Безусловные рефлексы — врожденные и автоматические; они не нуждаются в научении и являются обычно общими для всех представителей данного вида. Слюноотделение при попадании пищи в рот, вздрагивание при неожиданном громком звуке и расширение ваших зрачков при выключении света — примеры безусловных рефлексов. Условные рефлексы, напротив, являются приобретенными в результате опыта или научения и могут значительно варьироваться у отдельных представителей тех или иных видов. Слюноотделение у собаки при звуке шагов или ваше ощущение зубной боли при запахе дезинфицирующих средств — примеры условных рефлексов.
Безусловные рефлексы это безусловные реакции (БР) на безусловные стимулы (БС). В исследованиях Павлова безусловным стимулом являлась пища, а безусловной реакцией — слюноотделение. Условный рефлекс — это условная реакция (УР), как, например, слюноотделение, на условный стимул (УС), например, звук шагов. Вы можете отметить, что реакция в обоих этих примерах — слюноотделение, но когда слюна течет при звуке шагов, слюноотделение является результатом обусловливания.
Вопрос, ответ на который желал получить Павлов, можно сформулировать так: «Поскольку условные рефлексы не являются врожденными, как конкретно они формируются?». Он предположил, что если какой-либо стимул часто воздействует на собаку, когда она получает пищу, этот стимул ассоциируется в мозге собаки с пищей и будет сигнализировать о предстоящем кормлении. До того как стимул стал сопровождаться получением пищи, он не вызывал никакой заметной реакции. Другими словами, это был нейтральный стимул (НС). Когда собака впервые оказалась в лаборатории, шаги ассистента могли вызвать реакцию любопытства (Павлов называл ее реакцией «Что такое?»), но слышимые шаги определенно не вызывали слюноотделения. Звук шагов, таким образом, был нейтральным стимулом. Однако через некоторое время после того, как собака каждый день слышала те же самые звуки непосредственно перед кормлением, они начали ассоциироваться с пищей. В результате шаги сами по себе должны вызывать у собак слюноотделение. Таким образом, по Павлову процесс, в результате которого нейтральный стимул становится условным стимулом, можно схематически представить следующим образом:
Итак, имея теоретическое объяснение наблюдений, Павлов начал серию экспериментов для проверки его правильности. Обычно считается, что для обусловливания у собак реакции слюноотделения Павлов использовал звонок. Но, как вы увидите дальше, в своих ранних экспериментах он пользовался метрономом.
Павлов смог построить специальную лабораторию в Институте экспериментальной медицины в Петрограде (который позже стал Ленинградом, а ныне получил свое первоначальное название Санкт-Петербург) на средства «энергичного и пекущегося об общественном благе московского бизнесмена». Эта звуконепроницаемая лаборатория давала возможность полной изоляции подопытных животных от экспериментаторов и от всех посторонних стимулов во время эксперимента. Таким образом, на животных можно было воздействовать отдельным конкретным стимулом и фиксировать их реакции без какого-либо прямого контакта между ними и экспериментатором.
После создания таких строго контролируемых экспериментальных условий сама процедура опыта была довольно простой. В качестве безусловного стимула Павлов выбрал пищу. Как уже говорилось ранее, пища вызывает безусловную реакцию слюноотделения. Теперь Павлову нужно было найти нейтральный стимул, который был бы для собак совершенно не связан с пищей. В качестве такового ученый использовал метроном. Собака слышала звук метронома и непосредственно после этого получала пищу. «Стимул, который сам по себе был нейтральным, накладывался на действие врожденного пищевого рефлекса. Мы наблюдали, что после нескольких повторений комбинированной стимуляции звук метронома приобрел свойство стимулирования реакции слюноотделения» (с. 26). Другими словами, метроном стал условным стимулом для условной реакции слюноотделения.
Павлов и его сотрудники детально разрабатывали процедуру получения этих предварительных данных, используя различные безусловные и нейтральные стимулы. Например, на животных воздействовали запахом ванили (НС), а затем вливали в рот слабый раствор кислоты (похожий на сок лимона) (БС). Кислота вызывала сильное слюноотделение (БР). После 20 повторений такого комбинированного воздействия одно лишь воздействие ванили вызывало интенсивную реакцию слюноотделения. В другом случае использовали зрительную стимуляцию; какой-либо объект начинал вращаться непосредственно перед появлением пищи. Уже после пяти случаев сочетаний вращающийся объект сам по себе (УС) начинал вызывать реакцию слюноотделения (УР).