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行動の実験分析は、さまざまな種の個体の行動を研究する科学である。初期の重要な科学者は、オペラント行動、強化子、二次強化子、強化の随伴性、刺激制御、シェーピング、間欠スケジュール、弁別、および般化を発見したBFスキナーである。中心的な方法は、 1920年から1950年の期間に比較心理学で発展した仮説演繹的学習理論[ 2 ]とは対照的に、環境と行動の間の機能的関係の調査[ 1 ]であった。スキナーのアプローチは、予測および制御可能な測定可能な行動の観察によって特徴付けられていた。その初期の成功は、実験室と行動療法の両方におけるスキナーのオペラント条件付けの手続きの有効性によるものであった。
古典的条件づけまたはレスポンデント条件づけでは、食物や痛みなどの反射を誘発する刺激（無条件刺激）の直前に中性刺激（条件刺激）が提示されます。これは通常、パブロフの犬を使った実験のように、ベルの後に食物を与えるなど、2つの刺激を対提示することによって行われます。繰り返し対提示することで、条件刺激が反応を誘発するようになります。[ 3 ]
オペラント条件づけ（または「道具的条件づけ」）とは、行動がその結果に敏感に反応したり、その結果によって制御されたりする学習過程です。具体的には、ある結果が伴う行動はより頻繁になり（正の強化）、別の結果が伴う行動はより少なくなり（罰）、また別の結果が伴わない行動はより頻繁になります（負の強化）。例えば、食物を与えられていない被験者において、レバーを押した後に食物が与えられると、レバーを押す頻度が増加します（正の強化）。同様に、トレッドミルから降りた後に電気ショックが与えられると、トレッドミルから降りる頻度が減少します（罰）。また、レバーを押すのをやめた後に電気ショックが与えられると、レバーを押す行動は維持されるか増加します（負の強化）。この過程の多くのバリエーションや詳細は、本文記事に記載されています。
動物行動研究で最も一般的に使用されるツールは、オペラント条件付けチャンバー（スキナーボックスとも呼ばれる）です。このチャンバーは、実験動物（多くの場合、げっ歯類、ハト、または霊長類）を収容するために設計された囲いです。チャンバー内部には、弁別刺激の役割を果たす何らかの装置、レバーやキーつつきスイッチなど、被験体の行動を反応率として測定する少なくとも1つの機構、および餌ペレットディスペンサーやLEDライトなどのトークン強化子といった結果を与える機構が備えられています。
歴史的に興味深いのは、被験者の反応をグラフで記録するために使用された累積記録装置です。従来、そのグラフ作成機構は、マーキング針を備えた回転する紙のドラムで構成されていました。針は紙の下部から始まり、ドラムはロール状の紙を水平方向に回転させます。被験者が反応するたびに、マーキング針は紙に沿って垂直方向に1目盛り移動します。これにより、反応率がグラフの傾きになります。例えば、反応率が一定であれば、針は一定の速度で垂直方向に移動し、右に向かって上昇する直線的な対角線になります。反応率が加速または減速する場合は、二次曲線（またはそれに類似した曲線）になります。現在では、累積記録はほとんどの場合、回転ドラムを使用してグラフ化されるのではなく、電子的に記録されています。
行動の実験的分析に用いられる実験室的手法は、B・F・スキナーの徹底的行動主義の哲学に基づいており、その前提は以下の通りである。
スキナーの立場が反理論的であるという考えは、おそらく彼の論文「学習理論は必要か？」[ 4 ]で展開された議論に触発されたものだろう。しかし、その論文は理論そのものの使用に反対したのではなく、特定の文脈における特定の理論に反対したに過ぎない。スキナーは、多くの理論は行動を説明するのではなく、それ自体が説明されなければならない別の構造層を提供するだけだと主張した。生物に行動を引き起こす衝動があるとすれば、その衝動を引き起こすものは何か。スキナーは、多くの理論は研究を阻害したり、役に立たない研究を生み出したりする効果があると主張した。
スキナーの研究は理論に基づいていたが、彼の理論は彼が批判した理論とは異なっていた。メッカ・キエーザは、スキナーの理論は帰納的に導き出されたものであり、彼が攻撃した理論は演繹的に導き出されたものであると指摘している。[ 5 ]スキナーが反対した理論は、記憶を心の一部として捉えるメカニズムなど、測定も観察もできない媒介メカニズムや構造に依存していることが多かった。スキナーの理論は、彼の著書『言語行動』と『科学と人間行動』の基礎となっている。これら2冊の著作は、彼の基本的な実験室研究を政治学、言語学、社会学などの領域にまで理論的に大きく拡張したものである。