诺贝尔奖金获得者、俄国生理学家伊凡·巴甫洛夫（IvanPavlov，1870－1932）是最早提出经典性条件反射的人。他在研究消化现象时，观察了狗的唾液分泌，即对食物的一种反应特征。他的实验方法是，把食物显示给狗，并测量其唾液分泌。在这个过程中，他发现如果随同食物反复给一个中性刺激，即一个并不自动引起唾液分泌的刺激，如铃响，这狗就会逐渐“学会”在只有铃响但没有食物的情况下分泌唾液。一个原是中性的刺激与一个原来就能引起某种反应的刺激相结合，而使动物学会对那个中性刺激做出反应，这就是经典性条件反射的基本内容。
正文动物有机体在一定条件下对某种无关刺激作出的暂时性回答反应。它是在个体生活中逐渐形成的、发生在中枢神经系统高级部位的暂时神经联系。
反射概念是由17世纪法国哲学家 首先提出来的。他在机械论思想影响下，认为动物是受力学规律支配的自动机，反射是动物机体对内外环境刺激的具有适应意义的规律性应答。18世纪和19世纪上半叶，一些神经生理学家运用这一概念，揭示了中枢神经系统低级部位──脑干与脊髓的反射机制。19世纪60年代,俄国生理和心理学家И.Μ.谢切诺夫把这一概念应用于研究大脑的活动，认为复杂的心理现象是脑的反射。И.Π.巴甫洛夫进一步发展了谢切诺夫的反射论思想，他于1903年在马德里国际医学代表大会上，宣读了以《动物实验心理学与精神病学》为题的报告，第一次明确提出条件反射概念，确立了条件反射与无条件反射的本质区别，并指出了条件反射作为暂时神经联系具有更大适应性的基本特征。
条件反射的基本含义包括：①条件反射是以无条件反射为基础而形成的。无条件反射形成于动物的种族发育过程中，是动物个体与生俱来的固定性反射；条件反射则是动物在个体生活中为适应环境变化而从后天获得的，是作为无条件反射的信号活动出现的。②条件反射的形成以条件刺激的作用为前提。凡是动物能对之发生反应的一切自然界动因都可成为条件刺激。某一个别事物或其属性，个别事物的结合或动物所处的环境，某种现象的出现或突然消失，某种动因的痕迹作用，周期性的时间间隔，以及各种内感受性刺激等，都可能成为条件刺激（信号）而发生作用。人类所具有的言语，则作为信号的信号而发挥着特殊的条件刺激作用。③任何一种无关动因都必须与无条件刺激相结合，即受到无条件刺激的强化，才能转变成为条件刺激，使动物形成条件反射，并逐渐把它巩固下来。在巩固的条件反射基础上，还能形成二级乃至三级的条件反射。条件反射得不到强化，就会逐渐消退。④形成条件反射的神经机制是动物中枢神经系统的高级部位中的，特别是大脑皮层中的暂时联系的接通。在大脑皮层中进行无条件反射时形成的兴奋灶与无关动因的作用形成的兴奋灶，由于在时间或空间关系上多次重复出现,其间的神经联系便被接通,这种接通过程就是条件反射形成的神经机制。
条件反射是大脑半球正常工作中最核心的生理现象，它的信号作用使动物机体有可能精确有效地适应复杂多变的外界环境，因而具有更为重要的生物学意义。巴甫洛夫应用条件反射概念，把人类对自然界最复杂的机构──脑的高级部位的认识严格置于科学基础之上。它有助于揭示动物和人的高级神经活动的规律，而且为揭示心理现象的神经生理机制开辟了一条重要途径。这一概念的提出，把反射论所体现的唯物主义因果论原则提高到了一个新水平，也为深入研究辩证唯物主义的反映论提供了自然科学根据。20世纪40年代以来，神经生理学、脑生物化学以及神经心理学的某些研究成果，为丰富和发展这一概念提供了新的科学事实。
条件反射的形成研究条件反射，常以动物为对象。最常见的条件反射是食物唾液分泌条件反射。给狗进食会引起唾液分泌，这是非条件反射；食物是非条件刺激。给狗听铃声不会引起唾液分泌，铃声与唾液分泌无关，称为无关刺激。但是，如在每次给狗进食之前，先给听铃声，这样经多次结合后，当铃声一出现，狗就有唾液分泌。这时，铃声已成为进食（非条件刺激）的信号，称为信号刺激或条件刺激。由条件刺激（铃声）的单独出现所引起的唾液分泌，称为食物唾液分泌条件反射。可见，条件反射是后天获得的。形成条件反射的基本条件是非条件刺激与无关刺激在时间上的结合，这个过程称为强化。任何无关刺激与非条件刺激多次结合后，当无关刺激转化为条件刺激时，条件反射也就形成。
如果无关刺激（声、光等）与引起动物躯体运动的非条件刺激（如机械、电刺激肢体皮肤等）多次结合，则可形成防御运动条件反射。有的条件反射较复杂，它要求动物完成一定的操作。例如，大鼠在实验箱内由于偶然踩在杠杆上而得到食物，如此重复多次，则大鼠学会自动踩杠杆而得食。在此基础上进一步训练，只有当某种信号（如灯光）出现时踩杠杆，才能得到食物。这样多次训练强化后，动物见到特定的信号（灯光），就去踩杠杆而得食。这种条件反射称为操作式条件反射。它的特点是，动物必须通过自己的某种运动或操作才能得到强化。
条件反射建立之后，如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激强化，条件反射就会逐渐减弱，最后完全不出现。这称为条件反射的消退。例如，铃声与食物多次结合应用，使狗建立了条件反射；然后，反复单独应用铃声而不给予食物（不强化），则铃声引起的唾液分泌量会逐渐减少，最后完全不能引起分泌。条件反射的消退是由于在不强化的条件下，原来引起唾液分泌的条件刺激，转化成了引起大脑皮层发生抑制的刺激。条件反射的消退并不是条件反射的丧失，而是从原先引起兴奋（有唾液分泌）的条件反射转化成为引起抑制（无唾液分泌）的条件反射；前者称为阳性条件反射，后者称为阴性条件反射。
在机体生活过程中，条件反射可以不断建立，而由于环境的改变一些条件反射发生了消退，又有一些新的条件反射建立，这样使动物对环境的变化能更好地适应。
条件反射的生物学意义在个体生活过程中，如果只有非条件反射是无法在多变的环境中生存的。可以设想，机体不能只依靠食物掉入口中才引起吃食动作，更不能只在身上遭受伤害时才引起防御动作。实际上，在生命活动中，单纯的非条件反射是不存在的；机体在复杂多变的环境中，不断在非条件反射的基础上建立新的条件反射，所以条件反射与非条件反射是密切地联系在一起的。
条件反射与非条件反射相比，前者的数目是无限的，后者是有限的。条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围，使机体能够识别还在远方的刺激物的性质，预先作出不同的反应。因此，条件反射使机体具有更大的预见性、灵活性和适应性。
条件反射形成的机制条件反射形成的机制还不完全清楚。曾经推想过，条件反射的建立是大脑皮层的条件刺激兴奋灶与非条件刺激兴奋灶在多次结合后，两个兴奋灶之间形成了暂时联系。但这一推想得不到实验的证明。目前认为，条件反射的建立与中枢许多部位都有关系，其中脑干网状结构和大脑皮层起着重要的作用。
条件反射的情境涉及四个事项，两个属于刺激，两个属于机体的反应。一个是中性刺激，它在条件反射形成之前，并不引起预期的、需要学习的反应。这是条件刺激（ＣＳ），在巴甫洛夫的实验中就是铃响。第二个刺激是无条件刺激（ＵＣＳ）。它在条件反射形成之前就能引起预期的反应：条件反射形成之前，出现了肉，即ＵＣＳ，就引起唾液分泌。对于无条件刺激的唾液分泌反应叫作无条件反应（ＵＣＲ）。这是在形成任何程度的条件反射之前就会发生的反应。由于条件反射的结果而开始发生的反应叫作条件反应（ＣＲ），即没有肉，只有铃响的唾液分泌反应。当两个刺激紧接着（在空间和时间上相近），反复地出现，就形成条件反射。通常，无条件刺激紧跟着条件刺激出现。条件刺激和无条件刺激相随出现数次后，条件刺激就逐渐引起唾液分泌。这时，动物就有了条件反应。一度中性的条件刺激（铃响）现在单独出现即可引起唾液分泌。
中性刺激与无条件刺激在时间上的结合称为强化，强化的次数越多，条件反射就越巩固。条件刺激并不限于听觉刺激。一切来自体内外的有效刺激（包括复合刺激、刺激物之间的关系及时间因素等）只要跟无条件刺激在时间上结合（即强化），都可以成为条件刺激，形成条件反射。一种条件反射巩固后，再用另一个新刺激与条件反射相结合，还可以形成第二级条件反射。同样，还可以形成第三级条件反射。在人身上则可以建立多级的条件反射。
当条件刺激不被无条件刺激所强化时，就会出现条件反射的抑制，主要有消退抑制和分化。条件反射建立以后，如果多次只给条件刺激而不用无条件刺激加以强化，结果是条件反射的反应强度将逐渐减弱，最后将完全不出现。例如，对以铃声为条件刺激而形成唾液分泌条件反射的狗，只给铃声，不用食物强化，多次以后，则铃声引起的唾液分泌量将逐渐减少，甚至完全不能引起分泌，出现条件反射的消退。
巴甫洛夫认为，消退是因为原先在皮质中可以产生兴奋过程的条件刺激，现在变成了引起抑制过程的刺激，是兴奋向抑制的转化。这种抑制称为消退抑制。巴甫洛夫指出，消退抑制是大脑皮质产生主动的抑制过程，而不是条件刺激和相应的反应之间的暂时联系已经消失或中断。因为如果将已消退的条件反射放置一个时期不做实验，它还可以自然恢复；同样，如果以后重新强化条件刺激，条件反射就会很快恢复，这说明条件反射的消退不是原先已形成的暂时联系的消失，而是暂时联系受到抑制。消退发生的速度，一般是，条件反射愈巩固，消退速度就愈慢；条件反射愈不巩固，就愈容易消退。
在条件反射开始建立时，除条件刺激本身外，那些与该刺激相似的刺激也或多或少具有条件刺激的效应。例如，用500赫的音调与进食相结合来建立食物分泌条件反射。在实验的初期阶段，许多其他音调同样可以引起唾液分泌条件反射，只不过它们跟500赫的音调差别越大，所引起的条件反射效应就越小。这种现象称为条件反射泛化。以后，只对条件刺激（500赫的音调）进行强化，而对近似的刺激不给予强化，这样泛化反应就逐渐消失。动物只对经常受到强化的刺激（500赫的音调）产生食物分泌条件反射，而对其他近似刺激则产生抑制效应。这种现象称为条件反射的分化。
条件反射的研究意义巴甫洛夫所做工作的重要性是不可估量的。他的研究公布以后不久，一些心理学家，如行为主义学派的创始人华生，开始主张一切行为都以经典性条件反射为基础。虽然在美国这一极端的看法后来并不普遍，但在俄国以经典性条件反射为基础的理论在心理学界在相当长的时间内曾占统治地位。无论如何，人们一致认为，相当一部分的行为，用经典性条件反射的观点可以作出很好的解释。
条件反射是指：两样本来没有任何联系的东西，因为长期一起出现，以后，当其中一样东西出现的时候，便无可避免地联想到另外一样东西，是有机体因信号的刺激而发生的反应。例如铃声本来不会使狗分泌唾液，但是如果在每次喂食物之前打铃，经过若干次之后，狗听到铃响就会分泌唾液，这种因铃声这个信号的刺激而发生的反应叫做条件反射，铃声叫做条件刺激。
条件反射是后天获得的，是在生活过程中通过一定条件，在非条件反射的基础上建立起来的反射，是高级神经活动的基本调节方式，人和动物共有的生理活动。形成条件反射的基本条件是无关刺激与非条件刺激在时间上的相结合。任何无关刺激与非条件刺激相结合，都可以形成条件反射，一般认为必须有大脑皮质参加才能实现。传统观点认为，条件反射的建立，是由于在条件刺激的皮质代表区和非条件刺激的皮质代表区之间多次的同时兴奋，发生了机能上的“暂时联系”。条件刺激在皮质引起的兴奋，可以通过暂时联系到达非条件反射的皮质代表区，于是引起本来不能引起的反应。目前，暂时联系的神经机制尚不清楚。条件反射建立之后，如果反复使用条件刺激而得不到非条件刺激的强化，条件反射就会消退。在条件反射形成的初期，条件反射还出现泛化与分化的现象、这是大脑皮质实现复杂的分析综合机能的基础。
某些条件反射也可以经过遗传而巩固下来。
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