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Sensitivierung (englisch sensitization) bezeichnet die Zunahme der Stärke einer Reaktion bei wiederholter Darbietung desselben Reizes. Die Sensitivierung wurde in einer Reihe von Laboruntersuchungen belegt. Beispielsweise zeigen Katzen bei wiederholter, schneller Darbietung eines kurzen elektrischen Schocks an einem ihrer Gliedmaßen eine zunehmend stärkere motorische Reaktion.
Der gegenteilige Prozess einer Abnahme der Reaktionsstärke ist die Habituation.