17.5: Modelo de sustitución de estímulos de Pavlov de acondicionamiento clásico
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Durante la mayor parte del siglo XX, el modelo de sustitución de estímulos originalmente propuesto por Pavlov fue ampliamente aceptado. Pavlov vio el condicionamiento como un resultado mecanicista (automático) de emparejar eventos neutros y biológicamente significativos en el tiempo. Consideró que el estímulo condicionado establecido se convirtió en un sustituto del estímulo incondicionado original. Había cuatro supuestos bajo- minado este modelo de sustitución de estímulos:
- El condicionamiento clásico requiere un estímulo biológicamente significativo (i.e., US).
- La contigüidad temporal entre un estímulo neutro y un estímulo incondicionado es necesaria para que el estímulo neutro se convierta en un estímulo condicionado.
- La contigüidad temporal entre un estímulo neutro y un estímulo incondicionado es suficiente para que el estímulo neutro se convierta en un estímulo condicionado.
- La respuesta condicionada siempre se asemejará si no será idéntica a la respuesta incondicionada.
¿El acondicionamiento clásico requiere un estímulo biológicamente significativo?
El condicionamiento de orden superior es un procedimiento o proceso mediante el cual se presenta un estímulo previamente neutro en una relación predictiva con un segundo estímulo predictivo previamente establecido. El aprendizaje se infiere de la ocurrencia de una nueva respuesta ante la presencia de este estímulo previamente neutro. Por ejemplo, después de emparejar el tono con la comida, es posible colocar el tono en la posición de EU presentando una luz inmediatamente antes de que ocurra. La investigación indica que una respuesta condicionada (salivación, en este caso) ocurrirá a la luz aunque no se emparejó con un estímulo biológicamente significativo (alimento).
¿Es necesaria la contigüidad temporal para el acondicionamiento?
Los seres humanos han especulado sobre el proceso de aprendizaje desde al menos la época de los primeros filósofos griegos. Aristóteles, en el siglo IV a. C., propuso tres leyes de asociación que él creía aplicadas al pensamiento y a la memoria humanos. La ley de contigüidad establecía que los objetos o eventos que ocurren cerca en el tiempo (contigüidad temporal) o el espacio (contigüidad espacial) se asocian. La ley de similitud establecía que tendemos a asociar objetos o eventos que tienen características en común de tal manera que la observación de un evento provocará el recuerdo de eventos similares. La ley de la frecuencia establecía que cuanto más frecuentemente experimentemos objetos o eventos, más probabilidades tendremos de recordarlos. En cierto sentido, Pavlov creó una metodología que permite probar empíricamente las leyes de Aristóteles. La ley que aplica en este apartado es la ley de contigüidad temporal. Los efectos de sincronización, como muchas variables estudiadas científicamente, se prestan a estudios paramétricos en los que la variable independiente consta de diferentes valores en una dimensión. Se ha demostrado que el acondicionamiento del párpado humano en el que una luz es seguida de una bocanada de aire al ojo es más fuerte cuando la calada ocurre aproximadamente 500 milisegundos (1⁄2 segundo) después de la luz. La fuerza del acondicionamiento a intervalos más cortos o más largos disminuye en décimas de segundo. Así, la contigüidad temporal parece crítica en el condicionamiento palpebral humano, consistente con la segunda suposición de Pavlov.
Una excepción: Aversión al gusto adquirida
La aversión al gusto adquirida es la única excepción aparente a la necesidad de contigüidad temporal en el aprendizaje predictivo (condicionamiento clásico). Esta excepción puede entenderse como una adaptación evolutiva para proteger a los animales de la intoxicación alimentaria. Imagínese si los miembros de los Nukak—una tribu indígena en Colombia que se dice está en riesgo inminente de extinción— se enfermaron después de comer un alimento en particular y continuaran comiendo la misma sustancia. Hay una buena posibilidad de que los miembros de la tribu (¡y tribu!) no sobreviviría por mucho tiempo. Sería ventajoso evitar los alimentos que uno comió antes de enfermarse, aunque los síntomas no aparecieran durante varios minutos o incluso horas. El fenómeno de la aversión al gusto adquirida ha sido ampliamente estudiado. Los intervalos de tiempo utilizados a veces difieren por horas en lugar de segundos o décimas de segundos. Por ejemplo, las ratas se enfermaron al ser expuestas a rayos X después de beber agua dulce (Smith & Roll, 1967). Las ratas tienen una fuerte preferencia por el agua dulce, bebiéndola aproximadamente el 80% de las veces cuando se les da la opción con agua corriente del grifo. Si la rata se enfermaba en 1⁄2 hora, se eliminaba totalmente el consumo de agua dulce. Con intervalos de 1 a 6 horas, se redujo de 80% a 10%. ¡Incluso hubo evidencia de un efecto después de un retraso de 24 horas! Los perros de Pavlov no asociarían un tono con la presentación de comida una hora después, y mucho menos 24 horas. La aversión adquirida al agua dulce puede interpretarse como una excepción a la ley de contigüidad temporal o la contigüidad debe considerarse en una escala de tiempo de diferentes órdenes de magnitud (horas en lugar de segundos).
¿La contigüidad temporal es suficiente para el acondicionamiento?
Pavlov creía no sólo que la contigüidad temporal entre CS y EU era necesaria para que ocurriera el condicionamiento sino que era todo lo necesario (es decir, que era suficiente). Rescorla (1966, 1968, 1988) ha demostrado que la correlación entre CS y US (es decir, la medida en que la CS predijo a EU) era más importante que la contigüidad temporal. Por ejemplo, si la única vez que uno se conmociona es en presencia del tono, entonces el tono se correlaciona con el shock (es decir, es predictivo del shock). Si uno es impactado la misma cantidad ya sea que el tono esté presente o no, el tono no se correlaciona con el shock (es decir, no proporciona información predictiva). Rescorla demostró que a pesar de la contigüidad temporal entre tono y shock en ambas instancias, el condicionamiento clásico sería fuerte en el primer caso y no ocurriría en el segundo.
Otro ejemplo de la falta de aprendizaje predictivo a pesar de la contigüidad temporal entre dos eventos se proporciona en un estudio de Leon Kamin (1969). Un grupo bloqueante recibió un tono (CS 1) seguido de shock (US) en la primera fase, mientras que un grupo control simplemente se colocó en la cámara. Los grupos fueron idénticos a partir de entonces. Durante la segunda fase, un estímulo com- libra consistente en la luz y un tono (CS 2) fue seguido de choque. Durante una fase de prueba, cada componente se presentó por sí mismo para determinar el grado de acondicionamiento.
En el grupo bloqueante, el condicionamiento ocurrió al tono y no a la luz. El condicionamiento ocurrió a ambos elementos del compuesto en el grupo control. Es como si la experiencia previa con el tono resultara en que los sujetos del grupo de bloqueo no prestaran atención a la luz en la segunda fase. La luz era redundante. No proporcionó información adicional.
Una demostración novedosa y divertida de bloqueo en estudiantes universitarios involucró un videojuego computarizado (Arcediano et al., 1997). Los sujetos utilizaron una pistola láser (la barra espaciadora) para tratar de proteger la tierra de la invasión de los marcianos. Desafortunadamente, los emprendedores marcianos habían desarrollado un escudo anti-láser. Si el sujeto disparara cuando el escudo estaba en su lugar, su pistola láser sería ineficaz, permitiendo que un grupo de marcianos aterrizaran y hicieran su travesura. Una luz intermitente precedió a la implementación del escudo láser para sujetos en el grupo de bloqueo. Un grupo control no experimentó un estímulo predictivo para el escudo láser. Posteriormente, ambos grupos experimentaron un estímulo de com- libra consistente en la luz intermitente y un tono complejo. El grupo control asoció el tono con la activación del escudo láser, mientras que, debido a su historia previa con la luz, el grupo bloqueante no. Para ellos, el tono era redundante.
VIDEOCLIP
Mira este video para una demostración de bloqueo.
El procedimiento de bloqueo demuestra que la contigüidad temporal entre eventos, incluso en una relación predictiva, no es suficiente para que ocurra el aprendizaje. En la segunda fase del procedimiento de bloqueo, el estímulo compuesto precede a EU. Según Pavlov, dado que ambos componentes son contiguos a Estados Unidos, ambos deberían asociarse con él y eventualmente provocar CR. La combinación de los hallazgos de Rescorla (1966) y Kamin (1969) lleva a la conclusión de que el aprendizaje ocurre cuando los individuos obtienen nueva información que les permite predecir eventos que no pudieron predecir previamente. Kamin sugirió que esto ocurre sólo cuando estamos sorprendidos. Es decir, mientras los eventos continúen como se esperaba, no aprendemos. Una vez que ocurre algo inesperado, los individuos buscan información relevante. Muchas de nuestras actividades pueden describirse como “habituales” (Kirsch et al., 2004) o “automáticas” (Aarts & Dijksterhuis, 2000). Todos hemos tenido la experiencia de andar en bicicleta o conducir como si estuviéramos en “piloto automático”. No estamos involucrados conscientemente en la dirección mientras los eventos continúen normalmente. Una vez que ocurre algo inesperado, llamamos la atención y nos enfocamos en las circunstancias ambientales inmediatas. Esto brinda la oportunidad de adquirir nueva información. Se trata de una subposición mucho más activa y adaptativa del aprendizaje predictivo que la proporcionada por el modelo de sustitución de estímulos de Pavlov (ver Rescorla, 1988).
¿La respuesta condicionada debe parecerse a la respuesta no condicionada?
Ahora examinaremos la cuarta suposición del modelo de Pavlov, que la respuesta condicionada siempre se asemeja a la respuesta incondicionada. La carne en polvo provoca salivación reflexivamente, y Pavlov observó la misma reacción a un estímulo condicionado predictivo de carne en polvo. Las bocanadas de aire incitan reflexivamente a parpadeos oculares y los golpes en la rodilla producen tirones de rodilla. Las respuestas condicionadas son similares a las respuestas no condicionadas en investigaciones que involucran bocanadas de aire y grifos de rodilla como estímulos no condicionados. Es comprensible que Pavlov y otros creyeran durante tanto tiempo que la respuesta condicionada debe parecerse si no ser idéntica a la respuesta incondicionada. Sin embargo, Zener (1937, p. 393) tomó películas de perros sometidos a condicionamiento salival y no estuvo de acuerdo con esta conclusión. Observó, “A pesar de las aseveraciones de Pavlov, el perro no parece estar comiendo un alimento imaginario. Es una respuesta diferente, antropomorficamente descriptible como una búsqueda, esperando, la caída de los alimentos con una disposición para realizar el comportamiento alimentario que ocurrirá cuando caiga la comida”.
Kimble (1961, p. 54) ofreció la posible interpretación de que “la función de la respuesta condicionada es preparar al organismo para la ocurrencia del estímulo incondicionado”. La investigación de Shepard Siegel (1975, 1977, 1984, 2005) ha hecho oscilar el péndulo hacia una aceptación generalizada de esta interpretación de la naturaleza de la respuesta condicionada. La investigación de Siegel involucró la administración de un medicamento como estímulo incondicionado. Por ejemplo, a las ratas se les inyectó insulina en presencia de un nuevo estímulo (Siegel, 1975). La insulina es un medicamento que disminuye el nivel de azúcar en la sangre y a menudo se usa para tratar a los diabéticos. Finalmente, se desarrolló una respuesta condicionada al nuevo estímulo (ahora un CS). Sin embargo, en lugar de disminuir el nivel de azúcar en la sangre, el nivel de azúcar en la sangre aumentó al CS. Siegel describió este incremento como una respuesta compensatoria en preparación para el efecto de la insulina. Argumentó que era similar a otros mecanismos homeostáticos diseñados para mantener niveles óptimos de procesos biológicos (e.g., temperatura, recuento de glóbulos blancos, niveles de líquidos, etc.). Se han demostrado respuestas compensatorias similares con la morfina, fármaco que tiene propiedades analgésicas (Siegel, 1977) y con cafeína (Siegel, 2005). Siegel (2008) ha llegado a sugerir que “el investigador del aprendizaje es un investigador de homeostasis”.
Siegel ha desarrollado un modelo fascinante e influyente de tolerancia a drogas y efectos de sobredosis basado en sus hallazgos sobre la adquisición de respuestas compensatorias (Siegel, 1983). Sugirió que muchas de las llamadas sobredosis de heroína son en realidad el resultado de que la misma dosis se consume de manera diferente o en un ambiente diferente. Tal efecto en realidad se ha demostrado experimentalmente con ratas. Mientras que 34% de las ratas a las que se administró una dosis superior a la habitual de heroína en la misma jaula murieron, 64% a las que se administró la misma dosis en una jaula diferente murió (Siegel et al., 1982). Como experimento, este estudio tiene una alta validez interna pero obviamente no pudo replicarse con sujetos humanos. En un estudio con alta validez externa, Siegel (1984) entrevistó a sobrevivientes de sospecha de sobredosis de heroína. La mayoría insistió en que habían tomado la cantidad habitual pero indicaron que habían utilizado una técnica diferente o habían consumido la droga en un ambiente diferente. Esta combinación de resultados de alta validez externa y alta validez interna constituye un argumento convincente para el modelo de aprendizaje de Siegel de tolerancia a medicamentos y efectos de sobredosis.
Las respuestas compensatorias inducidas por fármacos son consistentes con la interpretación de que la respuesta condicionada constituye una preparación para el estímulo incondicionado. Combinar esta interpretación con las conclusiones alcanzadas sobre la necesidad de predictividad para que se produzca el condicionamiento clásico conduce a la siguiente alternativa al modelo de sustitución de estímulos de Pavlov: El condicionamiento clásico es un proceso adaptativo mediante el cual los individuos adquieren la capacidad de predecir eventos futuros y prepararse para su ocurrencia.
EJERCICIOS
- Describir las bases para concluir que la extinción es un proceso inhibitorio frente a un proceso de desaprendizaje.
- Definir y dar ejemplos de los siguientes fenómenos de condicionamiento clásico: adquisición, extinción, recuperación espontánea, generalización de estímulos y discriminación de estímulos.
- Explicar cómo el hecho de que se produzca la recuperación espontánea indica que la conexión entre un estímulo condicionado y la respuesta condicionada no se rompe durante el proceso de extinción.
- Indicar los supuestos subyacentes al modelo de sustitución de estímulos de Pavlov del condicionamiento clásico. Describir los resultados de la investigación abordando cada uno de los supuestos. Mostrar cómo los hallazgos de la investigación son consistentes con la descripción del condicionamiento clásico como proceso de aprendizaje adaptativo.
REFERENCIAS
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