ביופידבק צמח מתוך מסורת של מחקרים בתחום הלמידה או ההתנייה. ניל מילר ואחרים היו מעוניינים בשאלה האם ניתן להתנות אופרנטית תגובות של המערכת האוטונומית. נפרט: המחקרים בתחום הלמידה ידעו להבדיל בין שני סוגי התניות: אופרנטית וקלאסית. הראשונה עסקה ביכולת ללמד בעלי חיים ואנשים לשלוט בתגובות רצוניות שלהם על ידי מתן חיזוקים להתנהגויות אלו. הדוגמה המקובלת הנה של בעל חיים הלומד ללחוץ על דוושה משום שלחיצה כזו מחוברת לקבלת מזון. ההתניה מהסוג השני עסקה בשאלה האם אפשר להשפיע על מערכת העצבים הלא רצונית של אורגניזמים באמצעות גרויים מותנים (CS) שיתחברו לגרויים בלתי מותנים ((UCS הדוגמה הקלאסית הנה של הכלבים בניסויים של פאבלוב בהם הראו כי כלבים לומדים ליצור אוטונומית (הפרשת רוק) כתגובה להשמעת צליל (CS). זאת לאחר שה CS הופיע תמיד בצמוד למתן מזון (UCS).
השאלה היתה אם כן האם אפשר להשפיע על המערכת האוטונומית גם בדרכים אופרנטיות כלומר על ידי מתן חיזוק על היארעות של תגובה פיזיולוגית הנחשבת ללא רצונית. למשל האם ניתן יהיה לשנות את קצב הלב על ידי כך שכל פעם שמתקיימת תגובה בכיוון הרצוי (למשל המרצת הדופק או האטתו) ינתן חיזוק (מזון או גרוי מוחי במרכז העונג)
מחקריהם של שפירו, מילר, אנגל, ואחרים, החל מאמצע שנות השישים, הוכיחו כי בניגוד לאמונה המקובלת, ניתן לשלוט בתפקודים אוטונומיים (בלתי-רצוניים) כמו קצב הלב, או דרגת המוליכות החשמלית של העור, באמצעות התניה אופרנטית.
תשומת לב מיוחדת משכו מחקריהם של ניל מילר ועמיתיו, שדיווחו כי ניתן לאמן חולדות לשלוט באופן דיפרנציאלי במספר תגובות ויסקראליות: למשל שינוי בלתי תלוי של לחץ דם וקצב לב. בעבודה אחרת הוכיחו החוקרים כי ניתן ללמד חולדות להגדיל זרימת דם באוזן אחת ולהקטינה באוזן שנייה בהתאם לתוכנית חיזוקים.
מחקריהם של מילר ודיקרה מענינים במיוחד, לאור הנסיון להתמודד באופן ביקרותי עם השאלה האומנם מדובר בהתניה ישירה של תפקודים לא-רצוניים, או שמא השליטה בתפקודים האוטונומיים למעשה מתווכת על ידי מערכות רצוניות, למשל שרירי השלד, או הנשימה (שכן נשימה עמוקה, למשל, תגרור שינוי בקצב פעימות הלב).
במטרה לשלול הסבר עקיף שכזה נעזרו החוקרים בהליך מורכב במיוחד. הניסוי בוצע בחולדות שמערכת השרירים שלהם, לרבות אלו המעורבים בנשימה, שותקה באמצעות הסם קוררה, ובעת הניסוי הונשמו החולדות באופן מלאכותי. בתגובה על פעילות רצויה חוזקו החולדות באמצעות מתן גריה חשמלית לאזור במוח המסב הנאה. ממצאי המחקר הורו כי חולדות למדו לשלוט בקצב פעולת הלב בעקבות החיזוקים שקיבלו. המדהים ביותר היה לגלות כי ניתן היה לאמן חולדות להוריד את קצב הלב עד שפסק מלפעום…
עבודה זו של מילר ודיקרה נחשבת אחת ההוכחות החזקות ביותר ליכולת להתניה אופרנטית של המערכת האוטונומיות. יחד עם זאת, נסיונות לשיחזור הניסוי נכשלו, במידה לא מבוטלת בשל מורכבותה של הפרודצורה, והדיוק הרב שמחייבת עבודה המבוססת על הסם קוררה. מכאן כי האודיסאה המחקרית שביקשה לבחון את תקפותם של הגבולות המבחנים בין התניה קלאסית להתניה אופרנטית הותירה שאלה הפתחה להמשך חקירה.
לפרוט רב יותר ניתן לצפות בקטע שלעיל הגזור מהספר "משוב ביולוגי היזון חוזר וחזרה לאיזון" של ארנון רולניק בהוצאת פרולוג