3. Apprendimento - Condizionamento classico e operante. PDF

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Condizionamento classico e operante....

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APPRENDIMENTO E ADATTAMENTO Il comportamento può essere interpretato in termini di adattamento all’ambiente, con adattamento ci riferiamo a tutte quelle modifiche che rendono l’organismo più adeguato al cambiamento delle condizioni ambientali in cui si trova. L’adattamento può avvenire in natura in due livelli: Livello filogenetico tramite la selezione naturale, processo di adattamento molto lento che si protrae per generazioni. Livello individuale tramite l’ apprendimento, ovvero tutte quelle modifiche che avvengono nel corso della vita di un individuo. Che cos’è l’ APPRENDIMENTO? Processo continuo, basato sull’esperienza, che si traduce in una modificazione relativamente stabile e duratura del comportamento in un momento successivo. L’esperienza, quindi, è il vincolo primario per apprendere e per definizione ogni apprendimento è esperienziale, tramite l’esperienza acquisiamo un modo nuovo di rispondere agli stimoli ambientali, un modo che ci fa adattare meglio all’ambiente in cui viviamo; è sempre flessibile quindi suscettibile di cambiamenti attraverso una serie di apprendimenti. Gli schemi nuovi che abbiamo appreso possono anche ridursi, ovvero se noi non mettiamo più in pratica qualcosa che faceva parte del nostro patrimonio cognitivo possiamo perderla. - Con questa definizione si escludono tutte le modificazioni del comportamento causate da malattie o danni cerebrali e le modificazioni determinate dai processi di maturazione biologica. Maturazione biologica: si accompagna a modificazioni permanenti di schemi e aspetti della condotta, possono sparire (alcuni riflessi presenti alla nascita, impariamo a camminare) ma tutti questi cambiamenti rappresentano una variazione invariante negli individui, sono presenti in tutti noi e sono indipendenti dalle esperienze, hanno carattere di UNIVERSALITA’. L’apprendimento, invece, tende ad aumentare la differenza fra gli individui. 3 Tipi di apprendimento: - Apprendimento non associativo: abituazione e sensibilizzazione - Apprendimento associativo: condizionamento classico e operante - Apprendimento sociale: avviene attraverso l’osservazione e l’imitazione degli altri individui.

APPRENDIMENTO NON ASSOCIATIVO L’apprendimento non associativo è relativo a un singolo stimolo e include l’abituazione e la sensibilizzazione, rappresenta una capacità adattiva primaria presente in tutti gli animali. - Abituazione è caratterizzata dalla RIDUZIONE di una risposta comportamentale a seguito di successive presentazioni di uno stimolo, l’organismo si adatta alla presentazione ripetuta di uno stimolo e finisce per non rispondervi più. E’ importante perché ci aiuta a focalizzare l’attenzione su nuovi eventi o nuovi stimoli presenti nell’ambiente, stimoli che dobbiamo valutare se importanti o no, se importanti per la nostra sopravvivenza o meno. L’abituazione non produce una nuova associazione S-R ma ne indebolisce una già presente. - Sensibilizzazione è caratterizzata dall’ AUMENTO di una risposta comportamentale a seguito di presentazioni di stimoli intensi e dolorosi. Noi diventiamo più sensibili e più pronti alla risposta se abbiamo ricevuto in precedenza uno stimolo intenso (forte dolore) e rispondiamo alle successive stimolazioni con un aumento di risposta comportamentale. - Entrambi questi apprendimenti, sebbene siano abbastanza semplici, sono importanti a sintonizzare le aspettative di un organismo al mondo che lo circonda. ERIK KANDEL (premio Nobel per la medicina) ha studiato a livello neurale queste forme di apprendimento e ha scelto di lavorare con un organismo dotato di un sistema nervoso molto semplice, la lumaca marina, che si è dimostrata un eccellente modello sperimentale per studiare l’apprendimento non associativo. Attraverso una serie di esperimenti Kandel ha dimostrato che: - L’ apprendimento è mediato da modificazioni sinaptiche a livello neuronale, cambiamento di trasmissione sinaptica tra i neuroni sensoriali e i motoneuroni. L’apprendimento è stato studiato misurando il riflesso di ritrazione della branchia, risposta difensiva di protezione che permette di proteggere da lesioni questa fragile struttura, questo riflesso può essere indotto stimolando delicatamente la branchia o il tessuto circostante. La lieve stimolazione con un getto d’acqua induce la ritrazione, tuttavia la

stimolazione ripetuta si associa a risposte sempre più deboli. - L’abituazione è accompagnata dalla riduzione di quantità di neurotrasmettitore secreta dai neuroni sensoriali della branchia per attivare un motoneurone che controlla la ritrazione della struttura. - Prima della stimolazione meccanica del sifone la branchia è estesa, quando si spruzza l’acqua sul sifone per la prima volta la branchia si ritrae con forza, ritrazione mediata da una struttura che coinvolge i neuroni sensoriali del sifone che formano contatti sinaptici con i motoneuroni. Dopo diverse stimolazioni, l’intensità di ritrazione della branchia è minima. La risposta è andata soggetta ad abituazione che è mediata dalla diminuzione del rilascio di neurotrasmettitore.

APPRENDIMENTO ASSOCIATIVO – Condizionamento classico - L’apprendimento associativo implica l’apprendimento delle relazioni tra gli eventi e la formazione di associazioni, ovvero l’apprendimento che certi eventi si verificano insieme e comprende il condizionamento classico o Pavloviano e il condizionamento operante o Skinneriano. - Nel condizionamento classico si apprende che ad uno stimolo ne segue un altro. Nel condizionamento operante vengono apprese le conseguenze del proprio comportamento. - Il condizionamento classico è un processo di apprendimento che dà origine a nuovi riflessi, un riflesso è una sequenza stimolo-risposta semplice e relativamente automatica, mediata dal sistema nervoso. Quindi un evento particolare, ben definito, che accade nell’ambiente, cioè uno stimolo, innesca un comportamento particolare, ben definito, cioè una risposta. - Il primo a studiare questo fenomeno è stato il fisiologo russo Ivan Pavlov che stava conducendo una ricerca sulla digestione dei cani, attraverso la misurazione delle secrezioni salivari, quando si imbatte nel condizionamento classico. Durante i suoi esperimenti scoprì che i cani che avevano ricevuto del cibo nel corso dei precedenti esperimenti iniziavano a salivare prima di ricevere il cibo, si rese conto quindi che i cani potevano essere condizionati a produrre queste secrezioni in risposta a stimoli che precedevano costantemente la presentazione del cibo. Quindi osservò inaspettatamente che i cani iniziavano a salivare prima di essere nutriti, ogni stimolo che precedeva con regolarità la comparsa del cibo attivava la produzione della saliva. - Nel condizionamento classico l’organismo apprende che a un evento ne segue un altro, il cane saliva in risposta alla luce perché ha imparato che la luce precede il cibo, ovvero il cane ha appreso la relazione tra luce e l’arrivo del cibo. - La misura dell’apprendimento è data dalla comparsa della risposta condizionata a seguito della sola presenza dello stimolo condizionato. - Dopo varie prove in cui il suono era stato abbinato alla presentazione del cibo il cane iniziava a salivare anche in assenza del cibo, Pavlov definì questa risposta riflesso condizionato, poiché dipendeva dalla specifiche condizioni che erano state presenti nella precedete esperienza del cane, ovvero l’associazione tra la luce o il suono della campanella e lo stimolo costituito dal cibo nella bocca. Pavlov definì lo stimolo che evoca il riflesso condizionato “stimolo condizionato” e chiamò “risposta condizionata” la risposta appresa a tale stimolo. Analogamente, egli chiamò “riflesso incondizionato” il riflesso originale (che non richiedeva un apprendimento) e definì lo stimolo a esso relativo (il cibo) e la corrispondente risposta (salivazione) “stimolo incondizionato” e “risposta incondizionata”. - Procedura: Uno stimolo neutro, che inizialmente non provocava alcune risposta, dopo essere stato abbinato per varie prove a uno stimolo incondizionato diventa uno stimolo condizionato capace di evocare una determinata risposta. Prima del condizionamento: - Stimolo neutro (campanella/luce)  non provoca naturalmente nessuna risposta - Stimolo incondizionato (cibo)  risposta incondizionata (salivazione) Durante il condizionamento: Lo stimolo neutro iniziale viene abbinato allo stimolo incondizionato divenendo uno stimolo condizionato. - Stimolo neutro (che ora è condizionato) + stimolo incondizionato  risposta incondizionata Dopo il condizionamento: Lo stimolo condizionato in precedenza neutro produrrà da solo la risposta condizionata. - Stimolo condizionato  risposta condizionata (salivazione)

La vita quotidiana ci offre innumerevoli occasioni per verificare l’esistenza del condizionamento classico. Se

rabbrividiamo nel sentire il ronzio di un trapano di dentista, questa è una risposta condizionata dovuta al fatto che in passato quel suono è stato associato al dolore. (Es. odore del caffè – trapano del dentista) FENOMENI ASSOCIATI AL CONDIZIONAMENTO CLASSICO Pavlov scoprì che, se non è abbinato allo stimolo del cibo, il suono del campanello o la luce evocano una risposta di salivazione sempre meno intensa a ogni prova, fino a che la risposta non scompare del tutto, un fenomeno che chiamò “estinzione”. Ma scoprì anche che l’estinzione non riporta l’animale allo stato originale incondizionato, ma, a una certa distanza di tempo dopo l’estinzione si rinnova parzialmente la risposta condizionata, un fenomeno oggi chiamato “recupero spontaneo”. Il recupero spontaneo anche detto RIACQUISIZIONE viene riattivato più velocemente rispetto al condizionamento iniziale. Pavlov giunse alla conclusione che il riflesso condizionato non va perduto con l’estinzione, ma viene in qualche modo inibito e che tale inibizione può essere rimossa dal semplice passare del tempo o dalla ricomparsa anche una sola volta, dello stimolo incondizionato. - Fase di acquisizione: presentazione ripetuta dello SC + SI. - Fase di estinzione: SI ripetutamente omesso, la risposta condizionata diminuirà gradualmente. - Riposo - Recupero spontaneo: dopo un certo periodo di riposo la RC estinta riappare, indica che l’associazione tra SC e SI originariamente appresa non scompare del tutto durante l’estinzione. - Riacquisizione: ripresentando insieme SC + SI, la risposta condizionata estinta riappare rapidamente, questo significa che riapprendere un’associazione è più veloce rispetto all’iniziale apprendimento e dimostrano come è difficile eliminare completamente gli effetti del condizionamento.

FENOMENI ADATTIVI DEL CONDIZIONAMENTO CLASSICO GENERALIZZAZIONE è un fenomeno grazie al quale la risposta condizionata si presenta non solo dallo stimolo condizionato originale ma anche da stimoli simili. L’intensità della risposta dipende dal suo grado di somiglianza allo stimolo condizionato originale. - Un cane condizionato a salivare nell’udire un suono con frequenza di 1000 Hz manifesta la sua risposta anche con suoni di altre frequenze, ma quanto più la frequenza è diversa da quella dello stimolo condizionato tanto meno intensa sarà la risposta di salivazione. - La generalizzazione è un fenomeno adattativo perché se estendiamo l’apprendimento a situazioni analoghe siamo più capaci di rispondere tempestivamente. DISCRIMINAZIONE è un fenomeno complementare, si intende la capacità di rispondere in modo differente a stimoli simili. - Abbiamo imparato a distinguere il tono di voce associato a un rimprovero dal tono di voce associato ai complimenti, questa capacità di discriminazione è importante quanto la prima per l’adattamento dell’organismo all’ambiente. - Che cosa viene appreso nel Condizionamento classico? Questa domanda può essere esplicata attraverso due visioni differenti: approccio comportamentista e approccio cognitivista che hanno generato due teorie diverse. - Approccio comportamentista Teoria S-R: durante il condizionamento viene appresa un’associazione diretta fra stimolo condizionato e la risposta. - Approccio cognitivista Teoria S-S: durante il condizionamento viene appresa un’associazione diretta fra lo stimolo condizionato e lo stimolo incondizionato. - La teoria S-S è una teoria cognitiva in quanto sostiene che la relazione osservata stimolo-risposta è mediata da una rappresentazione mentale dello SI originale. Questa teoria implica l’esistenza di un’aspettativa dello SI.  luce – aspettativa del cibo – salivare (risposta prodotta dal cane all’aspettativa del cibo). Teoria dell’aspettativa  Il condizionamento quindi dipende dal valore predittivo dello stimolo condizionato, il condizionamento classico avviene quando il nuovo stimolo fornisce all’animale informazioni che gli consentono di prevedere l’arrivo dello stimolo incondizionato. Lo stimolo condizionato deve precedere lo stimolo incondizionato, l’efficacia di una procedura di condizionamento classico è massima quando lo stimolo condizionato precede immediatamente lo stimolo incondizionato, se lo stimolo

condizionato giunge contemporaneamente o subito dolo lo stimolo condizionato, il condizionamento non avviene. Lo stimolo condizionato deve segnalare che lo stimolo incondizionato da un’alta probabilità di sopraggiungere. Il condizionamento dipende: - dal numero di volte in cui lo SI è associato allo SC - dal numero di volte in cui uno dei due stimoli si presenta non abbinato - Il condizionamento diventa più forte con l’aumentare del numero di abbinamenti fra i due stimoli - Il condizionamento si indebolisce con l’aumentare delle volte in cui uno stimolo compare non abbinato all’altro

Relazioni fra stimoli, dalle quali dipende lo stabilirsi o meno di un condizionamento - Buon predittore: il potenziale stimolo condizionato precede immediatamente lo stimolo incondizionato nella maggioranza delle prove. - Scarso predittore: il potenziale stimolo segue lo stimolo incondizionato ed è quindi inutile come predittore. Il condizionamento è debole o non avviene affatto. - Scarso predittore: il potenziale stimolo condizionato spesso precede lo SI, ma spesso i due stimoli si presentano non abbinati. Il condizionamento è debole o non avviene affatto. - Predittore ridondante (effetto bloccante): uno stimolo condizionato (verde) è già stabilito come stimolo condizionato, quindi un nuovo stimolo (blu) non aggiunge nulla al valore predittivo. Il condizionamento al nuovo stimolo è debole o non avviene affatto. Viene chiamato così perché lo stimolo già condizionato blocca il condizionamento al nuovo stimolo a cui viene associato. Watson non condivideva la teoria S-S poiché presupponeva l’esistenza di un evento invisibile nella mente dell’animale, cioè la rappresentazione mentale dello stimolo incondizionato originale. Ma contrariamente a quanto credevano i primi comportamentisti, il ricorso a entità non visibili può comunque essere molto utile alla scienza, quando permette di tranne oprecise previsioni su eventi che sono visibili e direttamente osservabili. Il condizionamento della paura - Watson e Rosalie Rayner 1921 (esponente comportamentismo) - Esperimento del piccolo Albert e il condizionamento delle reazioni emotive, in questo esperimento si dimostra la possibilità di condizionare una risposta emotiva umana, la paura. L’esperimento del piccolo Albert ci ha detto molto del modo in cui possono nascere le paure e ha dimostrato l’importanza dell’esperienza nello sviluppo e nel consolidamento delle fobie. Watson non condivideva questa teoria (S-S) perché poneva l’esistenza di un evento non osservabile nella mente dell’animale. Mentre i cognitivisti si rifanno a teorie in cui si ricorre a entità mentali ipotetiche non osservabili per spiegare e prevedere i comportamenti, essi ritengono che le rappresentazioni mentali possono essere spiegate in termini di aspettativa dello stimolo incondizionato.

CONDIZIONAMENTO OPERANTE Differenze fra apprendimento classico e apprendimento operante Il condizionamento operante rientra nella categoria dell’apprendimento associativo, il comportamento in questione è detto operante perché si basa su comportamenti attuati tramite l’utilizzo di muscoli volontari, non avviene attraverso i riflessi, come avviene nel condizionamento classico, ma attraverso operazioni motorie più complesse. Nel condizionamento operante chi sta apprendendo opera attivamente sull’ambiente, il soggetto diventa attivo e produce risposte attivamente e volontariamente, al contrario nel condizionamento classico noi abbiamo un tipo di apprendimento passivo e la risposta è condizionata dalla presenza dello stimolo condizionato. - Es. premere i pulsanti del telecomando è una risposta operante appresa, premere un certo pulsante viene rinforzato dall’ottenere le conseguenza che desideriamo come cambiare canale, il condizionamento classico invece è automatico e riguarda la semplice associazione tra uno SC e uno SI. - Nel condizionamento operante associamo le azioni alle loro conseguenze, il principio base afferma che: Se gli atti vengono rinforzati da conseguenze positive divengono più frequenti, se gli atti non producono nessun effetto o producono conseguenze negative divengono meno frequenti o vengono abbandonati. Vengono appresi nuovi comportamenti e si apprendono azioni volontarie e non azioni riflesse. Il nome di Thorndike è associato all’apprendimento per prove ed errori infatti secondo lui l’apprendimento procede

attraverso delle prove casuali finché l’organismo non arriva al suo obiettivo. Un ruolo fondamentale in questo processo di apprendimento e nel modificare il comportamento è costituito dagli effetti delle azioni. Anche se l’azione in questione è stata emessa casualmente ma determina un effetto positivo, questa stessa azione avrà più probabilità di essere ripetuta in futuro. Edward L. Thorndike  Gabbia-problema (puzzle box): una piccola gabbia in cui veniva posto un animale deprivato di cibo, la deprivazione dal cibo rendeva il gatto più motivato a raggiungere il suo obiettivo, ovvero il nutristi. Il gatto poteva aprire dall’interno, compiendo un’azione semplice come sollevare un gancio o premere una leva, la porticina che lo conduceva al cibo. L’animale posto nella gabbia dopo essere stato affamato si impegnava in molte azioni diverse e casuali per aprire la porta e raggiungere il cibo posto subito fuori di essa, in fine apparentemente per caso il gatto riusciva a premere la leva e a uscire dalla gabbia. Se l’animale veniva rimesso nella gabbia impiegava un tempo sempre inferiore prima di riuscire a premere la leva fino a quando, dopo diverse ripetizioni, appena inserito nella gabbia andava subito a premere la leva. Curva apprendimento - Ascisse: prove successive nella gabbia-problema - Ordinata: tempo impiegato per uscire dalla gabbia in secondi Thorndike osservò che durante le prime prove il gatto compiva molti movimenti inutili prima di trovare casualmente quello giusto, con il susseguirsi delle prove i gatti impiegavano sempre meno tempo a liberarsi dalla gabbia. - . Thorndike otteneva l’apprendimento agendo sulle conseguenze di qualche aspetto del comportamento dell’animale, i gatti avevano un certo controllo sull’ambiente e potevano guadagnarsi l’accesso al cibo attraverso i propri sforzi. - Legge dell’effetto: un comportamento che in una particolare situazione produce un effetto positivo (piacevole, gratificante) ha più probabilità di essere prodotto in futuro nella stessa situazione, mentre un comportamento che produce effetti negativi ha minori probabilità di essere nuovamente prodotto nella stessa situazione. - La situazione che funge da stimolo evoca inizialmente molte risposte diverse, alcune con più forza di altre, ma la conseguenza soddisfacente dell’unica risposta corretta (premere la leva) fa sì che nelle prove successive questa risposta sia evocata con forza sempre maggiore. Il lavoro di Thorndike offrì a Skinner un modello di come si potessero alterare, mediante l’apprendimento comportamenti complessi e volontari. Differenze tra la procedura di Thorndike e quella di Skinner: - Skinner box o gabbia di Skinner: consiste in una gabbia contenente una leva su cui l’animale può agire per produrre un effetto specifico, l’animale premendo la leva può determinare l’arrivo del cibo che è posto fuori dalla gabbia, ogni risposta di pressione veniva registrata da un apparecchio automatico che produce un tracciato cumulato. - Dif...