條件反射方法：腺體反應中的刺激替代

對於刺激替代的實驗室研究，在動物領域內比在人類領域內獲得了更為深遠的進展。讓我們一起來回顧一下對狗的一些研究工作也許是值得的。條件反射的研究工作是從狗的身上開始的，而且也最能體現這種方法的實驗正確性。俄國生理學家巴甫洛夫（Pavlov）和他的學生們曾主要地負責此項工作。

請稍稍回顧一下，我們可以對之作出反應的兩組不同的組織：（1）我們的腺體；（2）我們的肌肉[實際上有兩種肌肉，橫紋肌（striped）和內臟（visceral）]。

通常被挑選出來從事實驗的腺體是唾液腺。根據G. V.安雷普（An-rep）博士（巴甫洛夫的一位學生）的意見，唾液腺是一種簡單的器官，不是像人體肌肉系統那樣的混合器官。比起肌肉系統來，唾液腺是人體中更加獨立的器官，這個腺體活動比起肌肉活動來更易於進行分級。

正如我們在前面已經陳述的，能引起唾液腺反應的原始刺激或無條件刺激是向口中放入某種食物或酸性物質：

現在的問題是，採用一些不能引起唾液流的其他刺激物——它確實不會從狗的身上引起任何明顯的一般反應——並使這種刺激物引起唾液反應。實驗中顯示視覺刺激，例如彩色圓盤、幾何圖形、簡單的聲音、純粹的音調、身體的接觸等，它們在開始時都不會引起唾液反應。可是，這些刺激中的任何一種都可以使之引起唾液反應。首先，對狗進行一項簡單的手術，在狗的腮腺管上做一個永久性的瘺管——也就是說，開一個小小的口子，以便使腺體通往臉頰的外面，同時安裝一根管子通向出口。現在，從唾液腺分泌的唾液便通過這根管子流出而不再流向口腔內。這根管子和一台儀器相連接，儀器自動記錄從唾液腺分泌的唾液滴數。供實驗用的狗和實驗者隔離開來，同時也和不受實驗者控制的視覺、嗅覺和聽覺刺激相隔離。對於無條件刺激和條件刺激的運用，都是在實驗狗的房間以外自動進行的。通過一台潛望鏡可以對狗進行觀察。

實驗發現，只要我們將條件刺激和食物或酸等無條件刺激同時呈現在狗的面前，我們便可以用任何刺激替代食物或酸；確實，我們甚至可以將條件刺激應用於無條件刺激之前。不過，很顯然，如果無條件刺激應用在前，便不會發生條件反射。例如，克列斯托夫尼考夫（Krestovnikov）花了一年的時間進行研究，先呈現無條件刺激，幾秒鐘以後才運用條件刺激物，結果發現，這樣做不能建立所期望的反應。當條件刺激出現在無條件刺激之前，經過大約20~30次的結合運用以後，便會發生條件反射。至於在開始應用無條件刺激之前運用條件刺激，就兩者的時間間隔而言，其變化幅度從幾秒鐘到5分鐘以上不等。

假定我們在一個特定情形中試圖用觸覺刺激引起唾液反應。我們在狗的左大腿部的一點上予以觸覺刺激4秒鐘，然後間隔4秒鐘或5秒鐘以後，運用無條件刺激——肉粉和餅乾。我們連續運用這樣的程式大約2個月，每天對狗進行4~10次觸覺刺激，每次刺激後停頓7~45分鐘。2個月結束時刺激替代即將完成，從而觸覺刺激（條件刺激）將會像肉粉和餅乾（無條件刺激）一樣產生同樣滴數的唾液。

通過這種簡單的程序，我們已經擴大了狗以一定方式作出反應的刺激範圍。代替我們前述的公式，現在它應該書寫如下：

這裡，我們得到了一個完整的刺激替代的例子。由條件刺激引起的反應強度和由無條件刺激引起的反應強度是一樣的——都在實驗誤差（experimental error）範圍以內。

通過這種簡單的程序，我們可以測出一個動物能對之作出反應的刺激物的整個範圍。例如，假定我們擁有這樣一隻形成條件反射的動物，任何波長的光線都可引起該動物的唾液反應。在使動物形成條件反射以後，接著我們設法找出它對那些比人眼可見波長更短的光線是否敏感。於是我們便根據光譜用綠光開始試驗，並逐漸增加刺激光線的波長，直到不再發生反應為止。這樣，便可提供動物在較長波長中的反應範圍。然後，我們再次建立對綠光的反應，並逐漸縮短波長，直到不再發生反應為止。這就向我們提供了動物在較短波長中的反應範圍。我們可以用同樣的方式在聽覺刺激領域進行研究。有些研究者已經發現狗對於音調的反應遠遠超過了人類，它能對比人類能聽到的高得多的音高（振動頻率）作出反應。然而，人類和狗從未在一致的條件下進行過測試。