Les animaux, y compris les humains, adaptent leur comportement en fonction des relations prédictives qu'ils perçoivent dans leur environnement. Le conditionnement est le terme général désignant les processus d'apprentissage dans lesquels les réponses sont associées à des stimuli ou aux conséquences des actions.

Le conditionnement classique associe des stimuli ; le conditionnement opérant associe des actions à des récompenses ou des punitions. Ces deux formes permettent aux organismes d’anticiper les événements importants et de répéter les comportements bénéfiques. Les substrats neuronaux se chevauchent partiellement, mais divergent également : l’amygdale et le cervelet jouent un rôle prépondérant dans le conditionnement classique, tandis que les circuits dopaminergiques et les ganglions de la base sont essentiels à l’apprentissage opérant.

Les principes du conditionnement sont appliqués en éducation, en thérapie comportementale et en dressage animal. Ils permettent également d'expliquer des comportements inadaptés tels que la dépendance et l'anxiété. Les études en laboratoire sur le conditionnement continuent de révéler les mécanismes synaptiques et moléculaires qui permettent à l'expérience de modifier les circuits neuronaux.

Un renforçateur administré au bon moment ou un signal prédictif fiable peuvent modifier le comportement avec une efficacité remarquable.