Os cães de Pavlov e a ciência do condicionamento

Em um laboratório de São Petersburgo, por volta de 1901, um fisiologista russo se ocupava de um problema profundamente prático: como o sistema digestivo produz seus sucos. Para medir a salivação com precisão, sua equipe havia instalado nos cães pequenas fístulas que escoavam a saliva para tubos coletores, de modo que cada gota pudesse ser pesada e contada. O aparato funcionava lindamente, exceto por uma irregularidade incômoda. Os cães começavam a salivar antes que qualquer comida tocasse suas línguas. Babavam ao ver o atendente que costumava trazer a tigela, ao som de seus passos no corredor e até ao barulho do equipamento de alimentação sendo preparado.

Para a maioria dos experimentadores, isso era ruído, uma contaminação inconveniente dos dados que precisava ser eliminada. Ivan Pavlov fez algo mais raro. Ele decidiu que a contaminação era justamente a parte interessante. O que ele havia descoberto por acaso não era uma falha em seus experimentos de digestão, mas uma porta de entrada para uma pergunta que a fisiologia ainda não tinha aprendido a fazer: como um animal passa a responder a um sinal que, por si só, não significa absolutamente nada? Aquela única mudança de atenção transformou um gotejar de saliva no experimento fundador de um dos modelos mais duradouros da psicologia.

Do trato digestivo ao reflexo condicionado

Ivan Pavlov nasceu em 1849 e formou-se na tradição rigorosa da fisiologia do século XIX, uma escola que valorizava a medição exata e a explicação física em vez de conversas vagas sobre mente ou espírito. Por formação, ele não era de modo algum um psicólogo. Sua grande realização inicial foi um relato meticuloso de como as glândulas digestivas secretam sob comando, um trabalho cuidadoso o bastante para lhe render o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1904. Quando o prêmio chegou, seus interesses já tinham começado a se voltar para o enigma da saliva antecipatória.

Pavlov abordou essa nova questão com os mesmos instintos que haviam servido à sua pesquisa sobre digestão. Ele queria algo que pudesse controlar, quantificar e repetir, então provocava a situação de propósito em vez de esperar que ela acontecesse por acaso. Ele tocava um som, ou acionava um metrônomo, e então, um instante depois, entregava comida ao cão. Depois de repetições suficientes, o cão salivava só ao som, sem nenhuma comida à vista. Pavlov agora podia medir a força dessa reação aprendida contando gotas, cronometrando a rapidez com que ela surgia e observando como ela mudava à medida que ele variava as condições. Ele havia convertido um fenômeno psicológico esquivo em um fenômeno fisiológico, e essa tradução explica em grande parte por que seu trabalho se mostrou tão duradouro.

Os quatro termos que organizam todo o modelo

A força do modelo de Pavlov vem de um vocabulário pequeno e preciso que permite descrever quase qualquer caso desse tipo de aprendizado. Tudo se apoia em quatro termos, e vale a pena acertá-los com exatidão.

Comida na boca faz um cão salivar sem nenhum treinamento prévio; é simplesmente como o animal é constituído. A comida é o estímulo incondicionado, aquilo que natural e automaticamente desencadeia uma resposta, e a salivação que ela produz é a resposta incondicionada. Nenhuma das duas precisa ser aprendida. Um som, em contraste, não significa nada para um cão faminto no início. É um estímulo neutro, o tipo de coisa que o animal pode notar e depois ignorar. Todo o experimento consiste em emparelhar o som neutro com a comida, repetidas vezes, até que o som deixe de ser neutro. Quando o cão passa a salivar só ao som, o som se tornou um estímulo condicionado, e a salivação que ele agora desencadeia é a resposta condicionada. A palavra condicionado aqui carrega o sentido de condicional, uma resposta que depende de um histórico de emparelhamento e não da estrutura inata do animal.

Apresentada assim, a lógica é quase aritmética. Um estímulo incondicionado provoca de forma confiável uma resposta incondicionada. Emparelhe um estímulo neutro com esse estímulo incondicionado vezes suficientes, e o estímulo neutro se torna um estímulo condicionado capaz de provocar uma resposta condicionada por conta própria. As respostas condicionada e incondicionada costumam ser parecidas, sendo ambas salivação no caso de Pavlov, mas não são idênticas e surgem de causas diferentes. Esse conjunto compacto de definições é o vocabulário de trabalho que os estudiosos da aprendizagem ainda usam mais de um século depois, e quase tudo o que vem a seguir é, na verdade, um estudo de como essas associações se comportam depois que se formam.

Como as respostas condicionadas são construídas, perdidas e recuperadas

Uma resposta condicionada não aparece pronta no primeiro emparelhamento. Ela é construída gradualmente ao longo de tentativas repetidas, tornando-se mais forte e mais confiável à medida que o estímulo condicionado e o estímulo incondicionado continuam a chegar juntos. Essa fase de construção é chamada de aquisição, e observá-la se desenrolar permite ao experimentador enxergar o aprendizado como um processo com uma inclinação mensurável, em vez de um interruptor súbito.

Igualmente instrutivo é o que acontece quando o emparelhamento cessa. Se Pavlov tocava o som muitas vezes sem nunca seguir com comida, a salivação condicionada desaparecia e, por fim, se extinguia. Esse enfraquecimento é chamado de extinção, e o nome é um pouco enganoso, porque sugere que o aprendizado original foi apagado por completo. O resultado mais revelador de toda a sequência mostra que não foi. Depois de um período de descanso de horas ou dias, quando o som era tocado de novo, a salivação retornava por conta própria, sem nenhum emparelhamento novo. Essa recuperação espontânea nos diz algo importante sobre a memória: a extinção não apaga a associação original, ela acrescenta uma nova camada de aprendizado por cima, uma inibição aprendida que diz que esse sinal já não prevê comida. A primeira lição continua lá embaixo, o que moldou a forma como os psicólogos pensam por que medos e hábitos, uma vez aparentemente vencidos, podem voltar.

Quando o aprendizado se espalha, e quando ele se afina

Mais dois fenômenos completam o quadro e, convenientemente para Pavlov, serviram também como ferramentas para sondar o que seus cães eram capazes de perceber. O primeiro é a generalização. Um cão treinado para salivar a um som de determinada altura também salivará, em menor grau, a alturas próximas que nunca ouviu emparelhadas com comida. A resposta condicionada se espalha para estímulos que se assemelham ao estímulo condicionado original, e quanto mais próxima a semelhança, mais forte a resposta. Isso não é um defeito do aprendizado, mas um padrão sensato, já que no mundo real e desordenado um sinal raramente reaparece exatamente na mesma forma duas vezes.

O processo oposto é a discriminação. Se Pavlov alimentava o cão de forma consistente após um som específico, enquanto apresentava um som parecido que nunca era seguido de comida, o cão aprendia aos poucos a responder apenas ao som reforçado e a conter sua resposta diante do outro. Isso deu a Pavlov um instrumento inesperadamente elegante. Ao aproximar dois sons, ou duas formas, cada vez mais um do outro e observar quando o cão já não conseguia mais distingui-los, ele podia medir os limites da audição ou da visão do animal a partir de fora, lendo a acuidade sensorial em uma glândula salivar. Um método nascido como estudo do aprendizado tornou-se uma forma de interrogar a própria percepção.

Da saliva de um cão ao medo de uma criança

Por muito tempo permaneceu em aberto a questão de saber se algo disso se aplicava aos seres humanos, e especialmente às emoções que parecem mais pessoais e menos mecânicas. A resposta, demonstrada de um modo que perturba o campo desde então, veio em 1920. Na Johns Hopkins, o psicólogo John Watson e sua colaboradora Rosalie Rayner trabalharam com um bebê de onze meses lembrado como o pequeno Albert. A criança não mostrava medo de um rato branco de laboratório no início. Watson e Rayner então passaram a bater com um martelo numa barra de aço atrás da cabeça de Albert, produzindo um barulho súbito e assustador, toda vez que o rato aparecia. Em pouco tempo, só o rato já fazia a criança chorar e recuar, mesmo sem barulho algum.

O mapeamento sobre os termos de Pavlov é exato. O estrondo alto era um estímulo incondicionado que produzia uma resposta incondicionada de medo; o rato, inicialmente neutro, tornou-se um estímulo condicionado que desencadeava medo condicionado; e o medo até se generalizou, com Albert supostamente angustiado por outros objetos peludos para os quais não tinha sido treinado. O experimento estabeleceu que as respostas emocionais humanas, e não apenas os reflexos glandulares, são classicamente condicionáveis. Foi também, por qualquer padrão moderno, uma grave falha ética: um bebê vulnerável foi deliberadamente amedrontado, sem nenhum plano claro para desfazer o dano. O desconforto que o estudo ainda provoca é parte do motivo pelo qual ele permanece nos livros didáticos, porque a indignação que gerou ajudou a empurrar a psicologia rumo aos padrões formais de ética em pesquisa, incluindo o consentimento informado e a proteção dos participantes, que regem a disciplina hoje.

Condicionamento no mundo real, e na clínica

Uma vez que se tem o vocabulário, começa-se a ver o condicionamento clássico em toda parte na vida cotidiana, sobretudo em nossas reações emocionais e fisiológicas automáticas. As pistas associadas a um desejo intenso, uma esquina específica, uma hora do dia, um cheiro, podem desencadear o desejo por si sós, muito depois de a substância já não existir. A ansiedade pode se prender a uma situação específica que um dia coincidiu com algo genuinamente ameaçador. Um exemplo vívido é a aversão condicionada ao sabor, em que um único episódio de intoxicação alimentar pode tornar um prato outrora adorado enjoativo por anos, uma associação poderosa formada em uma só tentativa. O alcance do condicionamento se estende até ao sistema imunológico, já que animais de laboratório podem ser treinados de modo que um sabor neutro emparelhado com um remédio supressor da imunidade passe, por si só, a diminuir a atividade imunológica.

Duas terapias clínicas transformam esses princípios em tratamento, trabalhando em direções opostas. A terapia de aversão instala deliberadamente uma nova associação, emparelhando um comportamento indesejado com um estímulo incondicionado desagradável, para que o próprio comportamento comece a parecer aversivo. A terapia de exposição executa a lógica da extinção no sentido inverso do medo do paciente: ela apresenta o estímulo condicionado temido repetidamente, com segurança e sem que a consequência ameaçadora jamais chegue, de modo que a resposta condicionada disfuncional enfraqueça aos poucos. A mesma engrenagem que ensinou Albert a temer um rato pode, manejada com cuidado e ética, ajudar alguém a desaprender uma fobia.

Onde o condicionamento reside no cérebro, e onde ele para

O modelo de Pavlov foi construído inteiramente a partir do comportamento, mas a neurociência posterior localizou boa parte dele em tecidos cerebrais específicos. Dois substratos são especialmente bem caracterizados. O cerebelo dá suporte às respostas condicionadas motoras, sendo o exemplo mais límpido o piscar condicionado, em que um som emparelhado com um jato de ar no olho passa a desencadear, por si só, um piscar protetor. A amígdala, por sua vez, é central para o medo condicionado, e isso se mantém de forma notavelmente consistente entre os mamíferos, dos ratos aos humanos. Danifique essas estruturas e a forma correspondente de condicionamento deixa de se fixar, o que é uma evidência forte de que as abstrações de Pavlov correspondem a uma maquinaria real, e não a metáforas convenientes.

É igualmente importante deixar claro o que o condicionamento clássico não explica. Afinal, ele é apenas um dos paradigmas de aprendizagem da psicologia, e dá conta especificamente de respostas involuntárias e reflexas, as coisas que um corpo faz e não as coisas que um organismo escolhe fazer. Ele diz pouco sobre como um animal aprende a executar uma ação voluntária inteiramente nova para obter uma recompensa, como ele aprende observando outro indivíduo, ou como constrói um mapa interno do espaço pelo qual se move. Esses são os territórios do condicionamento operante, da aprendizagem por observação e dos mapas cognitivos, paradigmas distintos com seus próprios fundadores e sua própria lógica. Pavlov nos deu o primeiro e mais rigoroso dos quatro, não a totalidade da aprendizagem.

Principais lições

O condicionamento clássico começou como uma observação acidental no laboratório de digestão de Ivan Pavlov em São Petersburgo, por volta de 1901, onde os cães salivavam antes de a comida chegar, e cresceu até se tornar o primeiro modelo experimental para a aprendizagem associativa, obra de um fisiologista que já havia ganhado o Prêmio Nobel de 1904. Seu núcleo se apoia em quatro termos: um estímulo incondicionado que naturalmente produz uma resposta incondicionada, emparelhado repetidamente com um estímulo inicialmente neutro até que esse estímulo se torne um estímulo condicionado capaz de provocar uma resposta condicionada por conta própria. Essas associações são construídas pela aquisição, enfraquecidas pela extinção e mostram-se persistentes pela recuperação espontânea, enquanto a generalização espalha a resposta para pistas semelhantes e a discriminação a afina até uma única. O estudo eticamente indefensável do pequeno Albert, conduzido por Watson e Rayner em 1920, provou que as emoções humanas são condicionáveis e ajudou a forçar o campo rumo à ética moderna em pesquisa, e os mesmos princípios agora iluminam desejos intensos, ansiedades, aversões condicionadas ao sabor e até respostas imunológicas condicionadas, além de embasarem as terapias de aversão e de exposição, com o cerebelo dando suporte às respostas condicionadas motoras e a amígdala dando suporte ao medo condicionado. Por mais poderoso que seja, o condicionamento clássico explica apenas respostas involuntárias e reflexas, um paradigma entre quatro, deixando a ação voluntária, a aprendizagem por observação e os mapas espaciais para outras explicações.