L' apprendimento degli animali

Il tema dell'apprendimento animale è stato affrontato nel Novecento sia dalla psicologia che dall'etologia. L'impianto teorico e le metodologie di queste diverse linee di ricerca hanno fatto sì che il fenomeno dell'apprendimento non solo fosse analizzato da prospettive spesso inconciliabili, ma altresì desse vita a risultanze empiriche e sperimentali sostanzialmente antitetiche. La psicologia, essendo più interessata all'ontogenesi del comportamento - ossia allo sviluppo individuale dell'identità comportamentale - poneva la propria attenzione più ai meccanismi dell'apprendimento che al significato adattativo di questo fenomeno, cosicché si preoccupava soprattutto di realizzare situazioni sperimentali dove ogni parametro potesse essere predefinito. Questa è stata la filosofia della scuola pavloviana all'inizio del XX secolo, delle prime impostazioni di ricerca in psicologia animale e comparata, ma soprattutto di quella impostazione teorica chiamata comportamentismo (behaviorismo) fondata da John B. Watson nel 1913 e che dominerà nello scenario della ricerca psicologica nordamericana fino alla fine degli anni Cinquanta. Volendo tracciare un filo conduttore tra i famosi esperimenti di Ivan Pavlov[1] (1849- 1936) sul condizionamento classico e quelli di Burrhus Skinner[2] (1904- 1990) sul condizionamento operante, notiamo che l'apprendimento viene interpretato come una sorta di riflesso automatico che si realizza attraverso un'attività di tipo associativo. Nel condizionamento classico l'associazione si determina tra uno stimolo neutro (ossia che non esita alcuna risposta di ordine innato), per esempio il suono di una campanella, e uno stimolo incondizionato (ovvero che scatena in modo innato una risposta di ordine neurovegetativo), per esempio la vista di un boccone di carne capace di evocare in modo innato (incondizionato) la produzione di saliva. Il condizionamento per Pavlov è la formazione di un nuovo arco riflesso stimolo-risposta (S-R) tra lo stimolo neutro e la risposta, nel caso specificato la produzione di saliva. Quando lo stimolo neutro (la campanella) precede di poco lo stimolo incondizionato (la presentazione della carne) nel giro di breve tempo si forma un'associazione tra i due stimoli cosicché il cane inizia a salivare non appena sente suonare la campanella. La ricerca comportamentista proseguirà questo tipo di studi, ma si soffermerà più sulle risposte motorie e sulle scelte operate dall'animale. Il primo a studiarle è Edward Thorndike (1874- 1949) che ponendo dei gatti in particolari gabbie attrezzate - dove cioè gli animali potevano operare in modo controllato sul loro ambiente, premendo leve o pulsanti - diede inizio alla ricerca sul condizionamento operante. Per Thorndike apprendere è connettere, ovvero creare una rete di connessioni tra situazioni e stimoli da una parte e risposte dall'altra. Nel condizionamento operante l'associazione si realizza tra una risposta emessa dal cane di fronte a una particolare condizione (attraverso una ricerca per tentativi ed errori) e la conseguenza che ne deriva: rinforzo positivo, rinforzo negativo, punizione positiva e punizione negativa. Per Burrhus Skinner il condizionamento pavloviano dev'essere denominato di tipo S, perché per produrlo è importante la presenza dello stimolo, ovvero è un condizionamento rispondente, mentre il secondo dev'essere indicato come tipo R, perché è importante l'azione del soggetto ovvero l'operazione che esso compie sull'ambiente, da cui il termine operante. Il condizionamento classico verrà inoltre suddiviso a seconda del valore eccitatorio e inibitorio del legame S-S e inoltre si approfondiranno altre situazioni a esso riconducibili, come l'oblio e l'estinzione, oppure a esso differenziabili, come l'abituazione. La scuola comportamentista da parte sua svilupperà tecniche sempre più complesse di analisi dei programmi di rinforzo - a tempo variabile o fisso, a numero variabile o fisso, a Jack-pot - scomponendo le fasi dell'apprendimento in unità atomiche da sequenzializzare attraverso il modellaggio e la sequenza lineare S-R. La sequenza lineare prevede che ogni risposta del soggetto venga trasformata nello stimolo scatenante la risposta successiva in una catena di risposte rigidamente condotta all'interno del binario impresso dallo sperimentatore. La visione estremamente riduzionistica presente nella fisiologia pavloviana e nel comportamentismo skinneriano troverà critiche anche all'interno delle loro stesse scuole. Il fisiologo russo Nikolaj Bernstejn aveva infatti sottolineato come l'apprendimento animale dovesse essere illustrato più come un processo ciclico, dove il soggetto corregge il tiro del proprio operare a seconda da una parte dell'esito del proprio agire dall'altra della meta che si prefigge. Allo stesso modo all'interno della scuola comportamentista Clark Hull aveva sottolineato come tra stimolo e risposta si dovessero considerare le specifiche pulsioni (drive) del soggetto, ossia un insieme di variabili interne che modificavano profondamente l'esito dell'apprendimento. Già negli anni Quaranta la spiegazione comportamentista del processo di apprendimento animale cominciava a presentare le prime difficoltà interpretative. Fu proprio uno studioso behaviorista, Edward Tolman, a dimostrare come in molte situazioni si potesse evidenziare un processo di apprendimento senza condizionamento. Tolman scoprì che i ratti posti in un labirinto apprendevano anche senza alcun tipo di rinforzo, dimostrando che quando essi successivamente venivano posti in una condizione sperimentale in un labirinto analogo, con l'utilizzo di rinforzi arrivavano più velocemente alla soluzione rispetto ad altri ratti "vergini", ossia che non avevano mai frequentato il labirinto. Tolman chiamò questo fenomeno "apprendimento latente". Negli anni Cinquanta il fisiologo Karl Lashley dimostrò che in molti casi la catena associativa di Skinner, basata sulla sequenza lineare S-R, non poteva spiegare alcuni fenomeni come la preattivazione di una risposta (effetto priming) e gli errori anticipatori (spoonerismo). Si ponevano già le basi di quella che sarebbe stata la rivoluzione cognitivista che avrebbe inquadrato l'apprendimento associativo all'interno di una più complessa famiglia di "apprendimento per rappresentazione". L'associazionismo cominciò a essere letto come rappresentazione causale dove i legami S-S (stimolo-stimolo) e R-C (risposta-conseguenza) venivano considerati come la formazione di un legame di causalità diretta tra i due eventi. Ma accanto alla ricerca comportamentista, sempre nella prima metà del Novecento, c’era quella etologica, con un approccio profondamente diverso rispetto alla psicologia dell'apprendimento. L'etologia era principalmente interessata al significato evolutivo del comportamento, dove l'apprendimento veniva considerato una sorta di declinazione del comportamento innato. L'etologia concentrava la propria attenzione sull'identità di specie del comportamento, si soffermava quindi sulla filogenesi e sul significato e sulla rispondenza ecologica del pattern comportamentale. Le metodologie di indagine dei processi di apprendimento erano pertanto improntati su condizioni per quanto possibile naturali, al fine di evitare qualsiasi fraintendimento sul significato adattativo del comportamento. Il fenomeno più conosciuto studiato dal padre dell'etologia Oscar Heinroth fu l'imprinting, ossia il preadattamento innato dei cuccioli di seguire un modello, di creare una sorta di attaccamento sociale e di accreditamento magistrale, per informare la declinazione comportamentale. Nel concetto di declinazione comprendiamo la profonda differenza tra la concezione comportamentista - che leggeva l'individuo come un foglio bianco che veniva condizionato dagli stimoli esterni - e la concezione etologica di una precisa matrice innata che si modifica in accordo tuttavia con precisi vincoli e precise preferenze. L'altro padre riconosciuto dell'etologia, Jakob von Uexkull, aveva sottolineato nel concetto di "umwelt" come ogni specie fosse immersa in un mondo differente a opera dei diversi sistemi di percezione e di attenzione agli stimoli. L'apprendimento diventa pertanto una sorta di declinazione che permette alla radice innata di svilupparsi in un modo piuttosto che in un altro, ma dentro un preciso range di possibilità. Oltre al fenomeno dell'imprinting gli etologi studiarono l'apprendimento per imitazione[3], per interazione sociale e infine per vicarianza - dove il soggetto imparava guardando un conspecifico affrontare particolari problemi. La ricerca etologica permise inoltre di osservare che popolazioni differenti della stessa specie spesso presentavano vere e proprie "tradizioni comportamentali" diverse, ossia che si poteva parlare di una cultura animale. L'apprendimento culturale si discosta dalle altre tipologie di apprendimento sociale per la sua maggiore flessibilità, per il suo non essere determinato dal contesto della specie - non è sufficiente che un individuo appartenga a quella particolare specie per manifestare quel comportamento - e infine per la presenza di una relazione magistrale dove un componente del branco realizza una particolare esibizione comportamentale al solo scopo di insegnare a un altro membro della popolazione quel particolare uso. Infine la ricerca etologica ha sottolineato l'importanza del gioco nei mammiferi come contesto di apprendimento, ove l'alternarsi di ruolo, l'esplorazione ambientale, i biofeedback sensomotori si dimostravano veri e propri volani nel processo di apprendimento. Negli anni seguenti la divisione rigida tra comportamentismo ed etologia classica - che aveva conosciuto un inasprimento durante la fondazione etologica a opera di Konrad Lorenz e Niko Tinbergen - trovò una lenta ricomposizione grazie al lavoro di alcuni studiosi come William Thorpe e Robert Hinde e sempre di più si cercò di mettere in rilievo il doppio registro filogenetico e ontogenetico del comportamento, evitando da una parte di assegnare una priorità all'innato o all'acquisito, evitando dall'altra di porre in modo separato queste due fonti del comportamento. L'apprendimento inizia a essere letto come uno strumento messo in campo dal processo evolutivo proprio per migliorare l'adattabilità dei singoli organismi, riprendendo in parte la ricerca psicologica di Jean Piaget e James Baldwin. L'apprendimento viene considerato come un processo che dà un valore aggiunto all'innato ovvero che realizza quanto vi è di potenziale nell'innato e parallelamente si apre la strada per la rivoluzione cognitivista[4] che modificherà in modo radicale il concetto stesso di apprendimento animale.

[1] Medico fisiologo russo il cui nome è legato alla scoperta del riflesso condizionato da lui enunciato nel 1903. Tale scoperta consentì di applicare i metodi obbiettivi della fisiologia allo studio dei processi nervosi superiori.

[2] Psicologo americano sostenitore del condizionamento operante.

[3] Apprendimento basato sull’osservazione di altri individui.

[4] Il cognitivismo è una prospettiva della psicologia contemporanea sviluppatasi a partire dalla secoda metà degli anni ’50, in aperta opposizione al comportamentismo.