Une découverte fortuite en physiologie de la digestion
Le physiologiste russe Ivan Petrovitch Pavlov (1849-1936) a consacré la plus grande partie de sa carrière scientifique non pas à l'apprentissage, mais à la digestion. Entre 1891 et 1900, à l'Institut de médecine expérimentale de Saint-Pétersbourg, il a étudié les sécrétions salivaires, gastriques et pancréatiques des chiens grâce à la méthode de la "fistule chronique", une technique chirurgicale permettant d'observer un animal pendant de longues périodes dans des conditions relativement normales. Ce travail a valu à Pavlov le prix Nobel de physiologie ou médecine 1904, décerné précisément pour ses recherches sur la physiologie de la digestion.
Au cours de ces expériences, Pavlov a remarqué un détail récurrent : les chiens salivaient non seulement lorsque la nourriture entrait dans leur gueule, mais aussi à la vue de la gamelle, voire au bruit des pas de l'assistant qui apportait la nourriture. Pavlov a d'abord appelé cela "sécrétion psychique". Il a peu à peu conclu qu'il ne s'agissait pas d'une attente subjective, mais d'un réflexe appris et temporaire, qu'il a nommé réflexe conditionné. Dans une communication présentée au Congrès médical international de Madrid en 1903, il a transformé le sujet en un programme de recherche systématique qui a occupé les trois dernières décennies de sa vie.
Le déroulement de l'expérience
Dans le dispositif classique de Pavlov, une petite fistule était placée dans le canal salivaire du chien et la salive était mesurée goutte à goutte. L'expérience se déroule en trois phases :
- Avant le conditionnement : lorsque la nourriture est placée dans la gueule, le chien salive automatiquement. Un stimulus neutre comme le battement d'un métronome, une sonnette ou une lumière ne provoque d'abord aucune salivation.
- Conditionnement (acquisition) : le stimulus neutre est présenté de façon répétée, et à court intervalle, en même temps que la nourriture. Pavlov a montré que l'apprentissage était le plus fort lorsque le son commençait environ une demi-seconde avant la nourriture.
- Après le conditionnement : le métronome seul suffit désormais à faire saliver le chien.
Bien que les récits populaires parlent de "la cloche de Pavlov", il a utilisé dans la plupart de ses expériences des métronomes, des buzzers, des lumières et des stimuli tactiles ; la cloche unique est en grande partie un artefact des récits ultérieurs. Pour mesurer les réponses avec précision, son laboratoire utilisait un enregistreur à tambour rotatif (un kymographe).
Le vocabulaire de base du conditionnement classique
Ce type d'apprentissage se décrit aujourd'hui avec un vocabulaire standard. Un stimulus qui déclenche automatiquement une réaction innée est le stimulus inconditionnel (la nourriture) ; la réaction non apprise qu'il suscite est la réponse inconditionnelle (la salivation à la nourriture). Un stimulus neutre, sans pertinence au départ, devient un stimulus conditionnel (le métronome) une fois qu'il a été associé de façon répétée au stimulus inconditionnel ; la réaction apprise qu'il déclenche alors est la réponse conditionnelle (la salivation au métronome). En bref, le conditionnement classique est le processus par lequel un stimulus neutre, joint à un événement biologiquement significatif, en vient à déclencher une nouvelle réponse.
Pavlov a également montré qu'un stimulus conditionnel établi peut conditionner un nouveau stimulus neutre sans jamais être associé à la nourriture. Ce phénomène, appelé conditionnement d'ordre supérieur (de second ordre), montre que les associations apprises peuvent se propager en chaîne.
Extinction, récupération spontanée et généralisation
La réponse conditionnelle n'est pas permanente. Si le stimulus conditionnel est présenté longtemps sans nourriture, la réponse s'affaiblit progressivement et disparaît ; c'est l'extinction. L'extinction ne signifie toutefois pas que l'apprentissage a été effacé : après un intervalle de repos, présenter à nouveau le stimulus conditionnel ramène en partie la réponse. Pavlov a appelé cela la récupération spontanée ; elle montre que l'association reste stockée sous une forme supprimée.
Deux processus connexes ont aussi été décrits tôt. La généralisation du stimulus est le fait que le chien réagit, même plus faiblement, à d'autres sons qui ressemblent à celui pour lequel il a été conditionné. La discrimination du stimulus consiste à apprendre à ne réagir qu'au stimulus renforcé par la nourriture et à écarter les autres. Ces quatre phénomènes (acquisition, extinction, généralisation, discrimination) constituent encore, un siècle plus tard, le cœur de la psychologie de l'apprentissage.
« Le petit Albert » et le passage au comportement humain
L'un des premiers à appliquer les résultats de Pavlov au comportement humain fut le psychologue américain John B. Watson, fondateur du behaviorisme. Dans la controversée étude du "petit Albert" de 1920, Watson et Rosalie Rayner ont montré à un nourrisson d'environ neuf mois un rat blanc associé à un bruit fort et soudain, produisant une réaction de peur envers le rat et envers des objets pelucheux semblables. L'étude soutenait que des réactions émotionnelles comme la peur peuvent elles aussi s'apprendre par des associations avec l'environnement.
L'étude est aujourd'hui jugée éthiquement inacceptable : il n'est pas documenté que la peur conditionnée ait jamais été supprimée, et sa méthode et ses conclusions ont été critiquées dans des analyses ultérieures. Elle reste néanmoins un tournant précoce montrant que le conditionnement classique opère aussi chez l'être humain.
À quoi sert le conditionnement classique aujourd'hui ?
Le conditionnement classique apparaît dans de nombreux domaines de la psychologie clinique moderne et de la vie quotidienne :
- Traitement de l'anxiété et des phobies : la désensibilisation systématique et la thérapie d'exposition associent le stimulus redouté à la relaxation ou à une répétition sans danger afin d'éteindre la réponse de peur conditionnée ; l'approche est aussi utilisée dans le trouble de stress post-traumatique.
- Addiction : les lieux, les personnes et les objets associés à la consommation deviennent peu à peu des stimuli conditionnels qui déclenchent le manque, d'où l'importance de gérer les indices environnementaux dans le traitement.
- Aversion gustative : le fait que des patients sous chimiothérapie développent des nausées envers des aliments consommés auparavant, ou envers le cadre hospitalier, est un exemple de conditionnement pouvant se former en un seul essai.
- Énurésie : la méthode "à l'alarme" employée chez l'enfant associe la miction au réveil et obtient des taux de réussite élevés.
- Publicité : associer un produit à des images attirantes, à de la musique ou à des personnes appréciées vise à créer des réponses conditionnées positives envers la marque.
Les limites de la théorie et l'état actuel des connaissances
L'hypothèse de Pavlov selon laquelle "tout stimulus s'associe aussi facilement à toute réponse" a été nuancée par la suite. Les travaux de John Garcia dans les années 1960 ont montré qu'une forte aversion peut s'apprendre même quand des heures séparent un goût et une nausée ; les animaux forment donc certaines associations bien plus facilement pour des raisons évolutives. Cette idée, appelée préparation biologique, a établi que le conditionnement a des limites propres à chaque espèce. En 1972, Robert Rescorla et Allan Wagner ont montré que le conditionnement dépend moins de la simple co-occurrence que de la façon dont le stimulus prédit l'événement.
Aujourd'hui, le conditionnement classique est compris non comme un lien mécanique stimulus-réponse, mais comme un traitement de l'information par lequel un organisme suit les régularités de son environnement et forme des attentes. Le véritable apport de la méthode de Pavlov à la psychologie fut néanmoins de montrer que l'apprentissage peut s'étudier à travers un comportement mesurable, sans recourir à l'introspection.