Fonti di datiModifica

Gli esperimenti su questioni teoriche nel condizionamento sono stati condotti principalmente su vertebrati, in particolare ratti e piccioni. Tuttavia, il condizionamento è stato studiato anche negli invertebrati e dati molto importanti sulla base neurale del condizionamento sono venuti da esperimenti sulla lumaca di mare, Aplysia. Gli esperimenti più rilevanti hanno utilizzato la procedura di condizionamento classica, sebbene siano stati utilizzati anche esperimenti di condizionamento strumentale (operante) e la forza del condizionamento classico viene spesso misurata attraverso i suoi effetti operanti, come nella soppressione condizionata (vedi la sezione Fenomeni sopra) e nell’autoshaping.

Teoria della sostituzione dello stimolo Modifica

Secondo Pavlov, il condizionamento non implica l’acquisizione di alcun nuovo comportamento, ma piuttosto la tendenza a rispondere in vecchi modi per nuovi stimoli. Pertanto, ha teorizzato che il CS si limita a sostituire gli Stati Uniti nell’evocare la risposta riflessa. Questa spiegazione è chiamata la teoria della sostituzione dello stimolo del condizionamento.:84 Un problema critico con la teoria della sostituzione dello stimolo è che CR e UR non sono sempre gli stessi. Lo stesso Pavlov ha osservato che la saliva di un cane prodotta come CR differiva nella composizione da quella prodotta come UR. Talvolta la CR è addirittura l’opposto dell’UR. Ad esempio: la risposta incondizionata allo shock elettrico è un aumento della frequenza cardiaca, mentre un CS che è stato accoppiato con lo shock elettrico provoca una diminuzione della frequenza cardiaca (tuttavia, è stato proposto che solo quando l’UR non coinvolge il sistema nervoso centrale sono gli opposti CR e UR).

Modello Rescorla – WagnerModifica

Il modello Rescorla – Wagner (R – W) è un modello di condizionamento relativamente semplice ma potente. Il modello predice una serie di fenomeni importanti, ma fallisce anche in modi importanti, portando così a una serie di modifiche e modelli alternativi. Tuttavia, poiché gran parte della ricerca teorica sul condizionamento negli ultimi 40 anni è stata istigata da questo modello o da reazioni a il modello R-W merita qui una breve descrizione. : 85

Il modello Rescorla-Wagner sostiene che esiste un limite alla quantità di condizionamento che può verificarsi nell’accoppiamento di due stimoli. Un fattore determinante di questo limite è la natura degli Stati Uniti. Ad esempio: è più probabile che abbinare una campana a una bistecca succosa produca salivazione piuttosto che abbinare la campana a un pezzo di pane secco e il pane secco è probabile che funzioni meglio di un pezzo di cartone. Un’idea chiave alla base del modello R-W è che un CS segnala o predice gli Stati Uniti. Si potrebbe dire che prima del condizionamento, il soggetto sia sorpreso dagli Stati Uniti. Tuttavia, dopo il condizionamento, il soggetto non è più sorpreso, perché il CS prevede l’arrivo degli Stati Uniti. (Si noti che il modello può essere descritto matematicamente e che parole come prevedere, sorpresa e aspettarsi sono usate solo per aiutare a spiegare il modello.) Qui il funzionamento del modello è illustrato con brevi resoconti di acquisizione, estinzione e blocco. Il modello prevede anche una serie di altri fenomeni, vedere l’articolo principale sul modello.

EquationEdit

Questa è l’equazione di Rescorla-Wagner. Specifica la quantità di apprendimento che si verificherà su un singolo accoppiamento di uno stimolo condizionante (CS) con uno stimolo incondizionato (US). L’equazione di cui sopra viene risolta ripetutamente per prevedere il corso dell’apprendimento nel corso di molte di queste prove.

In questo modello il grado di apprendimento è misurato da quanto bene il CS predice gli Stati Uniti, che è data dalla “forza associativa “del CS. Nell’equazione, V rappresenta l’attuale forza associativa del CS e ∆V è il cambiamento di questa forza che si verifica in una data prova. ΣV è la somma dei punti di forza di tutti gli stimoli presenti nella situazione. λ è la forza associativa massima che un dato USA supporterà; il suo valore è solitamente impostato su 1 nelle prove quando gli Stati Uniti sono presenti e 0 quando gli Stati Uniti sono assenti. α e β sono costanti legate alla salienza del CS e alla velocità di apprendimento per un dato US. Il modo in cui l’equazione predice i vari risultati sperimentali è spiegato nelle sezioni seguenti. Per ulteriori dettagli, vedere l’articolo principale sul modello.:85–89

Modello R – W: purchaseEdit

Il modello R – W misura il condizionamento assegnando una “forza associativa” al CS e altri stimoli locali. Prima che un SC venga condizionato, ha una forza associativa pari a zero. L’abbinamento del CS e degli Stati Uniti determina un graduale aumento della forza associativa del CS. Questo aumento è determinato dalla natura degli Stati Uniti (ad es. La sua intensità).: 85-89 La quantità di apprendimento che avviene durante ogni singolo accoppiamento CS-US dipende dalla differenza tra i punti di forza associativi totali di CS e altri stimoli presenti nella situazione (ΣV nell’equazione), e un massimo fissato dagli Stati Uniti ( λ nell’equazione). Nel primo abbinamento tra CS e USA, questa differenza è grande e la forza associativa del CS compie un grande passo avanti. Man mano che gli accoppiamenti CS-USA si accumulano, gli Stati Uniti diventano più prevedibili e l’aumento della forza associativa in ogni prova diventa sempre più piccolo. Infine, la differenza tra la forza associativa del CS (più qualsiasi che può accumularsi ad altri stimoli) e la forza massima raggiunge lo zero. Cioè, gli Stati Uniti sono completamente previsti, la forza associativa del CS smette di crescere e il condizionamento è completo.

Modello R-W: extinctionEdit

Il processo associativo descritto dal modello R – W anche rappresenta l’estinzione (vedere “procedure” sopra). La procedura di estinzione inizia con una forza associativa positiva del CS, il che significa che il CS prevede che gli Stati Uniti si verificheranno. In un processo di estinzione gli Stati Uniti non riescono a verificarsi dopo il CS. Come risultato di questo risultato “sorprendente”, la forza associativa della SC fa un passo indietro. L’estinzione è completa quando la forza della SC raggiunge lo zero; nessun USA è previsto e nessun USA si verifica. Tuttavia, se lo stesso SC è presentato senza gli Stati Uniti ma accompagnato da un inibitore condizionato (CI) ben consolidato, cioè uno stimolo che predice l’assenza di un USA (in termini RW, uno stimolo con una forza associata negativa) quindi RW prevede che il CS non lo farà subiscono estinzione (la sua V non diminuirà di dimensioni).

Modello R-W: blockingEdit

Il contributo più importante e innovativo del modello R-W è la sua ipotesi che il condizionamento di una SC dipenda non solo da quella SC da sola e dalla sua relazione con gli USA, ma anche da tutti gli altri stimoli presenti nella situazione di condizionamento. In particolare, il modello afferma che il Gli Stati Uniti sono previsti dalla somma delle forze associative di tutti gli stimoli presenti nella situazione di condizionamento ione. L’apprendimento è controllato dalla differenza tra questa forza associativa totale e la forza supportata dagli Stati Uniti. Quando questa somma di forze raggiunge un massimo stabilito dagli Stati Uniti, il condizionamento termina come appena descritto.:85–89

La spiegazione di R – W del fenomeno di blocco illustra una conseguenza dell’assunto appena affermato. Nel blocco (vedere “fenomeni” sopra), CS1 è accoppiato con un US finché il condizionamento non è completo. Quindi su ulteriori prove di condizionamento appare un secondo stimolo (CS2) insieme a CS1, ed entrambi sono seguiti dagli Stati Uniti. Infine viene testato CS2 e viene dimostrato che non produce alcuna risposta perché l’apprendimento su CS2 è stato “bloccato” dall’apprendimento iniziale su CS1. Il modello R-W lo spiega dicendo che dopo il condizionamento iniziale, CS1 predice completamente gli Stati Uniti. differenza tra ciò che è previsto e ciò che accade, nessun nuovo apprendimento avviene nelle prove aggiuntive con CS1 + CS2, quindi CS2 in seguito non fornisce alcuna risposta.

Problemi teorici e alternative al modello Rescorla – WagnerModifica

Uno dei motivi principali dell’importanza del modello R-W è che è relativamente semplice e fa previsioni chiare. I test di queste previsioni hanno portato a una serie di nuove scoperte importanti e ad una comprensione notevolmente migliorata del condizionamento. nuove informazioni hanno supportato la teoria, ma molto non lo ha fatto, ed è generalmente accettato che la teoria è, nella migliore delle ipotesi, troppo semplice. Tuttavia, nessun singolo modello sembra rendere conto di tutti i fenomeni che gli esperimenti hanno prodotto. Di seguito sono breve riassunto aries di alcune questioni teoriche correlate.

Content of learningEdit

Il modello R-W riduce il condizionamento all’associazione di un CS e degli Stati Uniti e lo misura con un unico numero, l’associativo punto di forza del CS. Numerosi risultati sperimentali indicano che si apprende di più. Tra questi ci sono due fenomeni descritti in precedenza in questo articolo

• Inibizione latente: se un soggetto è esposto ripetutamente alla CS prima che inizi il condizionamento, il condizionamento richiede più tempo. Il modello R-W non può spiegare questo perché la preesposizione lascia la forza del CS invariata a zero.
• Recupero della risposta dopo l’estinzione: sembra che qualcosa rimanga dopo l’estinzione ha ridotto la forza associativa a zero perché diverse procedure causano rispondendo a riapparire senza ulteriori condizionamenti.

Ruolo dell’attenzione nell’apprendimentoModifica

L’inibizione latente potrebbe verificarsi perché un soggetto smette di concentrarsi su un CS che viene visto frequentemente prima che sia accoppiato con un US.In effetti, i cambiamenti nell’attenzione alla SC sono al centro di due importanti teorie che cercano di far fronte a risultati sperimentali che danno difficoltà al modello R-W. In uno di questi, proposto da Nicholas Mackintosh, la velocità del condizionamento dipende dalla quantità di attenzione dedicata alla CS, e questa quantità di attenzione dipende a sua volta da quanto bene la CS prevede gli Stati Uniti. Pearce e Hall hanno proposto un modello correlato basato su un diverso principio attenzionale. Entrambi i modelli sono stati ampiamente testati e nessuno dei due spiega tutti i risultati sperimentali. Di conseguenza, vari autori hanno tentato modelli ibridi che combinano i due processi attenzionali. Pearce e Hall nel 2010 hanno integrato le loro idee attentive e hanno persino suggerito la possibilità di incorporare l’equazione di Rescorla-Wagner in un modello integrato.

ContextEdit

Come affermato in precedenza, un’idea chiave nel condizionamento è che il CS segnala o predice gli Stati Uniti (vedere “procedura di emergenza zero” sopra). Tuttavia, ad esempio, la stanza in cui avviene il condizionamento “predice” anche che potrebbero verificarsi gli Stati Uniti. Tuttavia, la stanza prevede con molta meno certezza rispetto allo stesso CS sperimentale, perché la stanza è anche lì tra le prove sperimentali, quando gli Stati Uniti sono assenti. Il ruolo di tale contesto è illustrato dal fatto che i cani nell’esperimento di Pavlov a volte iniziavano a sbavare mentre si avvicinavano all’apparato sperimentale, prima di vedere o sentire qualsiasi CS. Tali stimoli cosiddetti “contestuali” sono sempre presenti, e la loro influenza aiuta a spiegare alcune scoperte sperimentali altrimenti sconcertanti. La forza associativa degli stimoli di contesto può essere inserita nell’equazione di Rescorla-Wagner e svolgono un ruolo importante nelle teorie di confronto e computazionali delineate di seguito.

Teoria del confronto buona misura di ciò che è stato appreso. Per quanto riguarda il condizionamento, ci sono prove che i soggetti in un esperimento di blocco imparano qualcosa sulla SC “bloccata”, ma non riescono a dimostrare questo d.

Le teorie “comparative” del condizionamento sono “basate sulle prestazioni”, cioè sottolineano ciò che sta accadendo al momento del test. In particolare, guardano a tutti gli stimoli che sono presenti durante il test e al modo in cui le associazioni acquisite da questi stimoli possono interagire. Per semplificare in qualche modo, le teorie comparative presumono che durante il condizionamento il soggetto acquisisca sia associazioni CS-USA che contesto-USA. Al momento del test, queste associazioni vengono confrontate e una risposta al CS si verifica solo se l’associazione CS-US è più forte dell’associazione contesto-USA. Dopo che CS e US sono stati ripetutamente accoppiati in una semplice acquisizione, l’associazione CS-US è forte e l’associazione contesto-USA è relativamente debole. Ciò significa che il CS genera una CR forte. In “contingenza zero” (vedi sopra), la risposta condizionata è debole o assente perché l’associazione contesto-USA è forte quanto l’associazione CS-USA. Il blocco e altri fenomeni più sottili possono anche essere spiegati da teorie comparative, tuttavia, ancora una volta, non possono spiegare tutto.

Teoria computazionaleModifica

Il bisogno di un organismo di prevedere eventi futuri è centrale per le moderne teorie del condizionamento. La maggior parte delle teorie utilizza associazioni tra stimoli per prendersi cura di queste previsioni. Ad esempio: nel modello R-W, la forza associativa di un SC ci dice quanto fortemente tale SC predice un USA. Un diverso approccio alla previsione è suggerito da modelli come quello proposto da Gallistel & Gibbon (2000, 2002). Qui la risposta non è determinata dai punti di forza associativi. Invece, l’organismo registra i tempi di insorgenza e offset di CS e USA e li utilizza per calcolare la probabilità che gli Stati Uniti seguano il CS. Un certo numero di esperimenti ha dimostrato che gli esseri umani e gli animali possono imparare a temporizzare gli eventi (vedi Cognizione animale) e il modello Gallistel & Gibbon fornisce ottimi adattamenti quantitativi a una varietà di dati sperimentali. Tuttavia, studi recenti hanno suggerito che i modelli basati sulla durata non possono tenere conto di alcuni risultati empirici così come di modelli associativi.

Modelli basati su elementiModifica

Il modello Rescorla-Wagner tratta uno stimolo come una singola entità, e rappresenta la forza associativa di uno stimolo con un numero, senza registrazione di come quel numero sia stato raggiunto. Come notato sopra, questo rende difficile per il modello tenere conto di una serie di risultati sperimentali. Una maggiore flessibilità è fornita supponendo che uno stimolo sia rappresentato internamente da un insieme di elementi, ciascuno dei quali può cambiare da uno stato associativo a un altro.Ad esempio, la somiglianza di uno stimolo con un altro può essere rappresentata dicendo che i due stimoli condividono elementi in comune. Questi elementi condivisi aiutano a spiegare la generalizzazione dello stimolo e altri fenomeni che possono dipendere dalla generalizzazione. Inoltre, elementi diversi all’interno dello stesso set possono avere associazioni diverse e le loro attivazioni e associazioni possono cambiare in tempi e ritmi diversi. Ciò consente ai modelli basati sugli elementi di gestire alcuni risultati altrimenti inspiegabili.

The SOP modelEdit

Un esempio evidente dell’approccio agli elementi è il modello “SOP” di Wagner. Il modello è stato elaborato in vari modi sin dalla sua introduzione, e ora può spiegare in linea di principio una varietà molto ampia di risultati sperimentali. Il modello rappresenta un dato stimolo con una vasta collezione di elementi. Il tempo di presentazione dei vari stimoli, lo stato dei loro elementi e le interazioni tra gli elementi, determinano tutti il corso dei processi associativi e dei comportamenti osservati durante gli esperimenti di condizionamento.

Il resoconto SOP del condizionamento semplice esemplifica alcuni elementi essenziali del modello SOP. Per cominciare, il modello presume che CS e US siano rappresentati ciascuno da un grande gruppo di elementi. Ciascuno di questi elementi di stimolo può trovarsi in uno dei tre stati:

• attività primaria (A1) – In parole povere, lo stimolo è “curato”. (I riferimenti all ‘”attenzione” sono intesi solo per aiutare la comprensione e non fanno parte del modello.)
• attività secondaria (A2) – Lo stimolo è “curato marginalmente”.
• inattivo (I) – Lo stimolo “non viene curato”.

Degli elementi che rappresentano un singolo stimolo in un dato momento, alcuni possono essere nello stato A1, altri nello stato A2, e alcuni nello stato I.

Quando uno stimolo appare per la prima volta, alcuni dei suoi elementi saltano dall’inattività I all’attività primaria A1. Dallo stato A1 decadono gradualmente ad A2, e infine tornano a I. Attività dell’elemento può cambiare solo in questo modo; in particolare, gli elementi in A2 non possono risalire direttamente ad A1. Se gli elementi sia del CS che degli USA sono nello stato A1 contemporaneamente, si apprende un’associazione tra i due stimoli. significa che se, in un secondo momento, il CS viene presentato prima degli Stati Uniti e alcuni elementi CS entrano in A1, questi elementi attiveranno alcuni elementi degli Stati Uniti. Tuttavia, gli elementi statunitensi attivati indirettamente in questo modo solo essere potenziato allo stato A2. (Si può pensare al CS che suscita un ricordo degli Stati Uniti, che non sarà così forte come quello reale.) Con ripetute prove CS-US, sempre più elementi sono associati e sempre più elementi USA vanno ad A2 quando si accende il CS. Questo lascia gradualmente sempre meno elementi statunitensi che possono entrare in A1 quando gli stessi Stati Uniti appaiono. Di conseguenza, l’apprendimento rallenta e si avvicina a un limite. Si potrebbe dire che gli Stati Uniti sono “completamente previsti” o “non sorprendenti” perché quasi tutti i suoi elementi possono entrare in A2 solo quando si accende il CS, lasciandone pochi a formare nuove associazioni.

Il modello può spiegare i risultati che sono rappresentati dal modello Rescorla-Wagner e anche da una serie di risultati aggiuntivi. Ad esempio, a differenza della maggior parte degli altri modelli, SOP tiene conto del tempo. L’aumento e il decadimento dell’attivazione degli elementi consente al modello di spiegare gli effetti dipendenti dal tempo come il fatto che il condizionamento è più forte quando il CS viene appena prima degli Stati Uniti e che quando il CS viene dopo gli Stati Uniti (“condizionamento all’indietro”) il risultato è spesso una SC inibitoria. Vengono spiegati anche molti altri fenomeni più sottili.

Negli ultimi anni sono apparsi numerosi altri potenti modelli che incorporano rappresentazioni di elementi. Questi spesso includono l’ipotesi che le associazioni coinvolgano una rete di connessioni tra “nodi” che rappresentano stimoli, risposte e forse uno o più strati “nascosti” di interconnessioni intermedie. Tali modelli entrano in contatto con una corrente esplosione di ricerca su reti neurali, intelligenza artificiale e apprendimento automatico.