B. F. Skinner kehitti 1930-luvulla uuden menetelmän eläinten oppimisen ja käyttäytymisen tutkimiseen. Hän kutsui sitä operant behavior, kuvastaa sitä, että eläin ”toimi” ympäristön tuottaa palkinnon, tai vahvistimen. Vuonna 1938 julkaistu The Behavior of Organisms oli tärkein asiakirja, jossa hän esitti havaintonsa ja käsitteellisen lähestymistapansa eläinten oppimisen ja käyttäytymisen tutkimiseen.
Skinnerin kehittelemässä menetelmässä eläin (useimmiten rotta, kyyhky tai apina) lähettää erityisiä käyttäytymismalleja, joita kutsutaan instrumentaalisiksi reaktioiksi (tai käyttäytymismalleiksi) saadakseen vahvistimen. Useimmiten näissä vastauksissa käytetään koehenkilön motorisiin kykyihin sopivaa operandumia (aiemmin manipulandum). Rotat, apinat ja muut nisäkkäät painavat vaakatasossa olevaa palkkia (tai vipua) koekammiossa (jota usein kutsutaan Skinner-laatikoksi), kun taas kyyhkyset nokkivat pystysuoraa kiekkoa (tai avainta); kalat voidaan opettaa uimaan renkaan läpi. Normaalisti vahvistaja seuraa heti vastetta.
eläimet oppivat lähettämään erityisiä instrumentaalisia vasteita, koska vahvistimet muokkaavat käyttäytymistä. Käyttäytymistä, jota seuraa vahvistin taajuuden kasvu, ja käyttäytymistä, jota ei seuraa vahvistin harveneminen taajuus. Esimerkiksi kouluttaakseen rotan painamaan vipua kokeen Suorittaja voi ensin vahvistaa eläintä aina, kun se lähestyy vipua. Kun rotta lähestyy luotettavasti vipua, vahvistimet toimitetaan vain, jos se todella koskettaa vipua. Lopuksi vain vipua painamalla vahvistetaan. Tämä käyttäytymisen muokkaaminen asteittain kaventamalla käyttäytymismalleja, joita vahvistetaan (operanttiluokka), tunnetaan peräkkäisen approksimaation menetelmänä. Jos vahvistaminen käytös lopetetaan, käyttäytyminen vähenee taajuus ja voi pysähtyä kokonaan. Tätä prosessia kutsutaan sukupuutoksi.
diskreeteissä kokeissa koe päättyy yhteen vasteeseen, ja tämän vasteen todennäköisyys, latenssi tai voima kirjataan käyttäytymisen mittana. Skinner kehitti käytöksen tutkimiseen toisen menetelmän, jota hän kutsui vapaamuotoisiksi menetelmiksi. Tässä tutkittavalla on pääsy operandumiin pidennetyiksi ajanjaksoiksi—joskus pidennetyiksi kokeiksi, toisinaan kokonaisiksi kokeellisiksi istunnoiksi—ja hän voi vastata toistuvasti tuona aikana. Siksi vastausnopeudesta tulee käyttäytymisen ensisijainen mittari. Skinner kehitti nerokkaan menetelmän koron näyttämiseksi kumulatiivisella tietueella (KS.Kuva 1). Jokainen vaste syrjäyttää kynän ylöspäin pienellä määrällä liikkuvaa paperiliuskaa. Tällöin reagointinopeus näkyy heti käyttäytymisen mittana. Mitä suurempi vastausnopeus, sitä jyrkempi on kumulatiivisen ennätyksen kaltevuus. Useimmissa nykyisissä kokeellisissa sovelluksissa laskureita ja tietokoneita käytetään kuitenkin kirjaamaan ja analysoimaan vastelähtöä. Nämä toimenpiteet mahdollistavat käyttäytymisen määrällisemmät analyysit.
Vahvistusaikataulut
määrättyä instrumentaalista vastetta seuraa ainakin joissain yhteyksissä vahvistaja, kuten ruokakuponki tai nestemäinen virvoke rotalle tai apinalle, viljaa linnulle tai rahaa, poletteja tai ”pisteitä” ihmiskohteelle. Skinner suunnitteli vahvistusaikatauluja, jotka tarjosivat palkita vain ajoittain, toisin kuin jatkuva vahvistaminen, jossa jokainen vastaus on vahvistettu. Aihetta voidaan vahvistaa vasta sen jälkeen, kun on annettu useita vastauksia, suhdeaikataululla tai kun vaste on annettu tietyn ajan kuluttua, intervalliaikataululla. Vaadittu suhde voi olla vakio kaikissa tilanteissa; tämä on kiinteä suhde aikataulu. Tai se voi vaihdella kokeiluversiosta toiseen; tämä on vaihteleva suhde-aikataulu.
samoin intervalliaikataulussa intervalli voi olla kiinteä tai vaihteleva. Skinner havaitsi, että jokainen näistä aikatauluista tuotti omaleimaisia kumulatiivisia ennätyksiä. Esimerkiksi kiinteäsuhteisissa aikatauluissa eläimet eivät usein reagoi heti vahvistimen jälkeen; tätä kutsutaan vahvistuksen jälkeiseksi tauoksi. Sitten ne lähettävät vasteet suurella nopeudella ”räjähtää” saada vahvistin. Kiinteävälisissä aikatauluissa koehenkilö ei tyypillisesti reagoi heti vahvistimen jälkeen, ja vastausnopeus kiihtyy tasaisesti intervallin lopun lähestyessä. Vaihteluväli-ja vaihteluväli-aikataulut tuottavat yleensä tasaisia vastausnopeuksia. Suhdeaikataulut tuottavat yleensä suuria vastausnopeuksia, koska vahvistumisnopeus riippuu täysin vastausnopeudesta. Suhdesuunnitelmat, jotka edellyttävät suurta määrää vasteita kullekin vahvistimelle, voivat kuitenkin indusoida kannan pitkinä ajanjaksoina, jolloin vastetta ei ole.
nämä yksinkertaiset vahvistusaikataulut voidaan yhdistää monimutkaisemmiksi aikatauluiksi. Yksi aikataulu voi tuottaa vielä uuden aikataulun ennen vahvistajan antamista, ketjuohjelma tai kaksi aikataulua voivat säännöllisesti vuorotella yhdessä operandumissa, useammassa aikataulussa. Näissä aikatauluissa erottuvat ärsykkeet viestivät, mikä tietty aikataulu on tällä hetkellä voimassa. Sekalaisessa aikataulussa komponenttiaikataulut vuorottelevat, mutta ulkoinen cue ei osoita niitä.
samanaikaisissa aikatauluissa on samanaikaisesti voimassa kaksi (tai useampia) aikataulua, joiden välillä koehenkilö voi valita. Nämä aikataulut voidaan järjestää erillisellä operandalla tai yhdellä operandumilla. Jälkimmäisessä menettelyssä kohde voi valita aikataulujen välillä suorittamalla vaihtovasteen eri operandumiin. On havaittu, että eläimet jakavat kuhunkin aikatauluun reagoimiseen käytetyn ajan suhteessa kustakin saadun vahvistuksen määrään. Tämä suhde tunnetaan vastaavuuslakina. Myös aikataulutyyppi, vahvistimien suuruus ja vahvistustyyppi ovat tärkeitä valintatekijöitä. Esimerkiksi itsehillintää koskevat tutkimukset ovat osoittaneet, että eläimet ovat ”impulsiivisia”; ne valitsevat viivyttelyn sijaan pieniä, välittömiä vahvistajia, mutta paljon suurempia vahvistajia.
Ärsykekontrolli
erottelevat ärsykkeet voivat viestittää tehostamisen tehokkaasta aikataulusta. Rotille nämä voivat olla eri sävyjä tai ”talon valon” läsnäolo tai puuttuminen kammiosta. Kyyhkysille vasteavaimeen voidaan projisoida eri värejä tai kuvioita. Apinoille esitetään usein monimutkaisia visuaalisia kuvioita. Syrjivät ärsykkeet tulevat kontrolloimaan vastausnopeuksia. Esimerkiksi kyyhky reagoi samaan tahtiin punaiselle tai vihreälle sytytettyyn avaimeen, jos molemmat värit viestivät vaihteluvälistä (VI). Jos kuitenkin VI-aikataulu vihreän valon komponentin aikana poistuu, tämän negatiivisen ärsykkeen reagointinopeus laskee nopeasti. Reaktionopeus punaiseen valoon, positiiviseen ärsykkeeseen, itse asiassa kasvaa aiemmalle tasolleen, ilmiöksi kutsutaan käyttäytymiskontrastia. Yleistystestissä voidaan esittää uusia ärsykkeitä samasta ärsyke-ulottuvuudesta. Jos esimerkiksi koulutuksessa käytettävät erottelevat ärsykkeet ovat kaksisävyisiä, Rotalla voidaan testata erilaisia tonaalitaajuuksia. Yleistymisen (tai syrjinnän) gradientit saadaan helposti; toisin sanoen kuhunkin uuteen ärsykkeeseen vastaamisen määrä on sen samankaltaisuuden järjestynyt funktio positiivisen harjoitusärsykkeeseen nähden.
jos ärsykkeet ovat monimutkaisempia, kuten kuvat, Tämä tarjoaa mahdollisuuden käsitteen saavuttamisen tutkimiseen, kun ärsykkeet kuuluvat eri luokkiin. Esimerkiksi kyyhkyset oppivat helposti erottamaan toisistaan yhden tai useamman ihmisen kuvia sisältävät kuvat ja ilman henkilöä otetut kuvat.
Ärsykekontrollia tutkitaan myös diskreetillä valintamenettelyllä. Ärsyke esitetään näytteenä, minkä jälkeen eläimen on valittava, mikä kahdesta vastevaihtoehdosta on oikea juuri kyseiselle ärsykkeelle. Oikeita valintoja vahvistetaan. Tällaiset menetelmät ovat analogisia ihmisillä tehtyjen signaalinetsintäkokeiden kanssa, ja niillä on pystytty mittaamaan tarkasti eläinten havaintokykyä. Jos näytteen ärsykkeen ja valinnan välillä on viive, voidaan tutkia eläinten lyhytkestoista muistia tai työmuistia. Yleensä valinnan tarkkuus heikkenee huomattavasti jopa muutaman sekunnin viiveellä.
kontrolli Aversiivisilla ärsykkeillä
positiiviset vahvistimet ovat yleensä appetiivisia ärsykkeitä. Aversiiviset ärsykkeet, kuten sähköisku tai kova melu, ovat myös tehokkaita käyttäytymisen hallinnassa. Jos aversiiviset ärsykkeet ovat seuraamuksia vastaamiselle, ne ovat rankaisijoita, ja ne vähentävät vastausnopeutta, jota muuten ylläpitää positiivinen vahvistaminen. Eläimet ovat hyvin herkkiä sekä rankaisijoiden voimakkuudelle että tiheydelle. Aversiivisia ärsykkeitä käytetään myös paon ja välttelyn tutkimuksessa. Jälkimmäistä tutkitaan useimmiten vapaamuotoisessa tilanteessa. Kohde, useimmiten rotta, altistuu lyhyille, ajoittaisille iskuille. Lähettämällä vaaditun vasteen, kuten tangon painalluksen tai esteen ylittämisen, kohde voi lykätä tai peruuttaa iskun. Tämä menettely luo johdonmukainen määrä välttäminen käyttäytymistä rotat, apinat, ja muut organismit, varsinkin kun jokainen vastaus takaa shock-vapaa aikaväli.
Yhteenveto
Operanttinen menetelmä on osoittanut, että eläinten käyttäytyminen on sen edeltäjien (syrjivät ärsykkeet) ja sen seurausten (vahvistaminen ja rankaiseminen) järjestyksellistä toimintaa. Se on myös antanut kokeilijoille mahdollisuuden tutkia erilaisia eläinten havaitsemisen, kognition ja valinnan alueita. Lisäksi toimintaperiaatteet soveltuvat ihmisiin. Operanttitekniikoita on käytetty henkilökohtaisessa ohjauksessa ja ihmisen toimintahäiriön hoidossa.
Katso myös: ehdollistaminen, klassinen ja instrumentaalinen; syrjintä ja yleistys; vahvistaminen
bibliografia
Catania, A. C. (1979). Oppiminen. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
Domjan, M. P., and Burkhard, B. (1985). The principles of learning and behavior, 2. painos. San Francisco: Brooks / Cole.
Flaherty, C. F. (1985). Eläinten oppiminen ja kognitio. New York: Knopf.
Schwartz, B., and Reisberg, D. (1991). Oppiminen ja muisti. New York: Norton.
Skinner, B. F. (1938). Eliöiden käyttäytymistä. New York: Appleton-Century.
W. K. Honig
BrentAlsop
