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條件反射

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條件反射理論是巴甫洛夫的高級神經活動學説的核心內容,指在一定條件下,外界刺激與有機體反應之間建立起來的暫時神經聯繫。後天形成,有經典條件反射操作性條件反射兩種形式。非條件反射是條件反射形成的基礎。
條件反射在解剖生理學上又稱前饋控制系統。兩樣本來沒有任何聯繫的東西,因為長期一起出現,以後,當其中一樣東西出現的時候,便無可避免地聯想到另外一樣東西。
中文名
條件反射
外文名
conditioned reflex
別    名
巴甫洛夫條件反射
提出者
巴甫洛夫
提出時間
1927年
適用領域
生物學
應用學科
生物

條件反射定義

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基本簡介
原來不能引起某一反應的刺激,通過一個學習過程,就是把這個刺激與另一個能引起反應的刺激同時給予,使他們彼此建立起聯繫,從而在條件刺激和條件反應之間建立起的聯繫叫做條件反射。
條件反射分類
根據信號系統的性質來劃分,條件反射又可分為第一信號系統的反射和第二信號系統的反射。
兩種信號系統:
第一信號系統——以具體事物為條件刺激建立的條件反射。
第二信號系統——以詞語為條件刺激建立的條件反射。人所特有。
藉助詞語,擺脱了具體刺激物的侷限性,可以更多地瞭解自己未曾經歷和未認識的事物,形成心理活動的有意性和自覺性。
二者密切聯繫、協同活動。
根據引起條件反射的信號的類型,條件反射又可分為第一信號系統的反射和第二信號系統的反射。由各種視覺的、聽覺的、觸覺的、嗅覺的、味覺的具體信號引起的,叫做第一信號系統的反射,是人和動物共有的。
非條件反射概念
非條件反射是指人生來就有的先天性反射。是一種比較低級的神經活動,由大腦皮層以下的神經中樞(如腦幹、脊髓)參與即可完成。膝跳反射眨眼反射縮手反射、嬰兒的吮乳、排尿反射等都屬於非條件反射
條件反射概念
條件反射是人出生以後在生活過程中逐漸形成的後天性反射,是在非條件反射的基礎上,經過一定的過程,在大腦皮層參與下完成的,是一種高級的神經活動,是高級神經活動的基本方式。多次吃過梅子的人,當他看到梅子的時候,也會流口水。這就是他在曾經吃過梅子流口水的基礎上完成的,因此是條件反射。可以想象一下,如果當年曹操的士兵都沒有吃過梅子,也從沒有人告訴他們梅子是酸的,那將是什麼樣的一種結局。
條件反射(張硯鈞 作) 條件反射(張硯鈞 作)
人類在與大自然鬥爭的過程中,在羣體中產生了語言,大腦越來越發達,在大腦皮層形成了語言中樞,於是人類能對抽象的語言文字形成條件反射,這是人類所特有的,屬於第二信號系統的反射,例如望梅止渴。(望梅止渴的典故來自於曹操在沙漠中行軍,因為口渴,稱前面有處梅林,勉勵士兵行軍。這裏的“望”是指在腦海中想象的意思。)
條件反射與非條件反射區別
以下的表格跟有利於大家記憶和掌握重點:
類型
區別
聯繫
示例
非條件反射
生來就有;低級的:不需大腦皮質的參與
條件反射在非條件
嬰兒吮奶;膝跳反射
條件反射
後天學習逐漸形成的;高級的;需大腦皮質的參與;絕大多數S-R都是條件反射
反射基礎上形成的
看到梅子分泌唾液;聽到梅子分泌唾液

條件反射發現背景

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條件反射基本簡介

在19世紀末期,俄國生理學家巴甫洛夫進行了一系列的實驗,這些實驗很快受到全世界生物學家的注意。巴甫洛夫致力於神經系統如何支配行為的工作。他通過研究狗產生唾液的種種方式揭示了一些學習行為的本質。

條件反射實驗簡介

為了計量狗在實驗期間分泌唾液的量,他為每一隻實驗的狗做了一個小手術,即改變了一條唾腺導管的路線,唾液通常是通過一條唾腺經過導管流入狗的口腔的,巴甫洛夫改變了這條導管的線路,使它通到體外。這樣,就可以接取和計量由導管滴出的唾液。待狗的手術口癒合後,巴甫洛夫便開始實驗,他每次給狗吃肉的時候,狗即流口水,而且看到肉就流口水,這説明狗是健康的,具有流涎反應。此後,巴甫洛夫每次給狗吃肉之前總是按蜂鳴器。於是,這聲音就如同讓狗看到肉一樣,也會使他們流下口水,即使蜂鳴器響過後沒有食物,亦如此。不過,巴甫洛夫發現,他不能無休止的連續欺騙這些狗。如果蜂鳴器響過後不給食物,狗對該聲音的反應就會愈來愈弱,分泌的唾液一次比一次少。但是,假如不是連續數天的試驗,他們還會對蜂鳴器的聲音作出流涎的反應,然而已經不像先前得那麼多了。
條件反射與非條件反射最主要的區別在於,條件反射是由於條件刺激引起的反射,一般建立在非條件反射的基礎上;而非條件反射是與生俱來的,恆久不變的,是生物的基本生存能力。就像著名的巴甫洛夫關於反射的實驗,狗吃東西時分泌唾液是非條件反射,而聽到鈴鐺分泌唾液是條件反射,是長期的強化(無關刺激和非條件刺激在時間上的結合)所得。條件反射要經過大腦皮層,而非條件反射一般只經過大腦皮層以下的中樞,較低級。
動物先天的反射,稱為非條件反射。它是相對於條件反射而言的。在對條件反射的研究中,作為應該與條件刺激相結合的非條件反射常常應用食物性反射(唾液或胃液的分泌)。

條件反射命名

條件反射既是生理現象也是心理現象,所以巴甫洛夫有時又把條件反射稱為心理反射或信號反射。

條件反射舉例

例如,不論是打鈴還是輕微的點擊,只要與食物結合起來,就會使狗“遵命”流口水。巴甫洛夫把這種非本能的反應稱作“條件反射”。
巴甫洛夫的另外一個實驗是,給狗餵食的同時吹哨子。重複多次以後,狗一聽到哨聲就分泌唾液,不過狗對各種哨聲——響亮的,微弱的,高音的,低音的都起同樣的反應,似乎不同的哨音在他們聽起來沒有什麼區別。然後,實驗員使用幾種哨子,但是隻吹一個特定的哨子才給肉吃。不久,這些狗就只對給他們帶來食物的哨子聲有反應了。

條件反射形成條件

最常見的條件反射是食物唾液分泌條件反射。給狗進食會引起唾液分泌,這是非條件反射;食物是非條件刺激。給狗聽鈴聲不會引起唾液分泌,鈴聲與唾液分泌無關,稱為無關刺激。但是,如在每次給狗進食之前,先給聽鈴聲,這樣經多次結合後,當鈴聲一出現,狗就有唾液分泌。這時,鈴聲已成為進食(非條件刺激)的信號,稱為信號刺激或條件刺激。由條件刺激(鈴聲)的單獨出現所引起的唾液分泌,稱為食物唾液分泌條件反射。可見,條件反射是後天獲得的。形成條件反射的基本條件是非條件刺激與無關刺激在時間上的結合,這個過程稱為強化。任何無關刺激與非條件刺激多次結合後,當無關刺激轉化為條件刺激時,條件反射也就形成。
如果無關刺激(聲、光等)與引起動物軀體運動的非條件刺激(如機械、電刺激肢體皮膚等)多次結合,則可形成防禦運動條件反射。有的條件反射較複雜,它要求動物完成一定的操作。例如,大鼠在實驗箱內由於偶然踩在槓桿上而得到食物,如此重複多次,則大鼠學會自動踩槓桿而得食。在此基礎上進一步訓練,只有當某種信號(如燈光)出現時踩槓桿,才能得到食物。這樣多次訓練強化後,動物見到特定的信號(燈光),就去踩槓桿而得食。這種條件反射稱為操作式條件反射。它的特點是,動物必須通過自己的某種運動或操作才能得到強化。

條件反射過程

條件反射建立之後,如果反覆應用條件刺激而不給予非條件刺激強化,條件反射就會逐漸減弱,最後完全不出現。這稱為條件反射的消退。例如,鈴聲與食物多次結合應用,使狗建立了條件反射;然後,反覆單獨應用鈴聲而不給予食物(不強化),則鈴聲引起的唾液分泌量會逐漸減少,最後完全不能引起分泌。條件反射的消退是由於在不強化的條件下,原來引起唾液分泌的條件刺激,轉化成了引起大腦皮層發生抑制的刺激。條件反射的消退並不是條件反射的喪失,而是從原先引起興奮(有唾液分泌)的條件反射轉化成為引起抑制(無唾液分泌)的條件反射;前者稱為陽性條件反射,後者稱為陰性條件反射。
在機體生活過程中,條件反射可以不斷建立,而由於環境的改變一些條件反射發生了消退,又有一些新的條件反射建立,這樣使動物對環境的變化能更好地適應。

條件反射研究對象

研究條件反射,常以動物為對象。

條件反射緒論

條件反射形成的機制還不完全清楚。曾經推想過,條件反射的建立是大腦皮層的條件刺激興奮灶與非條件刺激興奮灶在多次結合後,兩個興奮灶之間形成了暫時聯繫。但這一推想得不到實驗的證明。條件反射的建立與中樞許多部位都有關係,其中腦幹網狀結構和大腦皮層起着重要的作用。
條件反射的情境涉及四個事項,兩個屬於刺激,兩個屬於機體的反應。一個是中性刺激(neutral stimulus, NS),它在條件反射形成之前,並不引起預期的、需要學習的反應。這是條件刺激(conditioned stimulus, CS),在巴甫洛夫的實驗中就是鈴響。第二個刺激是非條件刺激(unconditioned stimulus, US)。它在條件反射形成之前就能引起預期的反應:條件反射形成之前,出現了肉,即UCS,就引起唾液分泌。對於無條件刺激的唾液分泌反應叫作非條件反應(unconditioned response, UR)。這是在形成任何程度的條件反射之前就會發生的反應。由於條件反射的結果而開始發生的反應叫作條件反應(conditioned response, CR),即沒有肉,只有鈴響的唾液分泌反應。當兩個刺激緊接着(在空間和時間上相近),反覆地出現,就形成條件反射。通常,無條件刺激緊跟着條件刺激出現。條件刺激和無條件刺激相隨出現數次後,條件刺激就逐漸引起唾液分泌。這時,動物就有了條件反應。一度中性的條件刺激(鈴響)單獨出現即可引起唾液分泌。
第一階段(非條件前提):非條件刺激→非條件反應
(食物)(流唾液)
第二階段(非條件插入):非條件刺激+中性刺激→非條件反應
(食物)(鈴聲)(流唾液)
第三階段(條件效果):條件刺激(=中性刺激)→條件反應(=非條件反應)
(鈴聲)(流唾液)
第四階段:條件刺激+沒有非條件刺激→條件反射消退
(鈴聲)(無食物)(消退)
中性刺激與非條件刺激在時間上的結合稱為強化,強化的次數越多,條件反射就越鞏固。條件刺激並不限於聽覺刺激。一切來自體內外的有效刺激(包括複合刺激、刺激物之間的關係及時間因素等)只要跟非條件刺激在時間上結合(即強化),都可以成為條件刺激,形成條件反射。一種條件反射鞏固後,再用另一個新刺激與條件反射相結合,還可以形成第二級條件反射。同樣,還可以形成第三級條件反射。在人身上則可以建立多級的條件反射。
當條件刺激不被非條件刺激所強化時,就會出現條件反射的抑制,主要有消退抑制和分化。條件反射建立以後,如果多次只給條件刺激而不用非條件刺激加以強化,結果是條件反射的反應強度將逐漸減弱,最後將完全不出現。例如,對以鈴聲為條件刺激而形成唾液分泌條件反射的狗,只給鈴聲,不用食物強化,多次以後,則鈴聲引起的唾液分泌量將逐漸減少,甚至完全不能引起分泌,出現條件反射的消退。
巴甫洛夫認為,消退是因為原先在皮質中可以產生興奮過程的條件刺激變成了引起抑制過程的刺激,是興奮向抑制的轉化。這種抑制稱為消退抑制。巴甫洛夫指出,消退抑制是大腦皮質產生主動的抑制過程,而不是條件刺激和相應的反應之間的暫時聯繫已經消失或中斷。因為如果將已消退的條件反射放置一個時期不做實驗,它還可以自然恢復;同樣,如果以後重新強化條件刺激,條件反射就會很快恢復,這説明條件反射的消退不是原先已形成的暫時聯繫的消失,而是暫時聯繫受到抑制。消退發生的速度,一般是,條件反射愈鞏固,消退速度就愈慢;條件反射愈不鞏固,就愈容易消退。
在條件反射開始建立時,除條件刺激本身外,那些與該刺激相似的刺激也或多或少具有條件刺激的效應。例如,用500赫的音調與進食相結合來建立食物分泌條件反射。在實驗的初期階段,許多其他音調同樣可以引起唾液分泌條件反射,只不過它們跟500赫的音調差別越大,所引起的條件反射效應就越小。這種現象稱為條件反射泛化。以後,只對條件刺激(500赫的音調)進行強化,而對近似的刺激不給予強化,這樣泛化反應就逐漸消失。動物只對經常受到強化的刺激(500赫的音調)產生食物分泌條件反射,而對其他近似刺激則產生抑制效應。這種現象稱為條件反射的分化。

條件反射建立過程

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條件反射簡介

如下:用無關刺激(如鈴聲)單獨作用幾秒鐘,再用一非條件刺激(如進食)跟它結合,兩者共同作用一定時間。結合若干次以後,單獨使用無關刺激,就能引起原來由非條件刺激引起的反應(如分泌唾液),這裏鈴聲已經變成分泌唾液的條件刺激,條件反射就形成了。

條件反射活動形式

反射活動是中樞神經系統的基本活動形式。反射可分為非條件反射與條件反射。非條件反射是機體先天固有的反射;例如,異物刺激角膜引起眼瞼閉合的角膜反射嬰兒的吸吮反射、膝跳反射等。這些反射的通路生來就有,反射弧固定。引起非條件反射的刺激稱為非條件刺激。條件反射是機體後天獲得的。它是在個體的生活過程中,在非條件反射的基礎上建立起來的反射活動。它們的反射通路不是固定的,因此具有更大的易變性和適應性。

條件反射生物學意義

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條件反射聯繫

在個體生活過程中,如果只有非條件反射是無法在多變的環境中生存的。可以設想,機體不能只依靠食物掉入口中才引起吃食動作,更不能只在身上遭受傷害時才引起防禦動作。實際上,在生命活動中,單純的非條件反射是不存在的;機體在複雜多變的環境中,不斷在非條件反射的基礎上建立新的條件反射,所以條件反射與非條件反射是密切地聯繫在一起的。

條件反射生物學區別

條件反射與非條件反射相比,前者的數目是無限的,後者是有限的。條件反射擴展了機體對外界複雜環境的適應範圍,使機體能夠識別還在遠方的刺激物的性質,預先作出不同的反應。因此,條件反射使機體具有更大的預見性、靈活性和適應性。

條件反射研究意義

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條件反射綜述

從條件反射理論再到羊羣效應 從條件反射理論再到羊羣效應
伊萬巴甫洛夫所做工作的重要性是不可估量的。他的研究公佈以後不久,一些心理學家,如行為主義學派的創始人華生,開始主張一切行為都以經典性條件反射為基礎。雖然在美國這一極端的看法後來並不普遍,但在俄國以經典性條件反射為基礎的理論在心理學界在相當長的時間內曾佔統治地位。無論如何,人們一致認為,相當一部分的行為,用經典性條件反射的觀點可以作出很好的解釋。
條件反射是指:兩樣本來沒有任何聯繫的東西,因為長期一起出現,以後,當其中一樣東西出現的時候,便無可避免地聯想到另外一樣東西,是有機體因信號的刺激而發生的反應。例如鈴聲本來不會使狗分泌唾液,但是如果在每次餵食物之前打鈴,經過若干次之後,狗聽到鈴響就會分泌唾液,這種因鈴聲這個信號的刺激而發生的反應叫做條件反射,鈴聲叫做條件刺激。

條件反射論述

條件反射是後天獲得的,是在生活過程中通過一定條件,在非條件反射的基礎上建立起來的反射,是高級神經活動的基本調節方式,人和動物共有的生理活動。形成條件反射的基本條件是無關刺激與非條件刺激在時間上的相結合。任何無關刺激與非條件刺激相結合,都可以形成條件反射,一般認為必須有大腦皮質參加才能實現。傳統觀點認為,條件反射的建立,是由於在條件刺激的皮質代表區和非條件刺激的皮質代表區之間多次的同時興奮,發生了機能上的“暫時聯繫”。條件刺激在皮質引起的興奮,可以通過暫時聯繫到達非條件反射的皮質代表區,於是引起本來不能引起的反應,暫時聯繫的神經機制尚不清楚。條件反射建立之後,如果反覆使用條件刺激而得不到非條件刺激的強化,條件反射就會消退。在條件反射形成的初期,條件反射還出現泛化與分化的現象、這是大腦皮質實現複雜的分析綜合機能的基礎。
某些條件反射也可以經過遺傳而鞏固下來。

條件反射補充信息

條件反射是個體生活過程中,在非條件反射的基礎上形成的,也可通過實驗訓練形成。例如,給狗進食會引起唾液分泌,這是非條件反射,食物是非條件刺激。給狗以鈴聲刺激,狗並不分泌唾液,因為鈴聲與進食無關,故稱為無關刺激。但如在給狗進食前先出現鈴聲,然後再給食物,兩者多次結合後,單獨給以鈴聲刺激,狗也會分泌唾液。這是因為鈴聲與食物多次結合應用後,鈴聲已成為食物的信號,由無關刺激轉變成條件刺激。由條件刺激引起的反射稱為條件反射。在日常生活中,任何無關刺激只要多次與非條件刺激結合,都可能成為條件刺激而建立條件反射,因而條件反射數量無限。條件反射形成的基本條件是無關刺激與非條件刺激在時間上的結合,這個過程稱為強化。條件反射建立後,如果只反覆給予條件刺激,不再用非條件刺激強化,經過一段時間後,條件反射效應逐漸減弱,甚至消失,這稱為條件反射的消退。初建立的條件反射還不鞏固,容易消退。為使條件反射鞏固下來,就需要不斷地強化。人們的學習過程就是條件反射建立的過程,要想獲得鞏固的知識,就要不斷地複習強化。
條件反射形成的機制尚未完全清楚,可能是傳入的非條件刺激信息和條件刺激的信息,在各級中樞之間建立了暫時性的功能聯繫,在人類和高等動物這種暫時性功能聯繫,必須通過大腦皮層才能建立起來。

條件反射特殊類別

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操作性條件反射(operant conditioning)

條件反射事件背景

1954年斯金納B. F. [1]  Skinner提出。説明行為的後果直接影響該行為的增多或減少。有機體“知道”行為與後效的關係,並依據行為後效來調節行為。

條件反射關鍵條件

操作條件反射 操作條件反射
操作性條件反射形成的關鍵條件是強化。強化(reinforcement):一個具體行為發生後,有一個直接結果緊隨着這個行為,導致這個具體行為在將來被加強的過程。
正強化(Positive Reinforcement)—具體行為之後,刺激結果增加→具體行為增強(給予行為者想要的東西)
負強化(Negative Reinforcement)—具體行為之後,刺激結果移除→具體行為增強(去除行為者不想要的東西)
懲罰(punishment):若一個具體行為的發生伴隨着一個有害或負面的影響,那麼此行為發生的頻率將隨之降低。
懲罰也有兩種,一種是正懲罰,一種是負懲罰。
正懲罰(Positive Pubishment)——呈現消極刺激物,減少行為發生。
負懲罰(Negative Punishment)——移除積極刺激物,減少行為發生。
簡介
反射弧
感受器→傳入神經→神經中樞→傳出神經→效應器
條件反射中的同源代碼
在生理學之父——俄國偉大的巴甫洛夫教授用以研究消化腺的神經機制所建立的經典條件反射方法中,條件刺激經多次強化後,何以也能單獨誘發和非條件刺激相同的條件反射反應呢?
答案就是:條件刺激(鈴聲)和非條件刺激(食物)作為兩種不同的意識,但都浸染了,建立了相同的代碼、編碼——強烈的想吃的情感。
條件刺激經與非條件刺激共同刺激實驗狗的多次、強化重複訓練後,條件刺激(鈴聲)和非條件刺激(食物)一樣建立了相同的情感反應,相同的情感反應稱之為同源代碼。
不同的意識具有相同的情感編碼,不同的信號條件反射地引起相同的情感反應,不同的意識伴有相同的情感。
而想吃的情感就能條件反射地控制大腦整體這個能量系統黑箱相應性質的能量釋放,作用於和消化腺的分泌有關的大腦皮層表現為唾液等消化液的分泌。
人難道不也正是這樣,當一盤色香味俱全的佳餚放在眼前,而你又正好飢腸轆轆 ,恨不得馬上就吃 ,你不就條件反射地發生垂涎欲滴了嗎?而你如果不想吃(身體不好或是精神不痛快)沒有吃的慾望,也即沒有想吃的情感,你會發生垂涎欲滴的行為反應嗎?當然不會!
因為相應條件刺激,也即相應條件意識 ,必須經相應情感的中介,介導才能得到相應的表達,完成相關的條件反射行為輸出反應,這是一個多麼簡單、清晰、而又完美有力的條件反射弧呀!
感覺(意識)——情感反應——行為輸出,
只因有了情感的介導。
對於一些本能的情感來説,相應的情感包含着先天控制模式。譬如條件刺激引起了相應的情感反應,產生強烈的想吃的情感,而想吃的情感就能以先天的控制模式控制大腦整體這個能量系統黑箱,釋放相應性質能量特定作用於和一系列消化腺分泌有關的大腦皮層經神經傳導把相應性質能量作用出去,完成消化腺分泌這一行為反應。
相應性質的能量中的性質指的是大小和方向的不同以及釋放頻率的不同, 而方向指的就是作用於特定的大腦皮層(單位)。
實反射一般可以分為兩大類:非條件反射和條件反射。
參考資料
  • 1.    Gerrig, R.J., & Zimbardo, P.G..Psychology and Life:Allyn & Bacon,2010