Conditionnement classique
IVAN PAVLOV
CONDITIONNEMENT CLASSIQUE
CONDITIONNEMENT APPETITIF/AVERSIF
EXTINCTION
THERAPEUTIQUE/CLINIQUE APPROCHES
PHÉNOMÈNE PSYCHOLOGIQUE
DÉPENDANCE AUX DROGUES
CONDITIONNEMENT OPÉRATIF/INSTRUMENTAL
BIBLIOGRAPHIE
La formation de connexions ou d’associations entre des sensations, des émotions ou des pensées liées entre elles est à la base de l’apprentissage, émotions ou pensées connexes est la base d’une forme d’apprentissage importante et ancienne dans l’évolution, connue sous le nom de conditionnement classique. Depuis la fin du XIXe siècle, une collection de procédures de conditionnement (entraînement) standardisées a été utilisée pour étudier l’apprentissage associatif et, plus récemment, ses fondements neurobiologiques.
IVAN PAVLOV
Le physiologiste russe Ivan Pavlov (1849-1936) est habituellement crédité de la découverte du conditionnement classique. En fait, l’idée que des associations se développent entre des stimuli proches (contigus) dans l’espace ou le temps a été formulée pour la première fois par le philosophe grec Aristote (384-322 avant J.-C.). Pavlov a effectivement découvert (c’est-à-dire identifié et développé) une approche empirique pour étudier le conditionnement classique, codifiant les procédures et la terminologie qui restent la norme (Pavlov 1927).
L’intérêt de Pavlov pour le conditionnement classique est né de ses recherches sur la physiologie de la digestion, pour lesquelles il a obtenu le prix Nobel de médecine en 1904. Pavlov et ses techniciens ont réalisé que les sécrétions de l’estomac d’un chien pouvaient être déclenchées non seulement par l’arrivée de la nourriture dans l’estomac, mais aussi par la vue ou la mastication de la nourriture, et même par l’environnement dans lequel la nourriture est délivrée. On a également constaté que la sécrétion de salive était associable, les chiens salivant à des stimuli qui précédaient régulièrement la présentation de la nourriture, y compris à des stimuli nouveaux, comme une cloche, qui n’avaient jamais auparavant induit de salivation.
CONDITIONNEMENT CLASSIQUE
Avec le conditionnement classique ou pavlovien, le stimulus conditionné (CS) neutre est associé à un stimulus non conditionné (US) biologiquement significatif, jusqu’à ce que le CS en vienne à susciter une réponse apprise ou conditionnée (CR). Pour en revenir aux chiens de Pavlov, après avoir expérimenté des paires répétées de cloches (CS) et de nourriture (US), la cloche, auparavant neutre, a commencé à provoquer une salivation. Dans cet exemple, la réponse conditionnée et la réponse inconditionnée (UR) sont toutes deux des réponses salivaires. Il n’est pas nécessaire que ce soit toujours le cas – la RC peut aussi s’opposer ou être totalement sans rapport avec la UR.
Deux aspects de la relation temporelle CS-US ont un impact sur la force du conditionnement pavlovien : (1) le temps qui s’écoule entre l’apparition du premier et du second stimulus (c’est-à-dire l’intervalle interstimulus, ou ISI) ; et (2) l’ordre dans lequel le CS et l’US sont présentés. Dans le conditionnement à court et à long terme, le CS précède le US avec un ISI plus court ou plus long, respectivement. L’ajout d’une pause entre le décalage du CS et le début de l’US donne lieu à un conditionnement par trace. Le conditionnement simultané, comme son nom l’indique, exige que le CS et l’US soient présentés en même temps. Enfin, dans le cas du conditionnement à rebours, le CS est présenté après l’apparition de l’US. En règle générale, le rythme d’apprentissage du conditionnement classique s’accélère au fur et à mesure que le CS devient de plus en plus précis pour prédire l’US. Le conditionnement différé est normalement acquis le plus rapidement, suivi du conditionnement par trace. Le conditionnement simultané et le conditionnement à rebours produisent généralement peu ou pas d’apprentissage.
CONDITIONNEMENT APPETITIF/AVERSIF
Le conditionnement appétitif utilise un stimulus renforçant positif – par exemple, l’accès à la nourriture, à l’eau ou au sexe. Il est intéressant de noter que les animaux conditionnés avec un stimulus appétissant, comme la nourriture, s’approcheront souvent et entreront en contact avec le stimulus, signalant ainsi sa disponibilité. Si un stimulus visuel localisé (CS) signale de manière répétée la livraison de nourriture (US), les pigeons vont souvent picorer le CS avant de s’approcher de la coupe de nourriture, bien que le picage ne soit pas nécessaire pour accéder à la nourriture. Il est intéressant de noter que le suivi d’un signal alimentaire semble être spécifique à la modalité. Lorsqu’ils sont entraînés avec un CS auditif, qui est vraisemblablement moins localisé dans l’espace, les pigeons ne picorent pas le CS mais avancent directement vers la coupe de nourriture (Brown et Jenkins 1968).
Le conditionnement aversif est accompli avec un US légèrement douloureux ou autrement désagréable. Le modèle à deux processus du conditionnement aversif postule que les CR émotionnels (c’est-à-dire la peur) émergent en premier, suivis par des CR moteurs plus spécialisés et adaptatifs (Konorski 1967). Le conditionnement de la peur et le conditionnement moteur sont normalement étudiés indépendamment l’un de l’autre, chacun utilisant des procédures expérimentales distinctes.
Dans une expérience typique de conditionnement de la peur, le CS sonore ou lumineux est associé à un choc électrique léger ou à un bruit fort US. Le conditionnement de la peur, qui engendre une variété de réponses autonomes et comportementales, est une forme très rapide d’apprentissage – ne nécessitant qu’un seul couplage CS-US dans les bonnes conditions (LeDoux 2000).
Le CR moteur le plus couramment étudié est le clignement des yeux anticipé. Après avoir été apparié avec une bouffée d’air ou un léger choc à l’œil (US), le CS sonore ou lumineux vient susciter un clignement CR. Des centaines d’essais sont souvent nécessaires pour bien chronométrer la réponse, mais les sujets finissent par apprendre à exécuter le CR juste avant le début du US (Christian et Thompson 2003).
L’amygdale, dans le lobe temporal médian du cerveau, est essentielle pour l’acquisition de la peur conditionnée. Le clignement anticipé des yeux, quant à lui, dépend de circuits situés dans le tronc cérébral et le cervelet. Dans les deux cas, l’association répétée du CS et du US permet aux signaux neuronaux déclenchés par chaque stimulus de converger et d’interagir. La plasticité synaptique associative CS-US dans l’amygdale et le cervelet permet des changements dans les schémas d’activation neuronale du CS, amenant les réponses conditionnées émotionnelles et motrices, respectivement, sous le contrôle du CS.
EXTINCTION
Jusqu’à présent, le conditionnement classique a été discuté en termes d’associations naissantes ou établies entre les stimuli. Dans le monde réel, ces relations restent rarement statiques – le CS peut, avec le temps, perdre sa capacité à prédire avec précision l’US. Dans une procédure appelée extinction, le CS est présenté seul, une fois le conditionnement terminé, afin d’affaiblir ou d’éteindre l’association CS-US et, par extension, la réponse conditionnée comportementale. La réduction de la réponse conditionnée n’est cependant pas due à un simple oubli, qui peut se produire après une absence prolongée du CS. L’extinction nécessite un nouvel apprentissage de la part de l’organisme – l’apprentissage que le CS n’est plus prédictif de l’US.
Les résultats de plusieurs phénomènes comportementaux montrent clairement que l’extinction n’est pas le résultat du désapprentissage de l’association CS-US. Premièrement, le réapprentissage de l’association CS-US est significativement plus rapide après l’extinction que lors de l’acquisition initiale. Deuxièmement, une RC éteinte peut temporairement réapparaître si un stimulus excitant ou sensibilisant est présenté juste avant la CS. Troisièmement, au fil du temps, une CR éteinte peut se rétablir spontanément si la CS est représentée. Ces trois résultats soutiennent l’idée que l’association originale CS-US reste intacte – bien qu’inhibée – une fois éteinte.
Approches thérapeutiques/cliniques
Les principes classiques du conditionnement sous-tendent de nombreuses techniques thérapeutiques. La thérapie d’exposition, par exemple, est conçue pour aider les patients qui réagissent à des objets ou des situations particulières par une peur irréaliste ou excessive. Le contre-conditionnement, par exemple, exige que le stimulus déclencheur soit associé à un événement ou un objet positif. On peut montrer à un patient une araignée et lui donner un ours en peluche, en associant l’araignée au confort de l’ours. Avec la désensibilisation, les peurs irrationnelles d’un patient sont rendues incompatibles en introduisant lentement des versions progressivement plus fortes du stimulus déclencheur – par exemple, une image d’une araignée, une araignée en plastique, puis une véritable araignée.
Le conditionnement classique peut également être appliqué aux études cliniques qui se concentrent sur le traitement comportemental et cognitif humain. Les régions du cerveau sollicitées par le conditionnement classique du clignement des yeux – notamment le tronc cérébral, le cervelet et le système limbique – sont les mêmes que celles affectées par de nombreux troubles cliniques. Discerner les différences dans l’acquisition et la synchronisation du conditionnement du clignement des yeux chez les patients, par rapport aux sujets témoins, est un outil de diagnostic efficace pour étudier les corrélats cerveau-comportement de la pathologie clinique. Les sujets autistes, par exemple, acquièrent des CR de eyeblink à un rythme plus rapide et avec un temps d’apparition plus précoce que les témoins appariés à l’âge (voir Steinmetz et al. pour une revue).
PHÉNOMÈNES PSYCHOLOGIQUES
Le conditionnement classique joue un rôle dans de nombreux phénomènes psychologiques. Les émotions, comme nous l’avons déjà noté, se conditionnent rapidement et facilement, surtout lorsque l’émotion est intensément ressentie. Une expérience traumatisante peut susciter des émotions fortes qui deviennent associées à d’autres aspects de la situation, notamment le lieu, les autres personnes impliquées et même l’heure de la journée. Les attitudes et les préférences sont également susceptibles d’être modifiées par association. Les attitudes envers les personnes d’autres races, nationalités ou religions peuvent être influencées par la façon dont elles sont présentées dans les médias d’information ou de divertissement. De même, les publicitaires reconnaissent depuis longtemps les avantages de lier un produit de consommation, qu’il s’agisse d’une bière, d’un jean ou d’une voiture, à un renforçateur positif, tel qu’un modèle séduisant.
ADDITION AUX DROGUES
La consommation de drogues est généralement associée à un environnement spécifique et à un rituel d’administration spécifique (par exemple, l’injection). Ces indices peuvent être conditionnés pour prédire le début de l’effet de la drogue et, à leur tour, générer des réponses compensatoires pour contrecarrer ces effets – ce qui aide le corps à maintenir l’homéostasie. Un médicament qui diminue le rythme cardiaque d’un utilisateur finira, s’il est pris au même endroit et de la même manière, par être compensé par une augmentation compensatoire du rythme cardiaque. L’activation des RC compensatoires coïncide et contribue également à la tolérance aux drogues, ce qui nécessite de prendre plus de drogue pour obtenir le même effet. Dans cette mesure, le risque d’overdose augmente – en raison d’un CR compensatoire limité – si le médicament est pris dans un nouvel environnement ou administré d’une manière nouvelle (Siegel 1999).
CONDITIONNEMENT OPÉRANT/INSTRUMENTAL
Une autre forme d’apprentissage associatif, appelée conditionnement opérant ou instrumental, dépend de la formation d’associations entre le stimulus et la réponse (apprentissage S-R), contrairement au conditionnement classique, qui repose sur l’apprentissage S-S. Edward Thorndike (1874-1949) est à l’origine d’une grande partie des premières recherches sur le conditionnement opérant. Il a observé qu’un chat placé dans une cage verrouillée apprendrait, par essais et erreurs, à déverrouiller la cage s’il était récompensé par un morceau de poisson à l’extérieur. A partir de ces observations et d’autres, Thorndike a formulé la loi de l’effet, qui stipule que l’association S-R est renforcée ou affaiblie selon que l’effet consécutif (US) est renforçant ou punitif.
Au milieu du vingtième siècle, le premier chercheur sur le conditionnement opérant était B. F. Skinner (1904-1990). Skinner a découvert que le comportement d’un animal pouvait être façonné en réduisant progressivement la gamme des comportements renforcés, un processus appelé approximation successive. Il a également mis au point des procédures d’opération libre pour étudier l’apprentissage S-R. La boîte de Skinner typique contenait une ou plusieurs lumières de stimulation, un ou plusieurs leviers sur lesquels l’animal pouvait appuyer, et un ou plusieurs endroits où les renforçateurs, comme la nourriture, pouvaient être distribués. Avec des centaines à des milliers de réponses potentielles de pression sur les leviers par session, Skinner a concentré ses analyses sur la rapidité avec laquelle l’animal répétait la réponse.
Voir aussi Conditionnement opérant ; Pavlov, Ivan ; Théories du renforcement
BIBLIOGRAPHIE
Brown, Paul L., et Herbert M. Jenkins. 1968. Auto-modelage du bec de la clé du pigeon. Journal of Experimental Analysis of Behavior 11 : 1-8.
Christian, Kimberly M., et Richard F. Thompson. 2003. Substrats neuronaux du conditionnement du clin d’œil : Acquisition et rétention. Learning and Memory 10 : 427-455.
Konorski, Jerzy. 1967. L’activité intégrative du cerveau : Une approche interdisciplinaire. Chicago : University of Chicago Press.
LeDoux, Joseph E. 2000. Les circuits de l’émotion dans le cerveau. Annual Review of Neuroscience 23 : 155-184.
Pavlov, Ivan P. 1927. Réflexes conditionnés : Une enquête sur l’activité physiologique du cortex cérébral. Trans. G. V. Anrep. Londres : Oxford University Press.
Siegel, Shephard. 1999. Anticipation des drogues et toxicomanie : The 1998 H. David Archibald Lecture. Addiction 94 (8) : 1113-1124.
Steinmetz, Joseph E., Jo-Anne Tracy, et John T. Green. 2001. Conditionnement classique du clignement des yeux : Modèles et applications cliniques. Science intégrative physiologique et comportementale 36 (3) : 220-238.
Derick H. Lindquist
Joseph E. Steinmetz
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