Scott, T. W. (2003): Klassisk betingning. Kapitel 03 IN: Learning and Memory: Basic Principles, Processes, and Procedures (2rd Ed.). Allyn & Bacon, Boston, MA.

Klassisk betingning

Gennem historien har klassisk betingning været splittet i forskellige opfattelser. Den pavlovianske betingning blev kritiseret for at være en næsten refleksiv form for læring, der ikke krævede komplekse CNS aktivitet. Betingning transformerer helt enkelt en stimulus til en anden.

Nyere forskning har en kognitiv opfattelse af hvor kompleks betingning reelt er.

Organismen betragtes som en informationssøger som anvender logisk og perceptuel relationer mellem hændelser til at forme sofistikerede repræsentationer af verden.

Klassisk betingning er en metode forskere anvender til at studere associativ læring. Associativ læring er en hypotetisk forbindelse som formes af mellem indre repræsentationer af begivenheder, som stimuli og respons i forbindelse med læring.

 

Definition af klassisk betingning

Klassisk betingning kan simpelt sagt, defineres som præsentationen af to (eller flere) events i en eksperimentelt bestemt temporal periode. En forandring i respons til en af de præsenterede events måles som en indikation på om læring har fundet sted.

Læring ved klassisk betingning kan validt beskrives på flere niveauer:

Adfærdsmæssigt: Læring af en ny respons

Kognitivt: Tilegnelse af ny viden

Neuralt: Mønster af synaptisk forandring underliggende betingning.

Ubetinget stimulus (US)  à mad eller chok fx – signifikant for FP.

Ubetinget respons (UR)    àofte refleksiv uden forudgående træning. Fx mad udløser savl.

Betinget stimulus (CS)      àDen anden stimuli præsenteret: klokke eller tone.

                                            CS er neutral i udgangspunktet. Dvs den ikke udløser en respons.

                                            CS er to-be-conditioned stimulus.

                                            CS og US præsenteres I en bestemt rækkefølge – lige efter hinanden.

                                            CS først og derefter US.

Betinget respons (CR)      àRespons på CS alene efter nogle ganges træning.

                                            Responsen kan være savl ved lyden af en klokke eller en sammen-

                                            Trækning ved lyden af en tone (ifm med chok).

                                            CS opfattes som tegn på at betingning har fundet sted.

 

Når responsen i begge tilfælde kan være savl, hvordan afgøres det så hvor vidt, det er den ene eller den anden stimulus der har udløst den?

Den betingede respons (CR) udløses oftest mens UR er i gang og inden den ubetingede stimulus går i gang.

Stimuli der kan være CS’ere – betingede stimuli

Diskrete signaler: lys, toner, klokke

Eksteroceptive stimuli: (som påvirkes af udefra kommende stimuli): berøring, smag, duft har været succesfyldt betinget.

Interoceptive stimuli: (Stimulering af indre organer eller væv)

Sudden offset: Fx i en film hvor en pludselig stilhed signalerer at noget dramatisk vil forekomme.

Kontekstuelle stimuli: Kontekst og omgivelser hvor der foregår træning kan anvendes som CS. Fx stuen som eksamensforberedelse. Frygt for tandlægens rum.

Temporal betingningsstimuli: Der er tidsintervallet der tjener som CS. Tidsintervallet mellem US.

Fx er spædbørn der bliver madet hver 3. time, udviser forøget aktivtet hvis de efter 9 dage får ændret tidsintervallet.

Stimuli der kan være US’ere – ubetinget stimulus

Er ofte begivenheder af biologisk signifikant for organismen (menneske eller dyr). Kan være medfødt signikans eller tilegnet.

Fx i evaluativ betingning er US enten musik fra Grease eller klassisk indisk musik.

Mental imagery og imaging – imaging being nauseus while smoking – aversion learning.

Anvendes ved adfærdsterapi ifm systematisk desensitivering til reduktion af fobier eller aversionsterapi til ryge/drikke stop.

US’ere er komplekse begivenheder. De har sensoriske elementer i form af fx smag, duft, lyd og emotionelle komponenter som frygt eller smerte.

Angst og betingning

Betinges angste mennesker forskelligt fra andre?

Eysenck har studeret dette og mener, at bestemte områder i hjernen hos angste har højere arousalniveauer som skulle facilitere betingning.

Autonom NS aktivitet (hjerterytme og svedproduktion) er forhøjet hos angste, hvilket kan gøre Eysencks antagelse plausibel. Angste er samtidig mere emotionelt responsive hvilket vil give ekstra kraftig frygtreaktion ved en aversiv US (ubetinget stimulus) som chok eller airpuff.

Angste mennesker reagerer kraftigere på den betingede stimuli (fx høj tone, kraftigt chok). Det er ikke responsen der er kraftigere, det er angste ruminering over den forventede CR som skaber angsten. Enhancing effect ved angst.

Generaliserer stimuli. Associerer for mange ting med farer….

 

Basale betingningsfænomener

Acquisition

Er udviklingen af den betingede respons (CR) gennem pairing trials CSàUS.

Kan være mange forsøg eller et enkelt.

Kontrol procedure

Kontrolbetingelser ved forsøgene er vigtige, fordi der kan fejlproducerede betingninger. Fx kan en rotte gives gift som ubetinget stimulus (US) og efterfølgende undgå al mad. Derfor er det vigtigt med kontrolbetingelser der kan afgøre, hvor vidt der er tale om betingning hvor den er forventet.

Random pairing er anvendt, men i nogle tilfælde kan der forekomme betingning af CS uden parring med US.

Når der foretages tilstrækkeligt mange over tid – dvs CS og US er adskilt i tid. Der foretages kontrolgrupper med US alene, CS alene og CSà US og random CSà US.

Der har vist sig signifikant CR kun ved CSàUS pairing som i klassisk betingning.

Extinction – udslukning

Udslukning er præsentation af den betingede stimulus (CS) (tone) alene – uden ubetingede US, mad med det resultat at CR mindskes og måske med tiden forsvinder.

Udslukning er ikke det modsatte at tilegnelse, aquisition. Det er en undertrykkelse af betingningen.

Spontaneous recovery opstår når FP igen præsenteres for CS og viser at betingningen ikke er fjernet men kun inhiberet af udslukningen.

Når udslukningen foretages igen og igen over dage kan det på et tidspunkt forsvinde.

Gentagen udslukning kan være nødvendig for at fjerne adfærd. 4 uger efter hvor fp eksponeres for frygtet stimuli kan der forekomme ’relapse’.

Ved genpræsentaion af US vil fp næste gang CS præsenteres vil medføre CR.

Pavlovian conditioning are forever….

 

Generalisering

Generalisering sker når stimuli der ligner CS – tone – også udløser CR. Stimuli der associeres med CS kan ligne i form, farve, lugt, etc.

Diskrimination

Der kan være flere stimuli hvor ikke alle er CS’ere (betingede stimuli, tone). Det skal derfor være muligt at diskriminere mellem stimuli. I diskriminationstræning kan én CS være CS+ som efterfølges af US og en anden CS, kaldet CS- er ikke efterfulgt. Fx en tone parres med mad efterfulgt af lys alene. CS + US + CS- er ofte blandede i betingningstrials. CS+ skal vække en betinget respons. I nogle tilfælde kan CS- også vække CR på grund af generalisering. CS- bør mindskes som følge af fortsat træning hvor US ikke efterfølges CS-. Diskrimination bruges til eksplicit at træne mellem CS’ere.

Eksprimentel neurose

Forsøg med Pavlovs hunde, hvor en hund blev trænet i at diskriminere mellem en rund og en oval som blev gjort mere og mere lig i form, hvilket resulterede i at hunden begyndte at gø og skrige hver gang den blev præsenteret for en stimuli men holdt op med CR selv ved præsentationen af mad.

Transfer along a continuum

Hvor adskilte stimuli gradvist gøres mere ens og kan være et effektivt middel til vanskelige diskriminationer.

Fx farver som læres af børn: blå, rød, lilla, blåviolet, rødviolet.

The role of continuity

Har med selve parringen af CS+US at gøre. De to stimuli skal være efter hinanden følgende, tæt i tid for at blive associeret. Ved forward betingning  skal onset af CS forudgå onset af US.

Hull forsøgte at finde en matematisk konstans for NS, men interstimulusintervallet (ISI), som er tiden mellem CS og US, afhænger af responsen, metoden, arten og tasken.

Ved Eyeblink: ½s.

Ced savl og GSR er ISI 5-10 s.

Tasteaversion: ISI kan være timer, men stærkest når tættest i tid.

Betingning kan forekomme over en række tidsintervaller.

Simultan betingning

CS og US præsenteres samtidig – lav chance for CR.

Backward betingning

US præsenteres før CS. Der kan forekomme CR under særlige omstændigheder. Hvis få pairings finder sted eller hvis US er særligt overraskende. Den er ikke så stærk som forward conditioning.

Hvorfor er der så stor forskel på forward og backward betingning? Det at forward betingning er så stærk kan tyde på, at formålet med betingning er at skabe en adaptiv respons. En CS som forudgår en US tillader at der kan følge en respons til US.

Det giver mening at vi lærer at associere et lys med en efterfølgende mad eller chok, men det giver mindre mening at vi lærer at forberede os på et chok som allerede er indtruffet som det sker i backward conditioning.

Opsummering

Klassisk betingning er sensitiv over for mange procedurale variabler.

Betingning kan forekomme hurtigt i taste-aversion learning og langsom i eye-blink betingning.

Styrken ved betingning påvirkes af sekvensen af CS og US og intervallet af adskillelse mellem de to stimuli (forward, backward betingning og typer).

Mange events kan være CS’ere

 

Andre faktorer som påvirker betingning

Når der sker betingning i den virkelige verden, forekommer US i sammenhæng med en mangfoldighed af CS’ere. Når et barn fx udvikler frygtbetingning for mørke efter at være låst inde i et skab, hvorfor er det så netop mørket og ikke skabet barnet udvikler frygten over for?

Eller ved taste-aversion; hvorfor er det netop en enkelt type mad som associeres med sickness og ikke tallekernen?

Der forekommer en stimulus selektion som afhænger af; tidligere oplevelser med CS’en, tilstedeværelsen af konkurrende CS’ere, relevansen af CS til US og hvor prædiktiv CS’en er for US’en.

Tidligere exposure

Eksemplet med taste-aversion giver en god indikation. Tallerkenen tjener ikke som CS, da de tidligere erfaringer med tallerkenen ikke er ført til sickness.

Exposure til CS’en fx tallerkenen i sig selv, hvor FP mange gange har været eksponeret for denne før pairing, kan inhibere nye associativ læring mellem CS og US.

Latent inhibition

Administrering af præbetingelser for exposure til CS kaldes latent inhibition. Exposure til en bestemt slags mad reducerer sandsynligheden for udvikling af taste aversion for den mad som senere forsøges parret med sygdom.

Hvorfor gør prækonditioneret exposure til en CS betingning vanskelig?

Habituering og interferens er to muligheder. Præsentationen af CS alene tidligere kan skabe habituering så CS’en ikke længere får opmærksomhed. Læringen om at CS’en typisk forekommer alene kan interferere med den nye association mellem CS’en og US’en.

Compound CS

Det at to CS præsenteres samtidig og efterfølges af US skaber en svagere betingning mellem begge CS’ere.

Overshadowing kan forekomme hvis den ene CS, lys, er væsentlig stærkere end den anden CS tone som er svag, herved vil lyset overskygge tonen og dermed resultere i CR for lys. Hvis de to CS præsenteres en anelse forskudt i tid. CS1 lys præsenteres 2 s før US og CS2 præsenteres 1,5 s før US, vil CS1 dominere. Den er mere informativ for US end den anden.

Hvis CS1 præsenteres for langt fra US i interval. FX hvis CS1 er et måltid som præsenteres en halv time før kemo US, CS2 er slik som præsenteres 1 minut før US, vil CS2 dominere. Dette er anvendelig metode til at undgå taste-aversion learning ved kemo hvor man kan undgå at maden associeres med kemo men i stedet slik.

Den relative validitet ved CS

Omsummering Compound CSs:

Når flere stimuli er tilgængelige, bliver betingningen delt , nogle gange i store ikke lige portioner- Dette kaldes stimulus selektion, og afhænger af overshadowing, informativeness og  relativiv validitet af CS’en som predictor.

Overraskelse

Forskningen inden for klassisk betingning har kørt i cirkler. Den nyvækkede interesse i klassisk betingning opstod i forbindelse med fundet af The Blocking Effect og en teori der beskriver betingningens forløb The Rescorla-Wagner model.

The Blocking Effect

Leon Kamin, 1969 fandt at under særlige omstændigheder kan parring af CS med US ikke finde sted. Blokering af betingning finder sted, når en CS præsenteres in compound med en CS der allerede er trænet med US’en. Dvs der er allerede en betingning med den ene CS.

Blocking demonstreres i multifaseforsøg.

Først trænes en almindelig betingningsproces. En CS, tone, parres med US, mad. I anden fase af eksperimentet præsenteres tonen sammen med en ny stimulus, lys. De præsenteres simultant og efterfølges af mad. Minder om compoundproceduren beskrevet oven for.

Når lys, CS2 efterfølgende testes alene for betingning ses en beskeden hvis ingen betingning at have fundet sted. Tonen synes at blokerer muligheden for at lyset kan associeres med maden efterfølgende.

Hvorfor?

Kamin foreslår, at det der almindeligvis sker ved betingning er, at den pludselige præsenattion af US, maden, har en overraskende virkning. Dette forårsager at deltagerne reviewer hukommelsen for at undersøge, hvad gik forud for denne overraskende hændelse? I eksperimentets anden fase, hvor CS1, tone, og CS2 lys efterfølges af mad er US forventet. Den er signaleret af den allerede trænede tone. Måske kan forventede US ikke provokere den type processering som er nødvendig for betingning. Måske skal US være overraskende for at producere betingning.

 

Rescorla-Wagner Model

Modellen er en intuitiv og matematisk model det at betingning afhænger af overraskelse. Modellen beskriver trial-by-trial tilegnelse af betingning med multiple stimuli.

The increment of conditioning ved hver trial er en function af forskellen mellem maksimal mæmgde betingning mulig med en given US og den associative styrke af en hvilken som helst præsenteret CS som er tilstede ved starten af en trial. I blocking proceduren vil forskellen blive mindre på grund af den høje associative styrke mellem til den prætrænede CS.

 

CS-US relevans

Kaldes også CS-US belongingness. Bestemte interoceptive CS som duft eller smag kan let betinges med bestemte US som gift og betinges langsomt til andre typer US fx chok. Ligeledes associeres nogle exteroceptive CS som lys og tone let til nogle US som fx elektrisk chok men ikke gift. Dette ses af Garcia & Koellings forsøg: bright-noisy-tasty CS.

Taste-aversion learning kan let forekomme fordi organismer er biologisk forberedt på at associere bestemte klasser af stimuli. Alternativt kan der være en associativ bias til at forme bestemte associationer mellem stimuli, baseret på tidligere læring historie.

 

Betinget inhibition – excitatorisk betingning vs. Inhibitorisk betingning

Betinget inhibition finder sted, når der er en negativ korrelation mellem US og CS. US er mere sandsynlig uden CS end med CS. Inhibition kan betinges gennem diskriminationstræning (CS-), kontrasttræning med en inhibitor som parres med en excitator (CS+/CSx – no US). Eller gennem backward betinging. Inhibition is assessed ved summations test eller retarded excitatorisk betingning.

Et eksempel er at vi er i stand til at forudsige om noget negativt ikke vil finde sted. Dvs fravær er CS er tegn på at US ikke vil finde sted. Hvis læreren ikke har en stak papirer under armen er det tegn på at der ikke skal være prøve.

 

Hvad er lært i Klassisk betingning?

Stimulus-respons teori

Teorien antager at CS får udløst den ukonditionerede respons (UR) eller en del af denne. En åben UR er ikke nødvendig for betingning kan forekomme og somme tider er UR og CR ikke det samme. Tilstedeværelsen af US sikrer at UR vil forekomme fortsat med CS.

Beskrivelsen passer med den simple responslæring i Pavlovs forsøg.

Kritik af S-R

UR er ikke nødvendig for CR.

Det er et problem ved teorien at UR og CR ikke altid er det samme. Fear-betingning.

Stimulus-stimulus teori (S-S)

Antager at betingning producerer en association mellem den tillærte, indre repræsentation af CS og US. Første step i læringen er formationer af indre repræsentationer af CS og US. Repræsentationer indeholder viden om sensorisk modalitet, varighed, lokation etc. Endvidere består læringen af en association mellem de to repræsentationer. Viden om US er tillært og ikke en konditioneret respons. CR specificeres ikke i S-S teori. Viden om CR er fleksibel. CR er en fleksibel reaktion som tilknyttes CS. S-S teori understøttes af studier i prækonditioneret sansning, hvori en association nogle gange finder sted mellem to neutrale CSs som er blevet parret. Størrelsen af CR efter betingning forandres i reaktion til devaluering af US???

Den moderne version af S-S teori er kognitiv i sin orientering.

Kontrast mellem S-R og S-S teori kan illustreres i spgs. Om to CS kan parres?

CS-CS associaiton kan undersøges ved sensorisk præbetingning og second-order betingning.

Sensorisk præbetingning

2 CS parres fx en tone og lys i første fase af eksperimentet. Der er ingen US.

Kan betingning finde sted? S-R vil sige, at da der ikke er en betinget respons kan det ikke lade sig gøre.

I anden fase parres CS, tone, med US, mad til betingning finder sted og CR er til stede.

I sidste fase testes lyset for CR. CR til lyset vil iflg. S-S teori finde sted fordi der er en association mellem Tone og lys. Dvs Lys à tone, tone à lys. Deltagerne synes at sammenkæde associationer. Sensoriske præbetingninger resulterer ikke altid i betingning, hvilket ville understøtte S-R teori. Men iboende i sensorisk præbetingning er habituering, hvilket viser at præbetingning reelt finder sted og dermed støtter S-S teorien.

 

Second-order betingning

En CS som tidligere er blevet betinget bruges nu til at betinge en anden CS. Fx i fase 1 parres en tone med mad. I anden fase parres tone med lys. Herefter testet hvor vidt lyset alene har forårsaget transfer af betingning.

Higher-order betingning

Er er generel term for distance betingning. 3. 4. ordens betingning.

Fravær af US har betydning….

 

Støtte for S-S teorien yderligere – fra US devaulering

Behavioristisk syllogisme:

Hvis tone (CS) à betyder mad (US) og mad (CS) à betyder gift. Betyder tone så sygdom? Dvs hvis US ændres vil CR så også ændre sig. Vil CS tilpasse sig en ny US?

Iflg. S-S teori er en særlig størrelse eller form ved CR ikke tilegnet men en respons er tilrådighed som kan være fleksibel og kan ændres afhængigt af organismens aktuelle viden.

En 3. teori: Preparatory response theory vil forklare det anderledes.

 

Reinforcement theory – Preparatory response theory

Denne teori antager, at en anden form for betingning, instrumentel betingning, kontrollerer tilegnelsen og performansen af den betingede respons.

CR er tilegnet, formet og reinforceret eller nærmere belønnet, fordi den gør US mere palatable eller  mindre aversiv.

Denne preparatory response theory – R-S-teori idet CR forbereder modtagelse af US.

 

Opsummering af de 3 ovenstående teorier

Ingen af dem synes at være tilstrækkelig om end alle 3 har fine pointer.

Det går tilbage til læring vs. Performance distinktionen. Hvad deltageren lærte vs. Hvad deltageren gør.

S-S gør rede for hvad stimulus-relationen som er tillært.

S-R teorien og R-S teorien kan beskrive hvordan den viden omsættes til adfærd.

Dd. Menes at betingningsprocedure kan føre til multiple former for læring.

 

Bevidst opmærksomheds rolle

Man kan have bevidsthed om betingning, men kan ekskluderes ved at tilføje distractor tasks eller responssystemer ud over bevidst opmræksomhed??

 

Extentions of conditioning

Betingning med drug use og udvikling af tolerance

Gentagen exposure til stoffer kan føre til udvikling af tolerance. Stoffet mister tilsyneladende sin effektivitet. Forskning i stofbetingning viser, at stoffet kan agere som USs, at kontekstuelle stimuli kan fungere som CSs og at den betingede respons kan være modsat af UR (først virker morfin smertedækkende og senere kan det virke smerteinducerende?).

Tolerance kan udvikles på grund af kompenserende CR som modvirker UR.

Kontekststimuli (CS) dødsfald som følge af kontektuelle forandring kan forårsages at at stoffet virker kraftigere i nye omgivelser.