالعه اساس عصبی شرطی شدن کلاسیک توسط محققان (Weinberger و همکارانش) طی یک سری آزمایش‌های هوشمندانه و خلاقانه ارائه شده است. این محققان از پاسخ احساسی شرطی شده استفاده کرده‌اند. بعضی از محرک‌های خنثی (شرطی – در این مورد، تون فرکانس مشخص شده) با یک محرک غیر شرطی (در این مورد، شوک پا) همراه بوده‌اند، که در نهایت منجر به ایجاد یک پاسخ شرطی (تحریک اتونومیک) می‌شوند. از نظر فیزیولوژیکی، پیام شوک پا از طریق مسیر حسی از هسته مرکزی آمیگدال central nucleus of the) (amygdala به قشر حسی تونی (Somatosensory) می‌رود. این هسته‌های مرکزی نقش مهمی در احساسات دارند. محرک شنوایی، تون فرکانس مشخص شده، از طریق مسیر حسی عبور کرده و از طریق هسته زانویی میانی تالاموس (medial geniculate nucleus of the thalamus) به قشر شنوایی می‌رسد.

سوال بعدی این است که چگونه سیگنال شنوایی و حسی-تنی در سطح عصبی با هم مرتبط می‌شوند؟ کلید این سوال ساختار هسته‌های قاعده‌ای (nucleus basalis) است، یک ساختار مغز غنی از نورون‌های استیل کولین (ACh) می‌باشد که زائده‌هایی را به قشر مغزی می‌فرستد. هنگامی که سیگنال عصبی مرتبط با شوک پا به هسته مرکزی می‌رسد، یک مسیر کمکی که به هسته‌های قاعده‌ای می‌رود، نیز فعال می‌شود و درنتیجه، فعال شدن کلی قشر مغز را خواهیم داشت. مهم‌تر از همه، برای اهداف ما، این باعث افزایش حساسیت در قشر شنوایی می‌شود، به طوری که در حال حاضر حساسیت بیشتری نسبت به ورودی‌های عصبی از هسته زانویی میانی وجود خواهد داشت. به این ترتیب، از طریق هسته‌های قاعده‌ای، استیل کولین و قشر شنوایی، محرک غیر شرط (شوک پا) و محرک شرطی (تون فرکانس مشخص شده) با هم مرتبط می‌شوند.

شواهد حمایت کننده

وینبرگر و همکارانش برای تست پایداری مدل عصبی ارائه شده در بالا، با معین کردن فرکانس تنوتوپیک مجموعه‌ای از نورون‌ها در سیستم شنوایی، به ویژه قشر شنوایی، کار خود را آغاز کردند. این به معنای مشخص کردن موقعیت فضایی محل پردازش صدا‌ها در مغز، بر اساس فرکانشان بود. بسیاری از سلول‌های سیستم شنوایی با یک فرکانس مشخصی تحریک می‌شوند، یعنی آن‌ها با حداکثر سرعت به یک صدا یا تون پاسخ می‌دهند. پژوهشگران سپس خوکچه هندی را با همراه کردن شوک پا با یک تون از فرکانس خاص، شرطی سازی کردند، پس از آن، آن‌ها فرکانس‌ تونتوپیک از همان نورون‌ها را دوباره آزمایش کردند.

آن‌ها متوجه شدند که این نورون‌ها “یاد گرفته‌اند” و شرطی شده‌اند که نسبت به فرکانس خاصی از تون که نشان دهنده شوک پا بود، حساس باشند. در واقع “فرکانس‌های مورد علاقه” سلول‌ها تغییر کرده بود. قشر شنوایی خوکچه‌ها به این فرکانس حساس شده بودند، به طوری که بار دیگر که این اتفاق رخ می‌داد، افزایش توجه و تحریک اتونومیک در خوکچه‌‌ها مشاهده می‌شد.

به منظور بیان اهمیت هسته‌های قاعده‌ای و ACh در این شرطی سازی، محققان آزمایش مشابهی را انجام دادند، با این تفاوت که این بار با شوک الکتریکی هسته‌های قاعده‌ای را تحریک می‌کردند. تون فرکانس داده شده در این آزمایش با تحریک الکتریکی هسته‌ها همراه بود. اگر مدل دقیقی ارائه شده باشد، این تحریک نشان دهنده یک محرک داخلی (مجازی) غیر شرطی، در داخل سر موش صحراییست، و به نوبه خود باید همان تغییر در فرکانس تونوتوپیک را در نورون‌های هدف منجر شود. و این دقیقا همان چیزی بود که پژوهشگران با انجام آزمایش به آن دست یافتند.

ردپای رفتارگرایی در سایر تحقیقات

تحقیقات پاولف به مطالعات و نظریه‌های دیگر در رفتارگرایی کمک شایانی کرده است. فیلسوف برتراند راسل (Bertrand Russell) مدعیست که کار پاولف نقش مهمی در فلسفه ذهن (philosophy of mind) داشته است. تحقیقات پاولف نیز به نظریه شخصیتی هانس آیزنچ (Hans Eysench) درباره درون گرا و برون گرا بودن کمک کرده است. آیزنچ بر مبنای تحقیقات پاولف در مورد سگ‌ها، فرض کرد که اختلاف در برانگیختگی‌ها، که سگ‌ها نشان می‌دهند بر مبنای تفاوت‌های ژنتیکی مادرزادی آن‌هاست. سپس آیزنچ تحقیقات خود را به ویژگی‌های شخصیت انسان بسط داد.

تحقیقات پاولف به پیشرفت مهمترین تکنیک‌های رفتار درمانی مانند غرقه سازی (Flooding) و حساسیت زدایی (Desensitizing) برای افرادی که با ترس و اضطراب دست و پنجه نرم می‌کنند، منجر شد. حساسیت زدایی نوعی روش معکوس است که در آن فرد به طور مکرر در معرض شرایطی که موجب اضطراب وی می‌شود، قرار می‌گیرد. غرقه سازی شبیه فرآیند قبلیست با این تفاوت که این مواجهه طولانی‌تر و شدید‌تر است.

شرطی سازی کلاسیک در انسان

تأثیر شرطی سازی کلاسیک در پاسخ‌هایی نظیر ترس، انزجار، حالت تهوع، خشم و تحریک جنسی دیده می‌شود. یک مثال آشنا حالت تهوع است که در آن دیدن یا حس کردن بوی یک غذای خاص موجب تهوع می‌شود، زیرا در گذشته باعث ناراحتی معده فرد شده بود.

شرطی سازی به عنوان یک مکانیسم سازگار کننده، کمک می‌کند تا فرد از آسیب مصون باشد یا او را برای رویدادهای بیولوژیکی مهم مانند فعالیت جنسی آماده سازد. به‌طوری که، محرکی که قبل از تعامل جنسی رخ داده است، موجب ایجاد تحریکات جنسی‌ای می‌شود که فرد را برای تماس جنسی آماده می‌کند. به عنوان مثال، تحریک جنسی در انسان از طریق ارتباط یک محرک مانند تصویری از نماد آلت تناسلی با تماشای فیلم‌های تحریک کننده شرطی سازی می‌شود. آزمایش‌های مشابه با ماهی‌های آبی گورامی (blue gourami fish) و بلدرچین‌های خانگی نشان داده‌اند که این شرطی سازی می تواند تعداد فرزندان را افزایش دهد. این نتایج نشان می‌دهد که تکنیک‌های شرطی سازی ممکن است به افزایش باروری در افراد نابارور و گونه‌های در معرض انقراض کمک کند.

رفتار درمانی

شرطی سازی کلاسیک به عنوان یک درمان موفق در تغییر یا اصلاح رفتارها مانند سوء مصرف مواد و سیگار کشیدن استفاده شده است. بعضی از درمان‌های مرتبط با شرطی سازی کلاسیک عبارتند از: بیزاری درمانی (aversion therapy)، حساسیت زدایی سیستماتیک و غرقه‌سازی می‌باشد. بیزاری درمانی نوعی رفتار درمانی است که در آن افراد برای تشویق به رها کردن عادات نامطلوب، آن رفتار ناپسند را با یک اثر نامطلوب همراه می‌کنند.

شرطی شدن کلاسیک با اثرات فوق العاده مهمی که در زمینه رفتار شناسی و سایر حوزه‌های علوم رفتاری، پزشکی و روان‌شناسی داشته است؛ بدون شک یکی از کشفیات مهم تاریخ علم می‌باشد.