6．條件反射方法：腺體反應中的刺激替代

關于刺激替代，以動物為對象的實驗研究比以人類為對象的實驗研究所取得的進展更大。我們或許有必要回顧一下以狗為對象的一些研究工作。對條件反射的研究最早是以狗為實驗對象，這能夠讓該方法的實驗正確性得到最大的體現。這項工作曾經主要是由俄國生理學家巴甫洛夫及其學生完成的。

前面說過，我們有兩組可以讓我們對其產生反應的組織：①腺體組織；②肌肉組織（包括橫紋肌和臟器肌）。

用于實驗的腺體往往是唾液腺，G.V.安雷普博士（巴甫洛夫的學生之一）提出，唾液腺是一種單一器官，而人體的肌肉系統是混合器官，因此，唾液腺更為獨立，其活動比肌肉活動更易分級。

我們已經說過，能夠引發唾液腺反應的原始的、無條件的刺激，是把某種食物或酸性物質放進嘴里，如下：

現在要做的是，使用一些不會引發唾液分泌反應的其他刺激物——它確實無法讓狗產生任何明顯的一般反應——并且使這種刺激物能夠引發唾液分泌反應。實驗一開始，用視覺刺激——例如彩色圓盤、幾何圖形、簡單聲響、單一音調、身體接觸等，都無法引發唾液分泌反應。但事實上，這些刺激中的每一個都是可以引發唾液分泌反應的。首先，要給狗做一個小手術，在其腮腺管上安裝一個永久性的瘺管，簡單來講，就是在腮腺管上開一個很小的口子，并且安裝一根通向臉頰外面的管子，這樣一來，唾液腺分泌出來的唾液便不再流進口腔，而是順著這根管子流出來。這根管子的另一端連接著一臺儀器，當有唾液分泌時，儀器便自動記錄唾液的滴數。將實驗使用的狗與實驗者隔離開，與不受實驗者控制的視覺刺激、嗅覺刺激、聽覺刺激也隔離開。無條件刺激和條件刺激都是在實驗狗所處的房間以外自動進行的。通過一臺潛望鏡，可以觀察到狗的情況。

實驗表明，只要將條件刺激與食物、酸等無條件刺激同時呈現給狗，這些無條件刺激便可替換為任意刺激；確實如此，我們甚至可以先呈現條件刺激，再呈現無條件刺激。但如果先呈現無條件刺激，那么顯然就不會引發條件反射。例如，克列斯托夫尼科夫用一年時間進行研究，先呈現無條件刺激，幾秒鐘后再呈現條件刺激，結果表明，這樣無法建立預期的反應。而先呈現條件刺激，再呈現無條件刺激，如此重復20~30次，便會形成條件反射。至于實施的條件刺激與無條件刺激之間的時間間隔，則為幾秒到5分鐘以上不等。

假設要在某種情境中嘗試用觸覺刺激引發唾液反應。我們在狗的左大腿某一點上施加觸覺刺激，持續4秒鐘，然后間隔4秒鐘或5秒鐘，再施加無條件刺激，即肉粉和餅干。接下來，在2個月左右的時間內連續進行該過程，每天對狗施加4～10次觸覺刺激，每次刺激后，間隔7～45分鐘給予肉粉和餅干。2個月后，刺激替代基本完成，觸覺刺激（條件刺激）所引發的唾液滴數將與肉粉和餅干（無條件刺激）所引發的唾液滴數相同。

通過這一簡單過程，能夠使狗產生一定反應的刺激范圍得到了擴大。此時，我們把前面所說的公式修改為：

至此，我們便有了一個完整的刺激替代的例子。條件刺激引發的反應與無條件刺激引發的反應強度相同，都未超出實驗誤差的范圍。

通過這一簡單過程，我們可以測出能夠使動物產生反應的刺激物的整個范圍。例如，假設一只動物已經形成了一種條件反射，即任意波長的光線都會使其產生唾液反應。接下來，我們要確定比人眼可見波長更短的光線能否引發它的反應。我們按照光譜，從綠光開始進行試驗，并使刺激光線的波長逐漸增加，直至無法引發任何反應。這樣一來，我們便得到了動物在較長波長中的反應范圍。然后，我們重新從綠光開始，并使波長逐漸縮短，直至無法引發任何反應。這樣一來，我們便得到了動物在較短波長中的反應范圍。這種方式也適合聽覺刺激方面的研究。一些研究表明，狗對音調的反應范圍比人類大得多，對于遠超人類聽覺范圍的音高（振動頻率），狗依然能夠做出反應。但人類與狗從來沒有在相同的條件下進行過試驗。