Cách thức học tập Điều kiện hóa cổ điển Các quá trình chung trong điều kiện hóa cổ điển

Trong các ví dụ trước đó bạn đã biết cách điều kiện hóa cổ điển hoạt động và bây giờ hãy cùng xem một số quy trình chung có liên quan đến nó. Trong điều kiện hóa cổ điển, giai đoạn đầu tiên của quá trình học hỏi được gọi là sự tiếp thu, khi một sinh vật học cách kết nối một kích thích trung tính và một kích thích không điều kiện. Trong quá trình thu nhận, kích thích trung tính bắt đầu tạo ra phản ứng có điều kiện, và cuối cùng kích thích trung tính trở thành kích thích có điều kiện có khả năng tự tạo ra phản ứng có điều kiện. Yếu tố thời gian là quan trọng để điều kiện hóa xảy ra. Thông thường, chỉ nên có một khoảng thời gian ngắn giữa việc thực hiện kích thích có điều kiện và kích thích không điều kiện. Tùy thuộc vào những gì đang được điều kiện hóa, đôi khi khoảng thời gian này chỉ là năm giây (Chance, 2009). Tuy nhiên, với các loại điều kiện hóa khác, khoảng thời gian có thể lên đến vài giờ.

Sự chán ghét vị giác là một loại điều kiện trong đó khoảng thời gian vài giờ có thể trôi qua giữa kích thích có điều kiện (thứ gì đó ăn vào) và kích thích không điều kiện (buồn nôn hoặc ốm). Đây là cách nó hoạt động. Giữa các giờ học, bạn và một người bạn lấy bữa trưa nhanh chóng từ xe thức ăn trong khuôn viên trường. Bạn chia sẻ món cà ri gà với bạn và đi đến giờ học tiếp theo. Một vài giờ sau, bạn cảm thấy buồn nôn và trở nên khó chịu. Mặc dù bạn của bạn vẫn ổn và bạn được xác định rằng bị cúm đường ruột (thức ăn không phải là thủ phạm), bạn đã phát triển ác cảm về mùi vị; lần tới khi bạn ở nhà hàng và ai đó gọi món cà ri, bạn sẽ cảm thấy buồn nôn ngay lập tức. Mặc dù món gà không phải là thứ khiến bạn phát ốm, nhưng bạn đang cảm thấy chán ghét vị giác: bạn đã có điều kiện để trở nên ác cảm với một món ăn sau một lần trải nghiệm tồi tệ.

Làm thế nào điều này xảy ra - điều kiện hóa dựa trên một trường hợp duy nhất và liên quan đến thời gian trôi đi kéo dài giữa sự kiện và kích thích tiêu cực? Nghiên cứu về sự chán ghét khẩu vị cho thấy rằng phản ứng này có thể là một sự thích nghi trong quá trình tiến hóa được thiết kế để giúp sinh vật nhanh chóng học cách tránh các loại thức ăn có hại (Garcia & Rusiniak, 1980; Garcia & Koelling, 1966). Điều này không chỉ góp phần vào sự tồn tại của các loài thông qua chọn lọc tự nhiên, mà còn có thể giúp chúng tôi phát triển các chiến lược cho những thách thức chẳng hạn như là giúp bệnh nhân ung thư vượt qua cơn buồn nôn do một số phương pháp điều trị gây ra (Holmes, 1993; Jacobsen và cộng sự, 1993; Hutton, Baracos, & Wismer, 2007; Skolin và cộng sự, 2006). Garcia và Koelling (1966) đã chỉ ra rằng không những có thể điều hòa được sự chán ghét vị giác mà còn có những hạn chế sinh học đối với việc học. Trong nghiên cứu của họ, các nhóm chuột riêng biệt được điều kiện hóa để kết hợp hương vị với bệnh hoặc ánh sáng và âm thanh với bệnh. Kết quả cho thấy rằng tất cả những con chuột tiếp xúc với các cặp hương vị và bệnh thì học cách tránh mùi vị, nhưng không có con chuột nào tiếp xúc với ánh sáng và âm thanh bị bệnh lại học cách tránh ánh sáng hoặc âm thanh. Điều này bổ sung bằng chứng cho ý tưởng rằng điều kiện cổ điển có thể góp phần vào sự tồn tại của các loài bằng cách giúp các sinh vật học cách tránh những kích thích gây nguy hiểm thực sự đối với sức khỏe và sự tồn tại của chúng. 

Robert Rescorla đã chứng minh một sinh vật có thể học cách dự đoán UCS từ CS mạnh mẽ như thế nào. Ví dụ, hai tình huống sau đây. Bố của Ari luôn dùng bữa tối trên bàn mỗi ngày vào lúc 6:00. Mẹ của Soraya đã chuyển đổi thành một số ngày họ ăn tối lúc 6:00, một số ngày họ ăn lúc 5:00 và những ngày khác họ ăn lúc 7:00. Đối với Ari, 6h dự đoán bữa tối một cách chắc chắn và nhất quán, vì vậy Ari có thể sẽ bắt đầu cảm thấy đói hàng ngày ngay trước 6h, ngay cả khi anh ấy đã ăn nhẹ trễ hơn. Mặt khác, Soraya sẽ ít liên hệ 6 giờ với bữa tối, vì 6 giờ không phải lúc nào cũng dự đoán rằng bữa tối sắp đến. Rescorla, cùng với đồng nghiệp của mình tại Đại học Yale, Alan Wagner, đã phát triển một công thức toán học có thể được sử dụng để tính xác suất một mối liên kết sẽ được học dựa trên khả năng của một kích thích có điều kiện để dự đoán sự xuất hiện của một kích thích không điều chỉnh và các yếu tố khác; ngày nay nó được gọi là mô hình Rescorla-Wagner (Rescorla & Wagner, 1972)

Khi chúng ta đã thiết lập được mối liên hệ giữa kích thích không điều kiện và kích thích có điều kiện, làm thế nào để chúng ta phá vỡ mối liên hệ đó và khiến chó, mèo hoặc trẻ em ngừng phản ứng? Trong trường hợp của Tiger, hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ngừng sử dụng dụng cụ mở hộp điện cho thức ăn của nó và bắt đầu chỉ sử dụng dụng cụ này để làm thức ăn cho người. Bây giờ, Tiger sẽ nghe thấy tiếng khui hộp, nhưng nó sẽ không lấy được thức ăn. Theo thuật ngữ điều kiện hóa cổ điển, bạn sẽ đưa ra kích thích có điều kiện, nhưng không phải là kích thích không điều kiện. Pavlov đã khám phá ra viễn cảnh này trong các thí nghiệm của ông với chó: nghe âm thanh mà không cho chó ăn thịt. Ngay sau đó những con chó ngừng phản ứng với âm báo. Sự biến mất là sự giảm phản ứng có điều kiện khi kích thích không điều kiện không còn xuất hiện với kích thích có điều kiện. Khi chỉ xuất hiện với kích thích có điều kiện thì chó, mèo hoặc các sinh vật khác sẽ thể hiện phản ứng ngày càng yếu hơn và cuối cùng là không phản ứng. Theo thuật ngữ điều kiện hóa cổ điển thì có sự suy yếu dần dần và biến mất của phản ứng có điều kiện.

Điều gì xảy ra khi việc học không được sử dụng trong một khoảng thời gian - khi những gì đã học không được vận dụng? Như chúng ta vừa thảo luận, Pavlov thấy rằng khi ông ấy liên tục gõ chuông (kích thích có điều kiện) mà không có thịt (kích thích không điều kiện), sự biến mất của phản xạ đã xảy ra; những con chó ngừng tiết nước bọt theo tiếng chuông. Tuy nhiên, sau vài giờ nghỉ ngơi sau đợt huấn luyện này, những con chó lại bắt đầu chảy nước bọt khi Pavlov rung chuông. Bạn nghĩ điều gì sẽ xảy ra với hành vi của Tiger nếu dụng cụ mở hộp điện của bạn bị vỡ và bạn không sử dụng nó trong vài tháng? Cuối cùng, khi bạn đã sửa xong và bắt đầu sử dụng nó để mở lại đồ ăn cho Tiger, Tiger sẽ nhớ lại sự liên quan giữa đồ mở hộp và đồ ăn của nó - nó sẽ phấn khích và chạy vào bếp khi nghe thấy âm thanh. Hành vi của chó trong thí nghiệm của Pavlov đã minh họa một khái niệm mà Pavlov gọi là sự phục hồi tự phát: sự trở lại của phản ứng có điều kiện đã tắt trước đó sau một thời gian nghỉ ngơi (Hình 4).

Hình 4

Tất nhiên, những quá trình này cũng áp dụng ở người. Ví dụ: giả sử mỗi ngày khi bạn đi bộ đến khuôn viên trường, một chiếc xe tải bán kem đi qua tuyến đường của bạn. Ngày qua ngày, bạn nghe thấy tiếng nhạc của xe tải (yếu tố kích thích trung tính), vì vậy cuối cùng bạn dừng lại và mua một thanh kem sô cô la. Sau đó bạn cắn một miếng (kích thích không điều kiện) và sau đó miệng bạn tiết nước bọt (phản ứng không điều kiện). Giai đoạn học đầu tiên này được gọi là sự tiếp thu, khi bạn bắt đầu kết nối giữa kích thích trung tính (âm thanh của xe tải) và kích thích không điều chỉnh (hương vị của kem sô cô la trong miệng). Trong quá trình thu nhận, phản ứng có điều kiện ngày càng mạnh mẽ hơn thông qua sự kết đôi lặp đi lặp lại của kích thích có điều kiện và kích thích không điều kiện. Vài ngày sau (và cả thanh kem), bạn nhận thấy miệng bắt đầu chảy nước (phản ứng có điều kiện) ngay khi bạn nghe thấy tiếng leng keng của âm nhạc xe tải - ngay cả trước khi bạn cắn vào thanh kem. Rồi một ngày bạn xuống phố. Bạn nghe thấy âm nhạc của xe tải (kích thích có điều kiện) và miệng của bạn tiết nước bọt (phản ứng có điều kiện). Tuy nhiên, khi bạn đến xe tải, bạn phát hiện ra rằng họ đã hết kem. Bạn thất vọng rời đi. Vài ngày tới, bạn đi ngang qua chiếc xe tải và nghe thấy tiếng nhạc, nhưng không dừng lại để mua kem vì bạn sắp đến lớp muộn. Bạn bắt đầu tiết nước bọt ngày càng ít khi nghe nhạc, cho đến cuối tuần, miệng bạn không còn tiết nước bọt khi nghe giai điệu. Điều này minh họa cho sự biến mất của phản ứng. Phản ứng có điều kiện sẽ yếu đi khi chỉ có kích thích có điều kiện (âm thanh của xe tải), mà không được theo sau bởi kích thích không điều kiện (kem sô cô la trong miệng). Rồi cuối tuần cũng đến. Bạn không phải đến lớp, vì vậy bạn không vượt qua xe tải. Sáng thứ hai đến và bạn đi theo con đường quen thuộc của bạn đến trường. Bạn vòng qua góc và nghe thấy tiếng xe tải một lần nữa. Bạn nghĩ cái gì xảy ra? Miệng của bạn bắt đầu tiết nước bọt trở lại. Tại sao? Sau khi ngừng điều tiết, phản ứng có điều kiện xuất hiện trở lại, điều này cho thấy sự phục hồi tự phát.

Qúa trình hay chu kì phát triển của các phản ứng sẽ bao gồm việc các phản ứng đó mạnh lên và yếu đi. Hai quá trình học tập khác nhau - phân biệt kích thích và khái quát kích thích - có liên quan đến việc xác định kích thích nào sẽ kích hoạt các phản ứng đã học được trước đó. Động vật (bao gồm cả con người) cần phải phân biệt giữa các kích thích - ví dụ, giữa âm thanh dự đoán một sự kiện đe dọa và âm thanh bình thường - để chúng có thể phản ứng thích hợp (chẳng hạn như bỏ chạy nếu âm thanh đe dọa). Khi một sinh vật bắt đầu học cách phản ứng khác nhau với các kích thích khác nhau hoặc giống nhau, nó được gọi là khả năng phân biệt kích thích. Theo thuật ngữ điều kiện hóa cổ điển, sinh vật chỉ phản ứng có điều kiện đối với kích thích có điều kiện. Những con chó của Pavlov phân biệt giữa âm cơ bản phát ra trước khi chúng được cho ăn và các âm khác (ví dụ: chuông cửa), vì những âm thanh khác không dự đoán được sự xuất hiện của thức ăn. Tương tự như vậy, chú mèo Tiger cũng phân biệt được âm thanh khui lon và âm thanh của máy trộn điện. Khi máy đánh trứng đang chạy, Tiger không được cho ăn nên không chạy vào bếp tìm thức ăn. Trong một ví dụ khác của chúng tôi, Moisha, bệnh nhân ung thư, phân biệt giữa bác sĩ trị bệnh ung thư và các bác sĩ trị bệnh khác. Cô học cách không cảm thấy ốm khi đến gặp bác sĩ cho các cuộc hẹn khác, chẳng hạn như khám sức khỏe hàng năm.

Mặt khác, khi một sinh vật thể hiện phản ứng có điều kiện đối với các kích thích tương tự với kích thích có điều kiện, nó được gọi là kích thích tổng quát hóa [stimulus generalization], ngược lại với kích thích phân biệt [stimulus discrimination]. Kích thích càng giống với kích thích có điều kiện thì sinh vật càng có nhiều khả năng đưa ra phản ứng có điều kiện. Ví dụ, nếu máy trộn điện phát ra âm thanh rất giống với tiếng mở hộp điện, Tiger có thể chạy đến sau khi nghe thấy âm thanh của nó. Nhưng nếu bạn không cho Tiger ăn theo âm thanh máy trộn điện mà bạn tiếp tục cho Tiger ăn sau khi âm thanh mở hộp điện được phát ra, dần dần Tiger sẽ nhanh chóng học cách phân biệt giữa hai âm thanh (miễn là chúng đủ khác nhau để Tiger có thể phân biệt được chúng). Trong ví dụ khác của chúng tôi, Moisha tiếp tục cảm thấy ốm bất cứ khi nào đến thăm các bác sĩ ung thư khác hoặc các bác sĩ khác trong cùng tòa nhà với bác sĩ ung thư của cô ấy.