Condizionamento classico
IVAN PAVLOV
CONDIZIONAMENTO CLASSICO
CONDIZIONAMENTO ATTIVO/AVERSIVO
EXTINCTION
TERAPEUTICO/CLINICO APPROCCI
FENOMENO PSICOLOGICO
DROGAZIONE
CONDIZIONAMENTO OPERATIVO/INSTRUMENTALE
BIBLIOGRAFIA
La formazione di collegamenti o associazioni tra sensazioni correlate, emozioni o pensieri è la base di una forma evolutivamente vecchia e importante di apprendimento conosciuta come condizionamento classico. Dalla fine del diciannovesimo secolo, un insieme di procedure standardizzate di condizionamento (addestramento) sono state utilizzate per studiare l’apprendimento associativo e, più recentemente, le sue basi neurobiologiche.
IVAN PAVLOV
Il fisiologo russo Ivan Pavlov (1849-1936) è solitamente accreditato con la scoperta del condizionamento classico. In realtà, l’idea che le associazioni si sviluppino tra stimoli vicini (contigui) nello spazio o nel tempo fu articolata per la prima volta dal filosofo greco Aristotele (384-322 a.C.). Pavlov scoprì (cioè identificò e sviluppò) un approccio empirico per studiare il condizionamento classico, codificando le procedure e la terminologia che rimangono lo standard (Pavlov 1927).
L’interesse di Pavlov per il condizionamento classico emerse dalle sue ricerche sulla fisiologia della digestione, per le quali ricevette il premio Nobel per la medicina nel 1904. Pavlov e i suoi tecnici si resero conto che le secrezioni gastriche di un cane potevano essere innescate non solo dal cibo che raggiunge lo stomaco, ma anche dalla vista o dalla masticazione del cibo, e persino dall’ambiente in cui il cibo viene consegnato. La secrezione di saliva era anche associabile, con i cani che salivano agli stimoli che precedevano regolarmente la presentazione del cibo, compresi gli stimoli nuovi, come un campanello, che non avevano mai indotto la salivazione.
CONDIZIONAMENTO CLASSICO
Con il condizionamento classico o pavloviano, lo stimolo condizionato neutro (CS) è associato a uno stimolo incondizionato biologicamente significativo (US), fino al momento in cui il CS arriva a suscitare una risposta appresa o condizionata (CR). Tornando ai cani di Pavlov, dopo aver sperimentato ripetuti abbinamenti tra campana (CS) e cibo (US), la campana precedentemente neutra ha iniziato a suscitare la salivazione. In questo esempio, sia la CR che la risposta incondizionata (UR) sono una risposta salivante. Questo non deve essere sempre il caso – CR può anche opporsi o essere del tutto estraneo alla UR.
Due aspetti della relazione temporale CS-US hanno un impatto sulla forza del condizionamento pavloviano: (1) la quantità di tempo che intercorre tra l’inizio del primo e del secondo stimolo (cioè l’intervallo interstimolo, o ISI); e (2) l’ordine in cui il CS e l’US sono presentati. Nel condizionamento a breve e lungo ritardo, il CS precede l’US con un ISI più breve o più lungo, rispettivamente. L’aggiunta di una pausa tra l’offset del CS e l’inizio dell’US risulta in un condizionamento di traccia. Il condizionamento simultaneo, come implica il suo nome, richiede che il CS e l’US siano presentati allo stesso tempo. Infine, con il condizionamento a ritroso, il CS viene presentato dopo l’inizio dell’US. Come regola generale, il tasso di apprendimento nel condizionamento classico accelera man mano che il CS diventa progressivamente più accurato nel predire l’US. Il condizionamento ritardato è normalmente acquisito più velocemente, seguito dal condizionamento in traccia. Il condizionamento simultaneo e il condizionamento a ritroso producono tipicamente poco o nessun apprendimento.
CONDIZIONAMENTO APPETITIVO/AVERSIVO
Il condizionamento appetitivo utilizza uno stimolo positivo di rinforzo – per esempio, l’accesso al cibo, all’acqua o al sesso. È interessante notare che gli animali condizionati con uno stimolo appetitivo, come il cibo, spesso si avvicinano e contattano lo stimolo segnalandone la disponibilità. Se uno stimolo visivo localizzato (CS) segnala ripetutamente la consegna del cibo (US), i piccioni spesso beccano il CS prima di avvicinarsi alla tazza del cibo, anche se il beccare non è richiesto per l’accesso al cibo. È interessante notare che l’inseguimento di un segnale alimentare sembra essere specifico della modalità. Quando vengono addestrati con un CS uditivo, che è presumibilmente meno localizzato nello spazio, i piccioni non beccano il CS ma avanzano direttamente verso la ciotola del cibo (Brown e Jenkins 1968).
Il condizionamento aversivo si realizza con un US leggermente doloroso o comunque sgradevole. Il modello a due processi del condizionamento aversivo postula che i CR emotivi (cioè la paura) emergano per primi, seguiti da CR motori più specializzati e adattivi (Konorski 1967). La paura e il condizionamento motorio sono normalmente studiati indipendentemente l’uno dall’altro – ciascuno utilizzando procedure sperimentali distinte.
In un tipico esperimento di condizionamento alla paura, il tono o la luce CS è accoppiato con una leggera scossa elettrica o un forte rumore US. Il condizionamento della paura, che genera una varietà di risposte autonome e comportamentali, è una forma molto rapida di apprendimento, che richiede solo un singolo abbinamento CS-US nelle giuste condizioni (LeDoux 2000).
Il CR motorio più comunemente studiato è l’ammiccamento anticipato. Dopo essere stato accoppiato con un soffio d’aria o una lieve scossa all’occhio (US), il tono o la luce CS arriva a suscitare un ammiccamento CR. Centinaia di prove sono spesso necessarie per cronometrare correttamente la risposta, ma i soggetti alla fine imparano ad eseguire il CR appena prima dell’inizio degli US (Christian e Thompson 2003).
L’amigdala, nel lobo temporale mediale del cervello, è fondamentale per acquisire la paura condizionata. L’ammiccamento anticipato, d’altra parte, si basa su circuiti nel tronco cerebrale e nel cervelletto. In entrambi i casi, l’accoppiamento ripetuto di CS e US permette ai segnali neurali avviati da ogni stimolo di convergere e interagire. La plasticità sinaptica associativa CS-US nell’amigdala e nel cervelletto permette cambiamenti nei modelli di attivazione neurale del CS, portando le risposte emotive e motorie condizionate, rispettivamente, sotto il controllo del CS.
EXTINCTION
Fino a questo punto, il condizionamento classico è stato discusso in termini di associazioni nascenti o stabilite tra stimoli. Nel mondo reale, tali relazioni raramente rimangono statiche – il CS può col tempo perdere la sua capacità di predire accuratamente gli US. In una procedura chiamata estinzione, il CS viene presentato da solo, una volta che il condizionamento è completo, al fine di indebolire o estinguere l’associazione CS-US e, per estensione, il CR comportamentale. La riduzione della risposta condizionata non è dovuta alla semplice dimenticanza, tuttavia, che può verificarsi dopo una prolungata assenza del CS. L’estinzione richiede un nuovo apprendimento da parte dell’organismo – imparare che il CS non è più predittivo degli US.
I risultati di diversi fenomeni comportamentali rendono chiaro che l’estinzione non è il risultato del disimparare l’associazione CS-US. In primo luogo, il riapprendimento dell’associazione CS-US è significativamente più veloce dopo l’estinzione che durante l’acquisizione originale. In secondo luogo, un CR estinto può temporaneamente riapparire se uno stimolo eccitante o sensibilizzante viene presentato appena prima del CS. In terzo luogo, nel tempo un CR estinto può recuperare spontaneamente se il CS è rappresentato. Tutti e tre i risultati supportano l’idea che l’associazione originale CS-US rimane intatta – anche se inibita – una volta estinta.
APPROCCI TERAPEUTICI/CLINICI
I principi del condizionamento classico sono alla base di molte tecniche terapeutiche. La terapia di esposizione, per esempio, è progettata per aiutare i pazienti che rispondono a particolari oggetti o situazioni con una paura irrealistica o eccessiva. Per esempio, il controcondizionamento richiede che lo stimolo scatenante sia accoppiato con un evento o un oggetto positivo. Ad un paziente potrebbe essere mostrato un ragno e poi dato un orsacchiotto – associando il ragno con il conforto offerto dall’orso. Con la desensibilizzazione, le paure irrazionali di un paziente sono rese incompatibili introducendo lentamente versioni progressivamente più forti dello stimolo scatenante – per esempio, un’immagine di un ragno, un ragno di plastica e poi un ragno reale.
Il condizionamento classico può anche essere applicato a studi clinici che si concentrano sull’elaborazione cognitiva e comportamentale umana. Le regioni cerebrali impegnate dal condizionamento classico dell’occhiolino – tra cui il tronco cerebrale, il cervelletto e il sistema limbico – sono le stesse regioni cerebrali interessate da numerosi disturbi clinici. Discernere le differenze nell’acquisizione e nei tempi di eyeblink CRs per i pazienti, rispetto ai soggetti di controllo, è un efficace strumento diagnostico per studiare i correlati cervello-comportamento della patologia clinica. I soggetti autistici, per esempio, acquisiscono CRs eyeblink ad un ritmo più veloce e con un tempo di insorgenza più precoce rispetto ai controlli di pari età (vedi Steinmetz et al. per una revisione).
FENOMENI PSICOLOGICI
Il condizionamento classico gioca un ruolo in molti fenomeni psicologici. Le emozioni, come già notato, condizionano rapidamente e facilmente, specialmente quando l’emozione è intensamente sentita. Un’esperienza traumatica può suscitare forti emozioni che vengono associate ad altri aspetti della situazione, incluso il luogo, le altre persone coinvolte e persino l’ora del giorno. Gli atteggiamenti e le preferenze sono ugualmente suscettibili di modifica per associazione. Gli atteggiamenti verso persone di altre razze, nazionalità o religioni possono essere influenzati da come sono ritratte nelle notizie o nei media di intrattenimento. Allo stesso modo, i pubblicitari hanno da tempo riconosciuto i vantaggi di collegare un prodotto di consumo, sia esso birra, jeans o un’auto, con un rinforzatore positivo, come un modello attraente.
DROGA ADDICTION
L’uso di droghe è tipicamente associato a un ambiente specifico e a un rituale di somministrazione specifico (per esempio, iniezione). Questi spunti possono essere condizionati per prevedere l’inizio dell’effetto della droga e, a loro volta, generare risposte compensatorie per contrastare questi effetti, aiutando il corpo a mantenere l’omeostasi. Un farmaco che diminuisce il battito cardiaco di un utente alla fine, se preso nello stesso luogo e modo, sarebbe compensato da un aumento compensativo della frequenza cardiaca. L’attivazione dei CR compensatori coincide e contribuisce anche alla tolleranza alla droga, rendendo necessaria l’assunzione di più droga per lo stesso effetto. In quanto, la possibilità di un sovradosaggio aumenta – a causa di un CR compensatorio limitato – se il farmaco viene assunto in un nuovo ambiente o somministrato in modo nuovo (Siegel 1999).
CONDIZIONAMENTO OPERANTE/INSTRUMENTALE
Un’altra forma di apprendimento associativo, chiamato condizionamento operante o strumentale, dipende dalla formazione di associazioni tra lo stimolo e la risposta (apprendimento S-R), diversamente dal condizionamento classico, che si basa sull’apprendimento S-S. Edward Thorndike (1874-1949) è stato il pioniere di molte delle prime ricerche sul condizionamento operante. Egli osservò notoriamente che un gatto posto all’interno di una gabbia chiusa a chiave avrebbe, per tentativi ed errori, imparato a sbloccare la gabbia se premiato con un pezzo di pesce all’esterno. Da queste e altre osservazioni, Thorndike formulò la legge dell’effetto, che afferma: l’associazione S-R è rafforzata o indebolita a seconda che l’effetto conseguente (US) sia rinforzante o punitivo.
Entro la metà del ventesimo secolo, il primo ricercatore sul condizionamento operante fu B. F. Skinner (1904-1990). Skinner scoprì che il comportamento di un animale poteva essere modellato restringendo progressivamente la gamma dei comportamenti rinforzati, un processo chiamato approssimazione successiva. Ha anche sviluppato procedure a funzionamento libero per studiare l’apprendimento S-R. La tipica scatola di Skinner conteneva una o più luci di stimolo, una o più leve che l’animale poteva premere, e uno o più posti in cui i rinforzi, come il cibo, potevano essere consegnati. Con centinaia o migliaia di potenziali risposte alla pressione della leva per sessione, Skinner concentrava le sue analisi sulla rapidità con cui l’animale ripeteva la risposta.
Vedi anche Condizionamento Operativo; Pavlov, Ivan; Teorie del rinforzo
BIBLIOGRAFIA
Brown, Paul L., e Herbert M. Jenkins. 1968. Auto-formazione del becco della chiave del piccione. Journal of Experimental Analysis of Behavior 11: 1-8.
Christian, Kimberly M., and Richard F. Thompson. 2003. Substrati neurali del condizionamento di Eyeblink: Acquisizione e ritenzione. Apprendimento e memoria 10: 427-455.
Konorski, Jerzy. 1967. Attività integrativa del cervello: An Interdisciplinary Approach. Chicago: University of Chicago Press.
LeDoux, Joseph E. 2000. Circuiti dell’emozione nel cervello. Annual Review of Neuroscience 23: 155-184.
Pavlov, Ivan P. 1927. Riflessi condizionati: An Investigation of the Physiological Activity of the Cerebral Cortex. Trans. G. V. Anrep. London: Oxford University Press.
Siegel, Shephard. 1999. Anticipazione della droga e tossicodipendenza: La lezione di H. David Archibald del 1998. Addiction 94 (8): 1113-1124.
Steinmetz, Joseph E., Jo-Anne Tracy, and John T. Green. 2001. Condizionamento oculare classico: Modelli clinici e applicazioni. Integrative Physiological and Behavioral Science 36 (3): 220-238.
Derick H. Lindquist
Joseph E. Steinmetz