古典的条件づけの系統的な実験は、２０世紀初頭、ロシアの生理学者であるイワン・パブロフ（Pavlov,I,P）の条件づけが良く知られている。
パブロフの基本的な実験では、唾液分泌量を計測できるようにイヌの唾液腺に導管を取り付け、ベルやメトロノームなどの刺激を与え、その後餌を与える。
通常ではベルやメトロノームなどの聴覚刺激を与えただけでは、唾液分泌をすることはないので、この刺激は唾液分泌と無関係な中性刺激（neutral stimulus:NS）である。
また、イヌは空腹時に餌を与えれば唾液分泌をする。この唾液分泌はイヌが持って生まれた（学習の必要のない）反応なので、無条件反応（unconditioned response:UR）と呼ばれる。
エサ自体はイヌの唾液分泌を自動的に引き起こさせるため、無条件刺激（uncon-ditioned stimulus:US）と呼ばれる。
そして、パブロフは上記のような実験手続を用いベルやメトロノームの音を聞かせ餌を与え、イヌにその一連を学習させた。
このような学習させている時期を条件づけ期と呼ばれる。
これを繰り返し、対提示を数多くさせると、やがてイヌは餌（無条件刺激：ＵＳ）がなくても、元々は唾液分泌と無関係であったベルやメトロノームの音（中性刺激：ＮＳ）を聞いただけで唾液分泌を引き起こすようになる。
つまり、元々は中性刺激であったものが無条件刺激と対提示させることで、その中性刺激はイヌにとって唾液分泌させる条件刺激(conditioned stimulus：ＣＳ)としての働きを獲得し、条件反応(conditioned response：ＣＲ)との連合を形成したのである。
尚、この様な実験での条件刺激として聴覚刺激だけではなく、視覚刺激や触覚刺激も用いることが出来る。
条件反応と無条件反応の主な違い
この実験では、条件反応の形態と無条件反応の形態とが共に唾液分泌であり、その反応自体はよく似ていることが多いが、根本的に違うのはベルやメトロノームの音によって唾液分泌を生じたと言うことは、その音によって餌が出てくることを学習し、またそれを予期しているという点である。
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