Conditionnement opérant d’un rat en boite de Skinner

TP1 : Conditionnement opérant d’un rat en boite de Skinner :

Introduction :

L’objectif du TP est d’étudier les mécanismes de conditionnement opérant (ou skinnérien) chez un rat de laboratoire, c'est-à-dire la sélection d’un comportement à l’aide d’une procédure de renforcement positif.

Protocole opératoire :

Pour réaliser l’expérience, nous avons utilisé un dispositif appelé boite de Skinner comprenant un levier, un abreuvoir, 2 compteurs et un système de distribution d’eau automatique dont la durée de présentation peut être réglée. Le rat de laboratoire placé dans la boite de Skinner du poste n°2 a été assoiffé et n’a jamais été introduit dans cette boite. Celui-ci obtient de l’eau en appuyant sur le levier.  Avant de démarrer l’expérience, l’animal est soumis à une procédure de modelage afin qu’il établisse la liaison entre l’appui et l’arrivée d’eau.

Résultats et interprétations :

Pendant la procédure de modelage, l’animal est en état de tension car il ne connait pas ce nouvel environnement. Le rat reste plusieurs dizaines de secondes immobile, car apeuré, puis commence à adopter des comportements typiques de son espèce : se déplace, renifle, explore son environnement et touche au hasard aux parois à divers endroits.

Durant le modelage, on commence à renforcer de façon continue les comportements allant dans le sens désiré (s’approche ou touche le levier) pour ensuite ne renforcer que celui souhaité (l’appui sur le levier). Le rat appuie ainsi par inadvertance sur le levier, un peu d’eau tombe alors immédiatement dans l’abreuvoir. L’animal étant assoiffé, celui-ci est motivé par cette récompense appétitive : il est actif et doit par sa propre activité obtenir la boisson.  L’eau constitue donc l’agent renforçateur positif car elle a pour effet d’augmenter la fréquence d’apparition du comportement.  Cela permet ainsi la construction du lien entre un stimulus et une réponse motrice.

Pour déterminer que le modelage est effectué, on définit un critère de conditionnement : le rat doit, deux fois de suite, appuyer sur le levier et boire. Pour notre rat, le modelage a été terminé au bout de 12 minutes.

L’expérience est ensuite réalisée. Plusieurs paramètres ont été observé chez ce rat en fonction du temps : le nombre d’appuis simples, d’appuis renforcés, la fréquence de toilettage et de redressement. Les données sont représentées sur le graphique.

On peut ainsi observer que le nombre d’appuis simples augmente très fortement dès les premières minutes de l’expérience pour atteindre une valeur de 23 appuis en 5 minutes. Pendant le modelage l’animal a sélectionné, parmi les opérations qu’il a effectué spontanément et au hasard, celles qui lui ont permis d’obtenir l’eau. L’animal agit alors de façon plus méthodique et appuie sur le levier plus régulièrement. Pendant ces cinq premières minutes, le rat s’est redressé 2 fois, ne s’est pas toiletté et a fait un appui renforcé. Le rat étant assoiffé, il a cherché avant tout à satisfaire ce besoin.

Entre 5 et 15 minutes, on note une diminution importante du nombre d’appuis simples et une légère augmentation du nombre d’appuis renforcés, le rat s’est toiletté et redressé quelques fois. Le rat a établit le lien entre un comportement (appuyer sur le levier) et une conséquence qui est la distribution d’eau (agent renforçateur positif). Il en est alors venu à répéter ce geste dès que le levier avait repris sa position initiale en restant plus longtemps appuyer sur ce levier.

Entre 15 et 20 minutes, on note une chute du nombre d’appuis (un simple et aucun renforcé) et de redressements et une légère augmentation de la fréquence de toilettage.  Cette chute peut être corrélée avec un bruit (claquement de porte) qui a effrayé le rat (visualisé par l’hérissement de son pelage). Celui-ci s’est en effet plaqué dans un coin de la boite et ne sait plus déplacé pendant quelques minutes.

Entre 20 et 25 minutes, après quasi disparition du comportement, celui réapparaît soudainement. Ainsi, le nombre d’appuis simples est de nouveau assez élevé (12 appuis) tandis que la fréquence des comportements a diminué (pas de redressement et peu de toilettage). Le rat n’est plus apeuré et appuie de nouveau sur le levier pour obtenir la récompense.

Entre 25 et 40 minutes, le nombre d’appuis simples et renforcés diminuent alors que la fréquence des comportements (redressement et toilettage) augmente fortement. On a donc variation en sens inverse du nombre d’appuis (simples ou renforcés) et de la fréquence des comportements.