Eine zufällige Entdeckung in der Verdauungsphysiologie
Der russische Physiologe Iwan Petrowitsch Pawlow (1849-1936) widmete den größten Teil seiner wissenschaftlichen Laufbahn nicht dem Lernen, sondern der Verdauung. Zwischen 1891 und 1900 untersuchte er am Institut für Experimentelle Medizin in St. Petersburg die Speichel-, Magen- und Bauchspeicheldrüsensekretion von Hunden mit der Methode der "chronischen Fistel", einer chirurgischen Technik, die es erlaubte, ein Tier über lange Zeiträume unter relativ normalen Bedingungen zu beobachten. Für diese Arbeit erhielt Pawlow 1904 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin, ausdrücklich für seine Forschungen zur Physiologie der Verdauung.
Während dieser Experimente bemerkte Pawlow ein wiederkehrendes Detail: Die Hunde speichelten nicht nur, wenn Futter in ihr Maul kam, sondern auch beim Anblick des Futternapfs oder sogar beim Geräusch der Schritte des Gehilfen, der das Futter brachte. Pawlow nannte dies zunächst "psychische Sekretion". Nach und nach kam er zu dem Schluss, dass es sich nicht um eine subjektive Erwartung handelte, sondern um einen erlernten, zeitweiligen Reflex, den er bedingten Reflex nannte. In einem Vortrag beim Internationalen Medizinischen Kongress in Madrid 1903 machte er das Thema zu einem systematischen Forschungsprogramm, das die letzten drei Jahrzehnte seines Lebens ausfüllte.
Wie das Experiment ablief
In Pawlows klassischem Aufbau wurde eine kleine Fistel in den Speichelgang des Hundes gelegt und der Speichel Tropfen für Tropfen gemessen. Das Experiment verläuft in drei Phasen:
- Vor der Konditionierung: Wird Futter ins Maul gegeben, speichelt der Hund automatisch. Ein neutraler Reiz wie ein Metronomschlag, ein Glockenton oder ein Licht löst zunächst keinen Speichelfluss aus.
- Konditionierung (Akquisition): Der neutrale Reiz wird wiederholt und in kurzem Abstand gemeinsam mit dem Futter dargeboten. Pawlow zeigte, dass das Lernen am stärksten war, wenn der Ton etwa eine halbe Sekunde vor dem Futter einsetzte.
- Nach der Konditionierung: Nun genügt allein das Metronom, um den Hund speicheln zu lassen.
Obwohl populäre Darstellungen von "Pawlows Glocke" sprechen, benutzte er in den meisten seiner Experimente Metronome, Summer, Lichter und Berührungsreize; die eine Glocke ist weitgehend ein Produkt späterer Nacherzählungen. Zur genauen Messung diente ein Registriergerät mit rotierender Trommel (ein Kymograph).
Die Grundbegriffe der klassischen Konditionierung
Diese Lernform wird heute mit einem festen Begriffssatz beschrieben. Ein Reiz, der automatisch eine angeborene Reaktion auslöst, ist der unbedingte Reiz (Futter); die nicht erlernte Reaktion darauf ist die unbedingte Reaktion (Speicheln auf Futter). Ein anfangs bedeutungsloser neutraler Reiz wird zum bedingten Reiz (Metronom), sobald er wiederholt mit dem unbedingten Reiz gepaart wurde; die erlernte Reaktion, die er nun auslöst, ist die bedingte Reaktion (Speicheln auf das Metronom). Kurz gesagt ist die klassische Konditionierung der Vorgang, durch den ein neutraler Reiz, mit einem biologisch bedeutsamen Ereignis verbunden, eine neue Reaktion auszulösen beginnt.
Pawlow zeigte außerdem, dass ein etablierter bedingter Reiz einen neuen neutralen Reiz konditionieren kann, ohne je mit Futter gepaart zu werden. Dieses Phänomen, die Konditionierung höherer Ordnung, zeigt, dass sich erlernte Assoziationen kettenartig ausbreiten können.
Löschung, spontane Erholung und Generalisierung
Die bedingte Reaktion ist nicht dauerhaft. Wird der bedingte Reiz lange ohne Futter dargeboten, schwächt sich die Reaktion allmählich ab und verschwindet; das ist die Löschung (Extinktion). Löschung bedeutet jedoch nicht, dass das Gelernte getilgt ist: Nach einer Ruhepause bringt die erneute Darbietung des bedingten Reizes die Reaktion teilweise zurück. Pawlow nannte dies spontane Erholung; sie zeigt, dass die Assoziation in unterdrückter Form gespeichert bleibt.
Zwei verwandte Prozesse wurden ebenfalls früh beschrieben. Reizgeneralisierung bedeutet, dass der Hund auch auf andere, dem konditionierten ähnliche Töne reagiert, wenn auch schwächer. Reizdiskrimination ist das Erlernen, nur auf den mit Futter verstärkten Reiz zu reagieren und ähnliche auszublenden. Diese vier Phänomene (Akquisition, Löschung, Generalisierung, Diskrimination) bilden ein Jahrhundert später noch immer den Kern der Lernpsychologie.
„Der kleine Albert" und die Übertragung auf den Menschen
Einer der Ersten, der Pawlows Befunde auf menschliches Verhalten anwandte, war der amerikanische Psychologe John B. Watson, der Begründer des Behaviorismus. In der umstrittenen Studie "Der kleine Albert" von 1920 zeigten Watson und Rosalie Rayner einem etwa neun Monate alten Säugling eine weiße Ratte zusammen mit einem plötzlichen lauten Geräusch und erzeugten so eine Furchtreaktion auf die Ratte und auf ähnliche pelzige Objekte. Die Studie argumentierte, dass auch Gefühlsreaktionen wie Furcht durch Assoziationen mit der Umwelt erlernt werden können.
Heute gilt die Studie als ethisch nicht vertretbar: Es ist nicht dokumentiert, ob die konditionierte Furcht je aufgehoben wurde, und ihre Methode und Schlussfolgerungen sind in späteren Analysen kritisiert worden. Dennoch gilt "Der kleine Albert" als früher Wendepunkt, der zeigte, dass klassische Konditionierung auch beim Menschen wirkt.
Wozu dient die klassische Konditionierung heute?
Die klassische Konditionierung findet sich in vielen Bereichen der modernen klinischen Psychologie und des Alltags:
- Behandlung von Angst und Phobien: Systematische Desensibilisierung und Expositionstherapie paaren den gefürchteten Reiz mit Entspannung oder mit harmloser Wiederholung, um die konditionierte Furchtreaktion zu löschen; der Ansatz wird auch bei der posttraumatischen Belastungsstörung genutzt.
- Sucht: Orte, Personen und Objekte, die mit dem Substanzkonsum gepaart sind, werden allmählich zu bedingten Reizen, die Verlangen auslösen; deshalb ist der Umgang mit Umgebungsreizen in der Behandlung wichtig.
- Geschmacksaversion: Dass Chemotherapiepatienten Übelkeit gegenüber zuvor gegessenen Speisen oder der Klinikumgebung entwickeln, ist ein Beispiel für eine Konditionierung, die schon nach einem einzigen Durchgang entstehen kann.
- Bettnässen: Die bei Kindern eingesetzte "Klingelmethode" paart das Wasserlassen mit dem Aufwachen und erreicht hohe Erfolgsquoten.
- Werbung: Ein Produkt mit attraktiven Bildern, Musik oder beliebten Personen zu paaren, zielt darauf, positive konditionierte Reaktionen auf die Marke aufzubauen.
Grenzen der Theorie und der aktuelle Stand
Pawlows Annahme, "jeder Reiz lasse sich gleich leicht mit jeder Reaktion paaren", wurde später eingeschränkt. John Garcias Arbeiten in den 1960er-Jahren zeigten, dass eine starke Aversion selbst dann erlernt werden kann, wenn zwischen einem Geschmack und Übelkeit Stunden liegen; Tiere bilden manche Assoziationen also aus evolutionären Gründen viel leichter. Diese als biologische Vorbereitetheit bezeichnete Sichtweise machte deutlich, dass Konditionierung artspezifische Grenzen hat. 1972 zeigten Robert Rescorla und Allan Wagner, dass Konditionierung weniger vom bloßen gemeinsamen Auftreten abhängt als davon, wie gut der Reiz das Ereignis vorhersagt.
Heute wird die klassische Konditionierung nicht als mechanische Reiz-Reaktions-Bindung verstanden, sondern als Informationsverarbeitung, bei der ein Organismus Regelmäßigkeiten seiner Umwelt verfolgt und Erwartungen bildet. Dennoch bestand das eigentliche Geschenk von Pawlows Methode an die Psychologie darin, zu zeigen, dass sich Lernen über messbares Verhalten untersuchen lässt, ohne auf Introspektion angewiesen zu sein.