Los perros de Pávlov y la ciencia del condicionamiento

En un laboratorio de San Petersburgo, hacia 1901, un fisiólogo ruso estaba ocupado con un problema profundamente práctico: cómo el sistema digestivo produce sus jugos. Para medir la salivación con precisión, su equipo había colocado a los perros pequeñas fístulas que drenaban la saliva hacia tubos de recolección, de modo que cada gota pudiera pesarse y contarse. El montaje funcionaba a la perfección, salvo por una irregularidad fastidiosa. Los perros empezaban a salivar antes de que la comida tocara su lengua. Babeaban al ver al cuidador que solía llevar el cuenco, al oír sus pasos en el pasillo e incluso con el ruido del aparato de alimentación que se preparaba.

Para la mayoría de los experimentadores esto era ruido, una contaminación incómoda de los datos que había que controlar y eliminar. Iván Pávlov hizo algo más infrecuente. Decidió que la contaminación era la parte interesante. Lo que había encontrado por casualidad no era un defecto de sus experimentos sobre la digestión, sino una puerta de entrada a una pregunta que la fisiología aún no había aprendido a formular: ¿cómo llega un animal a responder a una señal que, por sí misma, no significa absolutamente nada? Ese solo cambio de atención convirtió un goteo fugaz de saliva en el experimento fundacional de uno de los marcos más perdurables de la psicología.

Del tubo digestivo al reflejo condicionado

Iván Pávlov nació en 1849 y se formó en la rigurosa tradición de la fisiología del siglo XIX, una escuela que valoraba la medición exacta y la explicación física por encima de la vaga charla sobre la mente o el espíritu. No era, por su formación, psicólogo en absoluto. Su gran logro temprano fue una descripción meticulosa de cómo las glándulas digestivas secretan a pedido, un trabajo lo bastante cuidadoso como para hacerlo merecedor del Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1904. Para cuando llegó el premio, sus intereses ya habían empezado a desviarse hacia el enigma de la saliva anticipatoria.

Pávlov abordó esta nueva pregunta con los mismos instintos que le habían servido en su investigación digestiva. Quería algo que pudiera controlar, cuantificar y repetir, así que provocó la situación de manera deliberada en lugar de esperar a que ocurriera por accidente. Hacía sonar un tono, o ponía en marcha un metrónomo, y luego, un momento después, le daba comida al perro. Tras suficientes repeticiones, el perro salivaba solo con el tono, sin comida a la vista. Pávlov podía ahora medir la fuerza de esta reacción aprendida contando gotas, cronometrando con qué rapidez aparecía y observando cómo cambiaba a medida que variaba las condiciones. Había convertido un fenómeno psicológico escurridizo en uno fisiológico, y esa traducción explica en buena parte por qué su trabajo resultó tan duradero.

Los cuatro términos que organizan todo el marco

El poder del marco de Pávlov proviene de un vocabulario pequeño y preciso que permite describir casi cualquier caso de este tipo de aprendizaje. Todo se apoya en cuatro términos, y vale la pena entenderlos con exactitud.

La comida en la boca hace que un perro salive sin ningún entrenamiento previo; así está construido el animal, sin más. La comida es el estímulo incondicionado, aquello que de forma natural y automática desencadena una respuesta, y la salivación que produce es la respuesta incondicionada. Ninguna de las dos tiene que aprenderse. Un tono, en cambio, no significa nada para un perro hambriento al principio. Es un estímulo neutro, de esos que el animal podría notar y luego ignorar. Todo el experimento consiste en emparejar el tono neutro con la comida, una y otra vez, hasta que el tono deja de ser neutro. Una vez que el perro saliva con el tono por sí solo, el tono se ha convertido en un estímulo condicionado, y la salivación que ahora desencadena es la respuesta condicionada. La palabra condicionado lleva aquí el sentido de condicional, una respuesta que depende de una historia de emparejamiento y no del cableado innato del animal.

Expuesta así, la lógica es casi aritmética. Un estímulo incondicionado provoca de manera fiable una respuesta incondicionada. Empareja un estímulo neutro con ese estímulo incondicionado las veces suficientes, y el estímulo neutro se convierte en un estímulo condicionado capaz de provocar por sí solo una respuesta condicionada. La respuesta condicionada y la incondicionada suelen ser similares, ambas salivación en el caso de Pávlov, pero no son idénticas y surgen de causas distintas. Este conjunto compacto de definiciones es el vocabulario de trabajo que los estudiosos del aprendizaje siguen usando más de un siglo después, y casi todo lo que sigue es en realidad un estudio de cómo se comportan estas asociaciones una vez que se forman.

Cómo se construyen, se pierden y se recuperan las respuestas condicionadas

Una respuesta condicionada no aparece completamente formada en el primer emparejamiento. Se construye de manera gradual a lo largo de ensayos repetidos, y se vuelve más fuerte y fiable a medida que el estímulo condicionado y el estímulo incondicionado siguen llegando juntos. Esta fase de construcción se llama adquisición, y observar cómo se despliega le permite al experimentador ver el aprendizaje como un proceso con una pendiente medible, no como un interruptor repentino.

Igual de instructivo es lo que ocurre cuando el emparejamiento se detiene. Si Pávlov hacía sonar el tono muchas veces sin acompañarlo nunca de comida, la salivación condicionada se desvanecía y acababa por desaparecer. Este debilitamiento se llama extinción, y el nombre resulta algo engañoso, porque sugiere que el aprendizaje original ha quedado borrado por completo. El resultado más revelador de toda la secuencia muestra que no es así. Tras un periodo de descanso de horas o días, cuando el tono volvía a sonar, la salivación regresaba por su cuenta, sin ningún emparejamiento nuevo. Esta recuperación espontánea nos dice algo importante sobre la memoria: la extinción no borra la asociación original, sino que superpone una nueva pieza de aprendizaje encima, una inhibición aprendida que dice que esta señal ya no predice comida. La primera lección sigue ahí debajo, lo que ha moldeado la forma en que los psicólogos piensan por qué los miedos y los hábitos, una vez aparentemente vencidos, pueden volver.

Cuando el aprendizaje se extiende y cuando se afina

Otros dos fenómenos completan el cuadro y, convenientemente para Pávlov, sirvieron además como herramientas para sondear lo que sus perros podían percibir. El primero es la generalización. Un perro entrenado para salivar ante un tono de un tono determinado también salivará, en menor grado, ante tonos cercanos que nunca ha oído emparejados con comida. La respuesta condicionada se extiende a estímulos que se parecen al estímulo condicionado original, y cuanto más estrecha es la semejanza, más fuerte es la respuesta. Esto no es un defecto del aprendizaje, sino un valor por defecto sensato, ya que en el mundo real, tan desordenado, una señal rara vez se repite exactamente con la misma forma dos veces.

El proceso opuesto es la discriminación. Si Pávlov alimentaba de forma constante al perro después de un tono específico mientras presentaba un tono similar al que nunca seguía la comida, el perro aprendía poco a poco a responder solo al tono reforzado y a retener su respuesta ante el otro. Esto le dio a Pávlov un instrumento inesperadamente elegante. Al acercar dos tonos, o dos formas, cada vez más entre sí y observar cuándo el perro ya no podía mantenerlos distintos, podía medir desde fuera los límites del oído o la vista del animal, leyendo la agudeza sensorial a partir de una glándula salival. Un método nacido como estudio del aprendizaje se convirtió en una manera de interrogar la percepción misma.

De la saliva de un perro al miedo de un niño

Durante mucho tiempo quedó abierta la pregunta de si algo de esto se aplicaba a los seres humanos, y en especial a las emociones que se sienten más personales y menos mecánicas. La respuesta, demostrada de un modo que ha inquietado al campo desde entonces, llegó en 1920. En Johns Hopkins, el psicólogo John Watson y su colaboradora Rosalie Rayner trabajaron con un bebé de once meses recordado como el pequeño Albert. Al principio el niño no mostraba miedo alguno ante una rata blanca de laboratorio. Watson y Rayner empezaron entonces a golpear una barra de acero con un martillo detrás de la cabeza de Albert, produciendo un ruido repentino y aterrador, cada vez que aparecía la rata. Al poco tiempo, la rata por sí sola hacía que el niño llorara y se encogiera, incluso sin ningún ruido.

La correspondencia con los términos de Pávlov es exacta. El fuerte estruendo era un estímulo incondicionado que producía una respuesta incondicionada de miedo; la rata, inicialmente neutra, se convirtió en un estímulo condicionado que desencadenaba miedo condicionado; y el miedo incluso se generalizó, ya que al parecer Albert se angustiaba ante otras cosas peludas para las que no había sido entrenado. El experimento estableció que las respuestas emocionales humanas, y no solo los reflejos glandulares, son condicionables clásicamente. Fue también, según cualquier criterio moderno, un grave fracaso ético: a un bebé vulnerable se le provocó miedo de manera deliberada, sin ningún plan claro para deshacer el daño. La incomodidad que el estudio todavía provoca es parte de por qué perdura en los libros de texto, porque la indignación que generó ayudó a empujar a la psicología hacia las normas formales de ética de la investigación, incluidos el consentimiento informado y la protección de los participantes, que rigen hoy la disciplina.

El condicionamiento en libertad y en la clínica

Una vez que se tiene el vocabulario, se empieza a ver el condicionamiento clásico por todas partes en la vida cotidiana, sobre todo en nuestras reacciones emocionales y fisiológicas automáticas. Las señales asociadas a un antojo, una esquina concreta, una hora del día, un olor, pueden desencadenar el antojo por sí solas, mucho después de que la sustancia haya desaparecido. La ansiedad puede aferrarse a una situación específica que alguna vez coincidió con algo genuinamente amenazante. Un ejemplo vívido es la aversión gustativa condicionada, en la que un único episodio de intoxicación alimentaria puede hacer que un plato antes querido resulte nauseabundo durante años, una asociación poderosa formada en un solo ensayo. El alcance del condicionamiento llega incluso al sistema inmunitario, ya que se puede entrenar a animales de laboratorio para que un sabor neutro emparejado con un fármaco inmunosupresor llegue, por sí solo, a atenuar la actividad inmunitaria.

Dos terapias clínicas convierten estos principios en tratamiento trabajando en direcciones opuestas. La terapia aversiva instala deliberadamente una nueva asociación, emparejando una conducta no deseada con un estímulo incondicionado desagradable para que la conducta misma empiece a sentirse aversiva. La terapia de exposición invierte la lógica de la extinción frente al miedo del paciente: presenta el estímulo condicionado temido de forma repetida, segura y sin que la consecuencia amenazante llegue nunca, de modo que la respuesta condicionada desadaptativa se debilita poco a poco. La misma maquinaria que enseñó a Albert a temer a una rata puede, manejada con cuidado y ética, ayudar a alguien a desaprender una fobia.

Dónde vive el condicionamiento en el cerebro y dónde se detiene

El marco de Pávlov se construyó por completo a partir de la conducta, pero la neurociencia posterior ha localizado buena parte de él en tejido cerebral específico. Dos sustratos están especialmente bien caracterizados. El cerebelo sostiene las respuestas condicionadas motoras, y el ejemplo más limpio es el parpadeo condicionado, donde un tono emparejado con un soplo de aire en el ojo llega a desencadenar por sí solo un parpadeo protector. La amígdala, por su parte, es central en el miedo condicionado, y esto se mantiene notablemente constante en los mamíferos, desde las ratas hasta los humanos. Daña estas estructuras y la forma correspondiente de condicionamiento deja de afianzarse, lo que es una fuerte evidencia de que las abstracciones de Pávlov se corresponden con una maquinaria real y no con metáforas convenientes.

Es igual de importante tener claro lo que el condicionamiento clásico no explica. Al fin y al cabo, es solo uno de los paradigmas del aprendizaje de la psicología, y da cuenta específicamente de las respuestas involuntarias y reflejas, las cosas que un cuerpo hace en lugar de las cosas que un organismo elige hacer. Dice poco sobre cómo un animal aprende a ejecutar una acción voluntaria completamente nueva para obtener una recompensa, cómo aprende observando a otro individuo o cómo construye un mapa interno del espacio por el que se mueve. Esos son los territorios del condicionamiento operante, el aprendizaje observacional y los mapas cognitivos, paradigmas separados con sus propios fundadores y su propia lógica. Pávlov nos dio el primero y el más riguroso de los cuatro, no la totalidad del aprendizaje.

Conclusiones clave

El condicionamiento clásico comenzó como una observación accidental en el laboratorio de digestión de Iván Pávlov, en San Petersburgo, hacia 1901, donde los perros salivaban antes de que llegara la comida, y creció hasta convertirse en el primer marco experimental del aprendizaje asociativo, obra de un fisiólogo que ya había ganado el Premio Nobel de 1904. Su núcleo se apoya en cuatro términos: un estímulo incondicionado que produce de forma natural una respuesta incondicionada, emparejado repetidamente con un estímulo inicialmente neutro hasta que ese estímulo se convierte en un estímulo condicionado capaz de provocar por sí solo una respuesta condicionada. Estas asociaciones se construyen mediante la adquisición, se debilitan mediante la extinción y demuestran su persistencia con la recuperación espontánea, mientras que la generalización extiende la respuesta a señales similares y la discriminación la afina hacia una sola. El estudio del pequeño Albert, éticamente indefendible, realizado por Watson y Rayner en 1920, demostró que las emociones humanas son condicionables y ayudó a forzar al campo hacia la ética moderna de la investigación, y los mismos principios iluminan hoy los antojos, las ansiedades, las aversiones gustativas condicionadas e incluso las respuestas inmunitarias condicionadas, y sustentan las terapias aversiva y de exposición, con el cerebelo sosteniendo las respuestas condicionadas motoras y la amígdala sosteniendo el miedo condicionado. Por poderoso que sea, el condicionamiento clásico explica únicamente las respuestas involuntarias y reflejas, un paradigma de cuatro, y deja la acción voluntaria, el aprendizaje por observación y los mapas espaciales a otras explicaciones.