撰文/周磊（病理学与病理生理学博士、病理科医师、西医内科教师）
研究狗流口水的巴甫洛夫
“巴甫洛夫!”提到心理学、生理学和实验动物的恩怨纠葛，大部分人(条件反射地)脱口而出的都会是这位前苏联人的名字吧。“巴甫洛夫的狗”可谓是科学史上最广为人知的动物实验之一。
▲巴甫洛夫的“摇铃流涎”实验
让我们简单复原一下这个实验：巴甫洛夫把狗圈禁在固定的笼子里，先是直接投喂食物，观察它们分泌唾液的情况;第二阶段，在投喂食物的同时额外增加铃声刺激，反复多次后，狗在只听到铃声的情况下也会像看到食物一样分泌唾液。但巴甫洛夫也发现，如果持续只响铃不给食物，狗分泌唾液的情况会逐渐消失——也就是说，条件反射也会消退。
这就是经典的条件反射实验，其重要性是不可估量的。巴甫洛夫利用条件反射的方法发现了人和动物学习的最基本机制：即学习是大脑皮层暂时神经联系的形成、巩固与恢复的过程。他的研究公布后不久，一些心理学家(如行为主义学派创始人约翰·华生)开始主张一切行为都以经典条件反射为基础。
害羞的桑代克与“饿猫迷笼”
爱德华·桑代克是美国心理学家、动物心理学的开创者、教育心理学体系的创始人。他提出了一系列关于学习的定律，包括练习律和效果律等。
关于桑代克有个八卦：他之所以选择从事动物实验，是因为自己的性格特别害羞，与动物打交道容易些。在哈佛大学时他专攻心理学，并且设计了一个奇怪的课题——“鸡的直觉及智力行为”。后来，桑代克因为追求一位年轻女子失败而羞愧难当，最终转学到哥伦比亚大学。在那里他丰富了自己的实验，把小猫小狗也列进了研究名单。
▲桑代克的“饿猫迷笼”实验
后来，桑代克把动物实验研究中所揭示的种种规律应用于人类的学习。他认为，虽然人的学习可塑性要比动物大得多、行为也更复杂，但也同样是基于本能，以刺激-反应的联结为准则的。
斯金纳：老鼠学会了按压杠杆
新行为主义的创始人之一，美国心理学家博尔赫斯·弗雷德里克·斯金纳有一个著名的实验：他设计了一个“斯金纳箱”，箱里有一个伸出的杠杆，下面放了一个食物盘。斯金纳把实验鼠放进他的箱子里，只要它按压杠杆，就能得到一粒食物。起初只会上蹿下跳的实验鼠发现每次按过杠杆后都能有食物，很快学会了主动去按压杠杆——这是一种行为被奖励后，会强化此种行为的典型例子。
但斯金纳不满足于此。他设计了三个箱子：A箱中实验鼠每按一下杠杆都会顺利得到一粒食物;B箱中的实验鼠每按一次就会被电击一次;C箱中的小鼠每次按杠杆，等待它的是无规律的电击或者喂食。
结果可想而知。A和B中的小鼠分别强化了按压杠杆和不去触碰杠杆的行为。但C箱中的小鼠的内心基本是崩溃的——它不知道自己该干什么了：触碰杠杆可能会遭到电击，不碰又饥饿难忍。
▲斯金纳本人与他的“斯金纳箱”
以此实验为基础，斯金纳提出了“操作性条件反射”这一概念，这也是新行为主义学习理论的核心。他认为：动物的学习行为是随着一个起强化作用的刺激而发生的，这也可以推而广之到人类的学习行为上。虽然人类学习行为的性质比动物复杂得多，但也要通过操作性条件反射。
人类学生们要感谢斯金纳。他通过实验证明：惩罚只能暂时降低反应率，而不能减少消退过程中反应的总次数——在实验中，实验鼠已经学会了按压杠杆得到食物，此时如果用电击的方式刺激它，小鼠的确会暂时减少按压次数。但一旦停止电击，按压率又会直线上升。
因此，斯金纳理论体系认为，积极和消极强化在学习中都很重要，但“消极强化”并不意味着惩罚，而是指“移除可厌刺激物”，例如废除体罚。斯金纳对惩罚的科学研究，对改变当时美国和欧洲盛行的体罚教育起了一定作用。
哈洛：残酷实验证明了“母爱本质”
1958年，美国著名心理学家哈里·哈洛在美国心理学会的年度大会上发表了一篇题为《母爱的本质》的致辞。这篇致辞随后轰动一时，它的意义不局限于心理学界，而是在整个社会引发了一场深刻的思考。
哈洛将出生后的小恒河猴交给两个铁丝“妈妈”来抚养：一个是能够给它提供奶水的妈妈;另一个是全身包着舒适的绒毛能够给它提供接触感的妈妈。结果发现，小猴子更愿意和那些能够给它提供接触感和依恋感的妈妈待在一起，而不愿更多地同那个只提供食物而不能提供依恋感的妈妈待在一起。
▲残酷的实验证明了“母爱的本质”
第二个实验更加让人震撼：哈洛把这些小恒河猴分成两组，但它们没有选择哪种母爱的可能性。尽管这两组猴子喝的奶水和成长的环境都是一样的，但是那些得到“妈妈”呵护而长大的小猴子，和那些没有机会体验亲子依恋关系的小猴子，其成长过程中的行为表现完全不一样。
哈洛的研究和理论在当时是革命性的。他证实了，母爱的心理支持是婴儿健康成长特别重要的基础。
但这个实验又是非常残酷的：许多实验猴处于一种孤独、压抑和绝望的环境中，甚至表现出类似人类精神病发作时的行为。
如果以当今对于动物实验的人道主义标准来要求，哈洛的实验根本无法获得心理学实验伦理委员会批准。即使在上个世纪四五十年代，哈洛的实验也引发了广泛争议，但他的结论，又的确把人类对于情感和心理健康的理解和认识向前推进了一大步。
对研究动物负责
提到这几个心理学史上的著名动物实验，不得不说说科研中的动物伦理问题。不可否认的是，实验动物在科学发展之路上起到了巨大的推进作用。按进化论的观点，人类从本质上来说也是一种动物——一种进化到了“高级形式”的动物。不过，虽然人类进化了，但人的生理与心理依旧保留了一些与动物共有的机制或特性。因此，通过动物试验或动物观察得出来的结论可以迁移、应用到人的研究上。另外如果有些研究不适合直接拿人做实验，动物实验也是无奈之举。
但是，由于动物无法获得知情权，更无法随时提出终止实验，因此动物实验在伦理问题上一直存在很大争议。一些国家的健康与医疗系统设立有动物试验委员会，而在国内，大部分实验室对于实验动物的处理方式还是“全凭自觉”。
作为科研人员，我曾经参与过较多的动物实验，对动物实验的残酷性和实验动物的生存情况有一定了解。动物实验是“体内实验”(有别于培养细胞的体外实验)，各种药物及肿瘤模型的建立都要依赖实验动物。
▲人类神经系统中有许多“演化遗迹”般的特征。正因如此，研究者在动物实验中获得的结论可以为人类行为学、心理学带来启示。
实验动物学的“3R”原则，在发达国家已经普遍采用，并被许多国家列入了保护动物的法律及修正案中。“3R”即英语中“减少(Reduction)”、“优化(Refinement)”和“替代(Replacement)”三个单词的缩写。
“减少”意为尽可能地减少实验中所用动物的数量，提高实验动物的利用率和实验的精确度;“优化”是减少动物的精神紧张和痛苦，比如采用麻醉或其它适当的实验操作;“替代”就是不再利用活体动物进行实验，而是以单细胞生物、微生物或培养的细胞、组织、器官甚至电脑模拟来替代完整动物。
只有硬件条件具备、实验经费充足的情况下，人道对待实验动物才真正可以执行。但我国的动物实验室，在动物福利伦理方面的建设刚刚起步，这些我们相比国外还差得太远。从尊重生命的角度来说，我们应该慎重设计实验，减少或尽量寻找合适的替代物，而且应该从法律法规方面规范和监管动物实验，不要无谓地伤害无辜的实验动物。作为生物医学领域的科研人员，我们也要善待实验动物——尊重生命是从事生命科学研究的道德基本。
每一位进行实验操作的人，都应该对实验动物心怀尊重和感激之情。毕竟，是它们以生命为代价，推动了科学研究的发展。■
2023科学跨年之夜，科学家接力演讲迎新年
2022年“我和妈妈学科学”活动，邀你为家乡科普代言
推动设备更新和消费品以旧换新！北京最新政策全文发布
中关村论坛年会剧透！60场平行论坛奉上创新思想盛宴
14.14%！中国公民科学素质比例跃上新台阶
国内半数自动驾驶领军企业进京，自动驾驶的“北京引力”
2024年5月“科学”流言榜：保健品能治疗很多疾病，还没有副作用，比吃药强？“体考神器”能提成绩
北京新增10家A类定点医院，持卡（码）就医不用选！（全名单）