Was ist die Skinnerbox? Einfach erklärt

Die Skinnerbox ist ein bekannter Tierversuch mit Ratten, der die Wirksamkeit und Effekte der operanten Konditionierung zeigt. In einem reizarmen Käfig werden die Tiere für bestimmtes Verhalten bestärkt oder bestraft. So kann für die Zukunft die Häufigkeit der Handlungen beeinflusst und das Verhalten konditioniert werden.

Benannt ist die Skinnerbox nach dem Psychologen und Verhaltensforscher Burrhus Frederic Skinner. Grundlage der Erkenntnisse ist die Theorie von Edward Lee Thorndike. Danach führen positive Reaktionen zu häufiger Wiederholung eines Verhaltens (Gesetz der Wirkung, „law of effect“). Bestrafungen führen hingegen künftig zur Vermeidung der Handlungen.

Versuche in der Skinnerbox

Die Skinnerbox ist ein weitgehend neutraler Tierkäfig mit durchsichtigen und glatten Wänden. Für den Versuchsaufbau und die Durchführung des Experiments in der Verhaltensforschung sind in der Box verschiedene Komponenten eingebaut:

Hebel / Schalter
An einer Wand des Käfigs befindet sich ein Schalter oder ein Hebel, der vom Versuchstier betätigt werden kann. Eine Alternative ist ein Seil oder eine Schnur, an dem die Tiere ziehen können. Das Auslösen dieses Hebels kann vom Forscher an verschiedene Konsequenzen gekoppelt werden – mehr dazu weiter unten im Artikel.
Futteröffnung
Die Skinnerbox enthält eine Futteröffnung, über die Nahrung oder Wasser als Belohnung für gezeigtes Verhalten in den Käfig gelangt.
Lampe / Lichtquelle
Um verschiedene Bedingungen zu schaffen, wird in der Box eine Lampe oder andere Lichtquelle verbaut. So kann beispielsweise unterschieden werden zwischen „Hebel betätigt bei Licht“ oder „Hebel betätigt ohne Licht“. Das Verhalten kann mit unterschiedlichen Konsequenzen belegt werden.
Elektrischer Boden
Im Boden des Tierkäfigs ist ein elektrisches Netz eingebaut, das als Bestrafung unter Strom gesetzt werden kann. Das ist für die Tiere nicht qualvoll, aber durchaus unangenehm und als negativer Reiz deutlich spürbar.
Lautsprecher (optional)
Teilweise wird im Versuchsaufbau auch ein Lautsprecher verbaut. Durch diesen kann in das Experiment ein akustischer Reiz als Signal eingeführt werden. So kann ein bestimmtes Verhalten durch häufige Wiederholung an einen gleichzeitig erfolgten Reiz gebunden werden (Gesetz der Übung, „law of exercise“).

Skinnerbox mit Tauben

Neben Ratten wurden auch Versuche mit Tauben in der Skinnerbox gemacht. Der grundsätzliche Aufbau ist identisch, statt eines Hebels, Schalters oder Seils werden für Tauben aber Pickscheiben eingebaut, die mit dem Schnabel ausgelöst werden können.

Skinnerbox: Versuchsablauf mit Verstärkern

Im Versuch werden die Tiere zum ersten Mal in die für sie bisher unbekannte Skinnerbox gesetzt. So wird verhindert, dass vorherige Erfahrungen das Verhalten beeinflussen und die Ergebnisse verfälschen. Im Experiment wird das Betätigen des Hebels (oder das Auslösen einer anderen eingebauten Vorrichtung) mit unterschiedlichen Konsequenzen verbunden.

Das anfangs neugierige und spontane Verhalten der Tiere wird durch positive oder negative Folgen konditioniert und somit in der Häufigkeit beeinflusst. Dabei werden vier verschiedene Arten von Verstärkern eingesetzt. Diese sind äußere Reize, die im Verhalten bestärken oder dafür bestrafen können:

Verstärkung

Durch die Verstärkung soll in der Konditionierung die Häufigkeit eines Verhaltens erhöht werden. Gewünschte Verhaltensweisen treten nach abgeschlossener Konditionierung in Zukunft häufiger auf und werden wiederholt. Unterschieden werden zwei Formen:

Positive Verstärkung
Positive Verstärkungen sind direkte Belohnungen für ein Verhalten. In der Skinnerbox erhält das Versuchstier automatisch Futter, wenn es den Hebel drückt. Die Verstärkung führt zu einer gesteigerten Häufigkeit.
Negative Verstärkung
Negative Verstärkung ist der Wegfall von unangenehmen Reizen. Im Versuch steht der Boden des Käfigs unter leichtem Strom. Lösen die Ratte oder Taube den eingebauten Mechanismus an Schalter oder Pickscheibe aus, wird der Strom vorübergehend ausgeschaltet. Die Tiere werden konditioniert und drücken den Schalter häufiger.

Bestrafung

Bestrafung als Verstärker des Verhaltens zielt in die andere Richtung: Die Häufigkeit der gezeigten Handlung soll verringert werden. Das kann beispielsweise genutzt werden, um schlechte Gewohnheiten oder ungewünschte Verhaltensweisen abzutrainieren. Auch hier gibt es zwei Formen:

Positive Bestrafung
Positive Bestrafung ist eine direkte negative Konsequenz. Bei Betätigung des Schalters kommt es zu einem kurzen Stromschlag über den Boden der Skinnerbox. Dieser unangenehme Impuls bestraft die Handlung – die daraufhin seltener ausgeführt wird.
Negative Bestrafung
Negative Bestrafung ist der Wegfall von bisher vorhandenen positiven Reizen. So kann beispielsweise der Zugang zum Futter geschlossen werden, nachdem das Versuchstier auf den Schalter drückt. Um dies zu verhindern, erfolgt das Verhalten seltener.

Erkenntnisse aus Versuchen mit der Skinnerbox

Die Skinnerbox ist eine effektive Möglichkeit, um durch Belohnung oder Bestrafung das Verhalten von Tieren zu beeinflussen. B.F. Skinner übertrug diese Erkenntnisse auf den Menschen. Demnach lässt sich menschliches Handeln maßgeblich durch die Reaktionen des Umfelds bestimmen.

Aus seinen Erkenntnissen leitete Skinner auch eine Lernmethode für Schüler ab. Das „programmierte Lernen“ teilt den Lehrstoff in kleinere Abschnitte, die selbstständig erfolgreich bearbeitet werden können. Der Trick: Regelmäßige Erfolgserlebnisse, wenn ein Abschnitt abgeschlossen wurde, wirken als positiver Verstärker.

Verhaltenslöschung und Diskriminationslernen

Wird das Verhalten in der Skinnerbox weder belohnt noch bestraft, kommt es zu einer sogenannten Verhaltenslöschung. Ratten oder Tauben zeigen das Verhalten immer seltener und interessieren sich weniger für den Schalter. Fehlt jede Konsequenz, wird die Handlung als irrelevant abgetan und bleibt aus. Wurde das Auslösen des Mechanismus jedoch zuvor schon teilweise belohnt, bleibt es länger erhalten. Dahinter steckt die Hoffnung, dass die Belohnung doch wieder auftritt.

Eine andere Beobachtung ist das Diskriminationslernen. Versuchstiere erkannten, wenn Konsequenzen an verschiedene Bedingungen geknüpft sind. Beispiel: Den Schalter betätigen bringt nur Futter als Belohnung, wenn die Lampe leuchtet. Ratten und Tauben verstanden den Zusammenhang und betätigten Hebel und andere Vorrichtungen entsprechend häufiger, wenn die Bedingung für eine Belohnung erfüllt war.

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