Odruchy bezwarunkowe nie są wystarczającą formą zapewnie­nia bezpieczeństwa organizmowi. Otoczenie, w którym żyje, nie jest statyczne, zmienia się, występują w nim nowe sytuacje, w których należy właściwie reagować. Przystosowanie się do zmian w otoczeniu wymaga nowych sposobów reagowania, które można zdobyć tylko przez indywidualne doświadczenia. Jedną z form poprawnego reagowania, zdobytą w czasie rozwoju jed­nostki, są odruchy warunkowe.

W prowadzonych eksperymentach stwierdzono, że specyficz­ne reakcje występują nie tylko wtedy, gdy działa bodziec nie­obojętny biologicznie, ale w specjalnym układzie warunków rów­nież wtedy, gdy działa bodziec obojętny. Tymi warunkami jest występowanie jednocześnie dwóch bodźców: nieobojętnego i obo­jętnego biologicznie.

W celu wyjaśnienia mechanizmu odruchu warunkowego wróć­my do przykładu z plasterkiem cytryny. Osoba dająca do zjedze­nia dziecku plasterek cytryny jednocześnie wymawia jej nazwę, pokazuje cytrynę, zachęca aby zjadło plasterek i nie opierało się. Z plasterkiem cytryny, który działa na receptory smaku, wystę­pują bodźce słowne (nazwa), działające na receptory słuchu, a wi­dok żółtej cytryny działa na receptor wzroku. Występujące dwa bodźce równocześnie: plasterek cytryny i nazwa ?cy­tryna”, po kilkakrotnym powtórzeniu powodują, że już sa­ma nazwa staje się bodźcem wywołującym ślinienie, jako reakcję specyficzną, spowodowaną poprzednio plasterkiem cytryny. Bodziec obojętny (nazwa) zadziałał tak, jak nieobojętny biologicz­nie (plasterek cytryny). Aby odruch warunkowy wystąpił, muszą jednocześnie działać dwa bodźce, a nawet bodziec obojętny po­winien wyprzedzać nieco bodziec nieobojętny biologicznie.

Inny rodzaj odruchu warunkowego można obserwować u dzie­ci, które bardzo bronią się przed robieniem im zastrzyków. Pierwszemu zastrzykowi, na którego przygotowanie dziecko nie reaguje krzykiem, towarzyszy widok strzykawki uzbrojonej w długą igłę i osoby w białym fartuchu. W czasie robienia za­strzyku dziecko odczuwa ból, więc już przed następnym broni się i nie chce dopuścić do ukłucia. Reakcja obrony wystę­puje nie w momencie wkłuwania, ale na widok zbliżającej się osoby w białym fartuchu ze strzykawką w ręku. Dziecko rea­guje już na zapowiedź zastrzyku, a nie na sam zastrzyk.

Podobnie reagują zwierzęta. Już sam szelest zbliżającego się, nie rozpoznanego osobnika, staje się sygnałem do ucieczki lub obrony. Zwierzę nie czeka, aż je dosięgną kły i pazury drapież­nika, bo wtedy mogłoby być za późno na ucieczkę, ale ucieka już na każdy nie rozpoznany szelest.

Odruchem warunkowym nazywamy nabytą reakcję organizmu, dochodzącą do skutku przy udziale najwyższego odcinka układu nerwowego pod wpływem działania dwóch bodźców: obojętnego i nieobojętnego biologicznie.

Pawłów wyobrażał sobie, że odruch warunkowy funkcjonuje dzięki temu, iż w korze mózgu powstaje połączenie, związek cza­sowy, między dwoma różnymi ośrodkami. Podczas działania bodź­ca obojętnego, zwanego warunkowym, w sferze czuciowej kory mózgu powstaje ognisko pobudzenia. Jednocześnie działa bodziec bezwarunkowy nieobojętny biologicznie, który powoduje pow­stanie drugiego, znacznie silniejszego, pobudzenia w ośrodkach podkorowych lub niższych ośrodkach nerwowych. Niższe ośrod­ki mają swoją reprezentację w komórkach kory mózgu. Między nimi i ośrodkiem czuciowym powstaje łączący je związek czaso­wy. Związek ten polega na połączeniu dwóch różnych ognisk w korze mózgu pobudzonych do aktywności bodźcem warunko­wym i bezwarunkowym.

Wytwarzanie odruchów warunkowych, klasycznych, u zwie­rząt odbywa się w specjalnych warunkach. Zwierzę jest umiesz­czone w stojaku, odpowiednio umocowane pasami, aby zachowy­wało się spokojnie. Stojak umieszczony jest w pomieszczeniu izolowanym od dźwięków, aby nie zakłócały przebiegu ekspery­mentu. Nad głową zwierzęcia zapala się żarówka i za chwilę wsu­wa się miska z pokarmem. Kilkakrotne zadziałanie tym zespo­łem bodźców w tej samej kolejności powoduje, że już samo za­palenie światła wywołuje u zwierzęcia ślinienie. Światło stało się sygnałem pokarmu i zwierzę reaguje na nie tak, jak na sam po­karm. Eksperymentalne wytwarzanie odruchów u psa pokazuje rycina 10.

Pawłów uważał, że odruch warunkowy mogą wywołać nie tyl­ko zjawiska fizyczne: dźwięk, światło, figury geometryczne, przedmioty, ale również czas. W eksperymencie z karmieniem zwierzęcia o stałych porach dnia stwierdzono, że po pewnym czasie, gdy nie podawano pokarmu o określonej godzinie, zwierzę wydzielało obficie sok żołądkowy i ślinę, tak jak wtedy, gdy otrzymywało pokarm. W tym przypadku czas stał się niejako bodźcem warunkowym wywołującym specjalną reakcję.

Zachowanie się zwierzęcia Pawłów wyjaśnił następująco: orga­nizm ma zdolność oznaczania i odczuwania czasu, dzięki rytmicz­nym wahaniom zachodzącym wewnątrz niego. Wahania stają się podnietami wywołującymi również rytmiczne zmiany w komór­kach nerwowych kory mózgu. W zależności od czasu podawania pokarmu ustala się okresowy rytm działania całego organizmu. Zmiany pod wpływem tego rytmu w komórkach nerwowych ko­jarzone są z pokarmem, same stają się podnietami warunkowymi i wówczas odnosi się wrażenie, że czas stał się bodźcem warun­kowym.

Zdobywanie doświadczenia przez jednostkę odbywa się za po­mocą dwóch rodzajów warunków a-n i a. Jednym z nich jest opisane powyżej warunkowanie klasyczne, w którym jednostka uczy się odpowiedniego bodźca sygnalizującego poja­wienie się nieobojętnego przedmiotu. Drugim rodzajem warunko­wania jest warunkowanie instrumentalne, w któ­rym jednostka uczy się nie bodźca, a reakcji.

Jednostka w czasie demonstrowania różnych czynności wyko­nała jakąś reakcję, która się podobała i została nagrodzona. Dla zwierzęcia nagrodą jest podanie mu pokarmu lub pożądanych przez nie łakoci. Dla koni wykonujących określone ewolucje cyr­kowe nagrodą będzie podanie im kilku kostek cukru. Dla dziecka nagrodą za wykonanie akceptowanej reakcji będzie uznanie wy­rażone słowami (nagroda werbalna) czy danie mu czekolady lub cukierków. Zarówno zwierzę, jak i człowiek uczą się reakcji akceptowanej i nagradzanej. Uczenie się przez warunkowanie in­strumentalne jest bardzo często stosowaną formą zdobywania do­
świadczenia. Wiele z naszych zachowań utrwaliło się dlatego, że były nagradzane.

Badania nad warunkowaniem instrumentalnym prowadziło wielu uczonych, ale najwięcej inwencji włożył w nie B. F. Skin- ner ? psycholog amerykański. Do badań skonstruował specjal­ną skrzynkę problemową, wewnątrz której znajdowała się dźwig­nia wyzwalająca kuleczkę pokarmu spadającą do miski. Wpusz­czony do skrzynki głodny szczur biegał po niej wykonując różne chaotyczne ruchy, przypadkowo dotykał dźwigni i wtedy do mi­seczki spadała kulka pokarmu. Po pewnym czasie szczur nauczył się, że określona reakcja (naciśnięcie dźwigni) przynosi nagrodę (kulkę pokarmu) i celowo naciskał dźwignię.

W powstawaniu i zanikaniu odruchów warunkowych biorą udział dwa procesy: pobudzanie i hamowanie. Po­budzanie, omawiane powyżej, związane jest z powstawaniem w układzie nerwowym swoistej energii powodującej przenosze­nie informacji wzdłuż włókien nerwowych do odpowiednich ośrodków w rdzeniu lub mózgu. Hamowanie jest procesem przeciwstawnym i polega na tłumieniu aktywności powstałej w układzie nerwowym. Między procesem pobudzenia i hamowa­nia powinna zachodzić równowaga, gdyż dominacja jednego z nich może spowodować poważne zaburzenia w reakcjach osob­nika. Procesy hamowania odgrywają dużą rolę w uczeniu się jed­nostki. Pawłów wyróżnił dwa rodzaje hamowania: wrodzone, czyli bezwarunkowe i nabyte ? warunkowe.

Hamowanie bezwarunkowe powstaje wtedy, gdy w czasie pobudzenia jednego ośrodka w korze mózgu zostanie pobudzony równocześnie dodatkowym bodźcem inny ośrodek. Ten rodzaj hamowania występuje wówczas, gdy zadziała silny bodziec dodatkowy, odwracający uwagę osobnika. Hamo­wanie bezwarunkowe u człowieka powstaje również wtedy, gdy zajmie się z taką uwagą daną czynnością, że nie wie, co się wo­kół niego dzieje. Tutaj pobudzenie jednego ośrodka jest tak duże, że hamuje okoliczne ośrodki i nie dopuszcza do zakłócenia uwagi.

Szczególnym przypadkiem hamowania bezwarunkowego jest hamowanie poza zakresowe. Występuje ono wtedy, gdy na korę mózgu działa bodziec zbyt silny lub długotrwały. Istnieje pewien optymalny próg wydolności komórek nerwowych, po przekroczeniu którego zwiększenie siły bodźca powoduje zmniejszenie się reakcji odruchowej, aż do zupełnego jej zanik­nięcia. Tego rodzaju hamowanie powoduje, że świeże rany są na ogół mało bolesne i można je zszywać nawet bez znieczule­nia. Silny uraz, który powstał po zranieniu, wywołuje hamowa­nie w komórkach nerwowych, co powoduje pewnego rodzaju znieczulenie rany, trwające jakiś czas. Hamowanie bezwarunko­we chroni komórki nerwowe przed silnymi bodźcami, dlatego naz­wano je również obronnym.

Innym rodzajem hamowania obronnego jest popada­nie w sen. Eksperymentalnie stwierdzono, że sen może występo­wać w różnych sytuacjach. Może go wywołać zmęczenie, dzia­łanie bodźców monotonnych, kołysanie, nagrzewanie skóry przy słabym natężeniu ciepła oraz wyeliminowanie z otoczenia bodź­ców zewnętrznych. W literaturze znany jest przykład osoby poz­bawionej zmysłu dotyku, smaku, powonienia i głuchej na jedno ucho. Wystarczyło zasłonić jej oczy i zdrowe ucho, aby natych­miast zasypiała. Sen jest hamowaniem promieniującym na coraz większe obszary kory mózgu, ogarnia więc coraz więcej aktyw­nych ośrodków. Uważa się, że sen chroni korę mózgu przed wy­czerpaniem.

Drugim rodzajem hamowania jest hamowanie warun­kowe, nabyte, zwane również wewnętrznym. Wyróżnia­my kilka jego rodzajów.

Hamowanie wygaszające występuje wówczas, gdy nie wzmacniamy bodźca warunkowego bodźcem bezwarunkowym, biologicznie ważnym dla organizmu. Bodziec warunkowy stoso­wany przez dłuższy czas, bez wzmocnienia, traci znaczenie syg­nalizacyjne i odruch przestaje występować. Odruch nie zanika zupełnie, lecz zostaje zahamowany. Jeżeli po przerwie znów zacz­niemy go wzmacniać, reakcja na bodziec warunkowy powróci.

Hamowanie opóźniające nie pozwala ?6 wystąpienie reakcji natychmiast po zadziałaniu bodźca. Jest ono warunkiem wstrzymywania się od przedwczesnej reakcji, stanowi podstawę oczekiwania i pozwala lepiej przystosować się do zmienionych warunków otoczenia. Czas od zadziałania bodźca do wystąpienia reakcji nazywa się okresem utajenia odruchu. Przykładem ha­mowania opóźniającego może być reakcja dzikich ptaków, które nie reagują natychmiast na zbliżające się niebezpieczeństwo, sie­dzą nieruchomo i zrywają się dopiero w momencie bezpośrednie­go zagrożenia.

Hamowanie różnicujące pozwala na dokonywanie rozróżnień między podobnymi bodźcami. Ma ono duże znaczenie w uczeniu się i przystosowaniu do środowiska. Podobne bodźce mogą mieć różne znaczenie dla organizmu i nie odróżnianie ich może spowodować zakłócenie właściwych reakcji. Ten rodzaj ha­mowania ma duże znaczenie w nauce szkolnej w przypadkach, gdy drobna zmiana w nazwie oznacza zupełnie inną treść (np. siarczki, siarczany, siarczyny). Chcąc właściwie używać określo­nej treści trzeba umieć różnicować nazwy i terminy.

Prawa rządzące procesami pobudzania i ha­mowania. Procesy pobudzania i hamowania zachodzą według określonych praw, z których najważniejsze są następujące:

Prawo irradiacji polega na tym, że jeśli stan pobudze­nia lub hamowania występuje w określonym odcinku kory móz­gu, to nie jest on umiejscowiony tylko w tym odcinku, lecz pro­mieniuje również na sąsiednie odcinki kory. Promieniowanie po­budzenia powoduje powstawanie odruchów warunkowych. Po­budzenie wywołane bodźcem warunkowym zostaje ogarnięte przez silnie promieniujące pobudzenie spowodowane bodźcem bezwarunkowym i w ten sposób powstaje związek między dwo­ma pobudzonymi ośrodkami. Irradiacją hamowania można wyjaś­nić zjawisko zasypiania. Pewien odcinek kory mózgu na skutek działania bodźców monotonnych zostaje wyczerpany, ulega za­hamowaniu, a proces ten promieniując na sąsiednie ośrodki ogar­nia coraz większe obszary kory.

Koncentracja pobudzenia lub hamowania jest procesem przeciwstawnym do irradiacji. Po początkowym promieniowaniu procesu na większą część kory następuje ponowne skupienie na określonym środku i wtedy mamy. do czynienia z koncentracją pobudzenia lub hamowania. Koncentracja stanowi podstawę do hamowania różnicującego, kiedy trzeba dostosować zachowanie do ściśle określonego bodźca.