Научение животных как основа поведения. Проблема врожденного и приобретенного в поведении животного: инстинктивные действия в раннем постнатальном периоде и раннее научение. Когнитивное научение. Латентное научение. Психонервное поведение

В психологической науке достаточно подробно изучены различные типы научения. На основе работ Л.Б. Ительсона разработана классификация различных типов научения, представленная В.Д. Шадриковым.

Все типы научения можно разделить на два вида: ассоциативное и интеллектуальное.
Характерным для ассоциативного научения является образование связей между определенными элементами реальности, поведения, физиологическим процессами или психической деятельностью на основе смежности этих элементов (физической, психической или функциональной).
Со времен Аристотеля до наших дней основной принцип научения - ассоциация по смежности – формулируется сходным образом. Когда два события повторяются с небольшим интервалом (временная смежность), они ассоциируются друг с другом таким образом, что возникновение одного вызывает в памяти другое. Русский физиолог И.П. Павлов (1849-1936) первым занялся исследованием в лабораторных условиях свойств ассоциативного научения. Он обнаружил, что, хотя звук колокольчика первоначально никак не отражался на поведении собаки, однако, после регулярного звонка в момент кормежки, через некоторое время у собаки вырабатывался условный рефлекс: звонок сам по себе начинал вызывать у нее слюноотделение. Павлов измерял степень научения количеством слюны, выделившейся при звонке, не сопровождавшемся кормежкой. Метод выработки условных рефлексов основан на использовании уже существующей связи между специфической формой поведения (слюноотделением) и неким событием (появлением еды), которое вызывает эту форму поведения. При формировании условного рефлекса в эту цепочку включается нейтральное событие (звонок), которое ассоциируется с событием "естественным" (появлением еды) настолько, что выполняет его функцию.

Психологи подробно исследовали ассоциативное научение методом так называемых парных ассоциаций: вербальные единицы (слова или слоги) заучиваются парами; предъявление впоследствии одного члена пары вызывает вспоминание о другом. Этот тип научения имеет место при овладении иностранным языком: незнакомое слово образует пару со своим эквивалентом на родном языке, и эта пара заучивается до тех пор, пока при предъявлении иностранного слова не будет восприниматься тот смысл, который передает слово на родном языке.

При интеллектуальном научении предметом отражения и усвоения являются существенные связи, структуры и отношения объективной действительности.

Каждый вид научения можно разделить на два подтипа: рефлекторный и когнитивный.

Когда научение выражается в усвоении определенных стимулов и реакций , его относят к рефлекторному; при усвоении определенных знаний и определенных действий говорят о когнитивном научении.
Научение происходит постоянно, в самых различных ситуациях, видах деятельности. В зависимости от пути, которым достигается научение, оно делится на два разных уровня – рефлекторный и когнитивный . На рефлекторном уровне процесс научения носит бессознательный, автоматический характер. Таким путем ребенок научается, например, различать цвета, звук речи, ходить, доставать и перемещать предметы. Сохраняется рефлекторный уровень научения и у взрослого человека, когда он непреднамеренно запоминает отличительные особенности предметов, усваивает новые виды движений.
Но для человека гораздо более характерным является высший, когнитивный уровень научения, который строится на усвоении новых знаний и новых способов действия посредством сознательного наблюдения, экспериментирования, осмысления и рассуждения, упражнения и самоконтроля. Именно наличие когнитивного уровня отличает научение человека от научения животных. Однако не только рефлекторный, но и когнитивный уровень научения не превращается в учение, если он управляется какой-либо иной целью, кроме цели усвоить определенные знания и действия.
Как показали исследования ряда психологов, в ряде случаев стихийное, непреднамеренное научение может оказаться весьма эффективным. Так, например, ребенок лучше запоминает то, что связано с его активной деятельностью и необходимо для ее выполнения, чем то, что он заучивает специально. Однако в целом преимущество оказывается бесспорно на стороне сознательного целенаправленного учения, так как только оно может дать систематизированные и глубокие знания.

Разновидности ассоциативного научения

В каждом подвиде В.Д.Шадриков выделяет несколько классов научения.

1. Ассоциативно-рефлекторное научение разделяется на сенсорное, моторное и сенсомоторное.

§ Сенсорное научение заключается в усвоении новых биологически значимых свойств предметов и явлений окружающего мира.

§ Моторное научение состоит в выработке новых биологически полезных реакций, когда сенсорный компонент реакций является в основном кинестетическим или проприоцептивным, т.е. когда сенсорная информация возникает в самом процессе выполнения движения.

§ Сенсомоторное научение заключается в выработке новых или приспособлении имеющихся реакций к новым условиям восприятия.

2. Ассоциативное когнитивное научение разделяется на научение знаниям, научение навыкам и научение действиям.

§ При научении знаниям человек обнаруживает у предметов новые свойства, имеющие значение для его деятельности или жизнедеятельности, и усваивает их.

§ Научение навыкам заключается в формировании программы действий, которая обеспечивает достижение определенной цели, а также программы регуляции и контроля этих действий.

§ Научение действиям включает в себя научение знаниям и навыкам и соответствует сенсомоторному научению на когнитивном уровне.

Сопоставляя сенсорную и моторную модели научения, Л.Б. Ительсон писал:
"Первая (сенсорная модель) выделяет расширение знаний как движущую задачу научения. Вторая (моторная модель) - расширение программ деятельности как ведущую задачу научения. Сенсорная концепция подчеркивает как условие научения мотивацию деятельности. Моторная - достижение целей деятельности. Из сенсорной концепции следует: чтобы определенные свойства мира были выделены (отражены) психикой учащегося и закреплены в ней, они должны быть значимы для него, т.е. связаны с его потребностями. Из моторной - чтобы программы действий были сформированы и закреплены в психике учащегося, они должны приводить к поставленной цели, т.е. реализовывать его потребности. Первая утверждает: чтобы новые знания усваивались учащимся, он должен "видеть" ("чувствовать") их полезность. Вторая - чтобы новые действия усваивались учащимся, он должен "видеть" ("чувствовать") их успешность.

Из сенсорной концепции вытекает: чтобы происходило научение, необходимо создать у учащегося положительное эмоциональное отношение к поступающей информации. Из моторной вытекает: чтобы происходило научение, необходимо положительное переживание у учащегося при выполнении требуемых действий. Сенсорная концепция предполагает активную познавательную деятельность учащегося: анализ, синтез , абстрагирование и обобщение поступающих чувственных данных. Моторная – активную практическую деятельность учащегося; поиски и испробование подходящих действий, контроль их результатов и сопоставление с целью.
Нетрудно заметить, что две эти концепции не противоречат одна другой, а просто рассматривают разные стороны научения. В центре сенсорной концепции стоит рассмотрение отражательной, а моторной – регуляторной деятельности психики. Первая подчеркивает информационный, познавательный характер научения, вторая - его деятельный целенаправленный характер" (Ительсон Л.Б., 1970. С. 49-50 ).

В приведенной выдержке достаточно ярко показана направленность сенсорной и моторной моделей научения и совершенно справедливо подчеркивается, с одной стороны, ограниченность каждой из них, а с другой – их взаимная дополняемость, так как в любом реальном процессе присутствует как сенсорное , так и моторное научение и можно говорить только об их относительном преобладании.

Ассоциативное научение не исчерпывает всех типов научения. Оно характеризует лишь более простые (хотя и многообразные) типы адаптивной модификации поведения .

Разновидности интеллектуального научения

Более сложные формы научения относятся к интеллектуальному научению , которое, как и ассоциативное, можно разделить на рефлекторное и когнитивное.

Рефлекторное интеллектуальное научение разделяется на научение отношениям, научение с помощью переноса и знаковое научение.

Сущность научения отношениям состоит в выделении и отражении в психике отношений элементов в ситуации, отделении их от абсолютных свойств этих элементов.

Научение с помощью переноса заключается в "удачном использовании применительно к новой ситуации тех навыков и врожденных форм поведения, которыми уже обладает животное". В основе данного типа научения лежат способности выделять отношения и действия.

Знаковое научение связано с выработкой таких форм поведения, при которых "животное реагирует на предмет как на знак , т.е. отвечает не на свойства самого предмета, а на то, что этот предмет обозначает".

У животного интеллектуальное научение представлено в простейших формах, у человека оно является основной формой научения и протекает на когнитивном уровне.

Интеллектуального когнитивного научения разделяется на научение понятиям, научение мышлению и научение умениям.

Научение понятиям заключается в усвоении понятий, отражающих существенные отношения реальности и закрепленных в словах и сочетаниях слов. Через овладение понятиями человек усваивает общественно-исторический опыт предшествующих поколений.

Научение мышлению состоит в "формировании у учащихся умственных действий и их систем, отражающих основные операции, с помощью которых познаются важнейшие отношения реальности". Научение мышлению является предпосылкой для научения понятиям.

Научение умениям заключается в формировании у учащихся способов регулирования своих действий и поведения в соответствии с целью и ситуацией.

В рассмотренной классификации дается достаточно полная характеристика основных типов научения. Однако правомерны следующие замечания.
Во-первых, необходимо уточнить содержание научения мышлению и определить его сущность как овладение учащимся операциями анализа и синтеза , направленными на отражение бытия "в его связях и отношениях, в его многообразных опосредствованиях".

Во-вторых, следует отметить, что при интеллектуальном научении мы имеем дело с образованием связей, но "это существенные необходимые связи, основанные на реальных зависимостях, а не случайные связи на основе смежности в той или иной частной ситуации".

Лекция № 6

Случаи приобретения опыта, не объясняемые теорией ассоциативного научения.

Механизм ассоциативного научения, подробно изученный школой Ф.Скиннера и И.П.Павлова, не объясняет многие формы приобретения опыта, которые встречаются у животных в естественной среде обитания, а также у человека. Понимание этого пришло в связи с развитием этологического подхода к анализу поведения, а также с появлением когнитивных идей в зоопсихологии, которые были связаны прежде всего с работами Э.Толмена и одного из основателей гештальтпсихологии В.Келера. Эти исследования привели к заключению о том, что поведение животных организмов не укладывается в механистические представления бихевиоризма. По Скиннеру животное – это некая живая машина, которая по механизму ассоциаций приспосабливается к изменениям во внешней среде. Механизм ассоциаций признавался универсальным принципом научения для всех видов животных, начиная с примитивных позвоночных и кончая человеком. Бихевиоризмом не учитывалась специфика разных видов животных, их биологические особенности. Они не замечали того очевидного факта, что организм, как уже говорилось выше, способен научиться только тому, к чему он потенциально предрасположен по своей биологической организации. Рассмотрим более подробно проблему, связанную с влиянием биологических факторов на научение.

Биологические факторы и научение.

Адаптивные наследуемые изменения, которые возникают у данного вида животного в ходе эволюции, порождают внутреннюю (генетическую) предрасположенность представителей этого вида к тем или иным формам приобретения опыта. Это центральное положение биологического подхода к научению доказывается следующими фактами.

Во-первых, известно, что в индивидуальном развитии организма определенные виды научения являются заранее запрограммированными, то есть происходят только на определенных стадиях онтогенеза. Например, у человека дети обладают поразительной способностью к овладению языком в возрасте от двух до семи лет. Если ребенок лишен в этом возрасте языковой среды, то он в дальнейшем практически не может освоить язык, какие бы условия ему не создавали. У птиц есть аналогичные периоды предрасположенности к освоению пения. Наиболее яркий пример запрограммированного (врожденного) научения – это явление импринтинга, который будет рассмотрен дальше. Другими словами, биологической природой организма предначертано, когда и как он будет приобретать опыт. Животное может научиться чему-либо не всегда, а только тогда, когда настало для этого время.

Во-вторых, было показано, что в условиях оперантного научения у животных закрепляется не просто какое-то случайное движение (которое понравилось экспериментатору), а такое движение, которое является частью репертуара инстинктивного поведения. Так толкательное движение, которое производил голубь в клетке Скиннера при игре в кегли, составляет неотъемлемую часть инстинктивного пищевого поведения этой птицы – отбрасывания земли в сторону для обнаружения семян. Если бы этого движения не было в репертуаре голубя, то Скиннер никогда не научил бы голубя играть в эту игру.

В-третьих, степень совместимости врожденного и вырабатываемого в ходе научения поведения сильно влияет на легкость, с какой приобретается новая реакция. Например, крысы приблизительно за пять проб научаются перебегать из одного ящика в другой, избегая удара электрическим током, но им требуется сотни проб, чтобы для избегания тока научиться нажимать на рычаг. С другой стороны, крысы, которые могут нажать на рычаг, чтобы избежать удара током и попасть в отделение ящика, где тока никогда не бывает, научаются нажимам быстрее, чем крысы, которые могут нажимать на рычаг, но при этом не получают доступа в другое отделение. Данный факт связан с тем, что в природных условиях крысы на неблагоприятное воздействие предпочитают спасаться бегством, а не совершать защитные движения, которые могут проявляться в этой ситуации, например, у других видов животных. Таким образом, научение избеганию идет гораздо быстрее, если вырабатываемый экспериментатором рефлекс совместим с естественной реакцией животного на применяемое “наказание”.

Наконец, наиболее интересные примеры влияния биологических факторов на научение были показаны американским зоопсихологом Джоном Гарсиа. Известно, что, если животное найдет определенный корм и съест его, а потом будет чувствовать себя больным, то в дальнейшем оно не станет брать эту приманку. Дж.Гарсиа смоделировал этот вид приобретения опыта в условиях эксперимента. Он кормил крыс безвредным кормом, выкрашенным в какой-нибудь цвет, и через некоторое время искусственно вызывал у них болезненное состояние, например, облучал их рентгеновским излучением или вводил в желудок небольшую порцию отравляющего вещества. После выздоровления животные начинали избегать соответствующего корма. Таким образом, у них создавалась ассоциация между данной пищей и последующим болезненным состоянием. Но это была ассоциация, которая не вписывалась в теорию Ф.Скиннера и И.П.Павлова. Во-первых, для выработки классической ассоциации необходима достаточная близость во времени между связываемыми событиями. В разбираемом научении недомогание (отрицательное подкрепление) появлялось через несколько часов после приема пищи. Во-вторых, эта связь формировалась после однократного сочетания событий. При выработке условного или инструментального рефлекса требуется хотя бы несколько сочетаний связываемых событий. В-третьих, теория ассоциаций не объясняет следующего факта в этом научении. Между потреблением отравленной пищи и ее последствием может происходить много разных событий, с которыми организм мог бы ассоциировать болезненной состояние, например, потребление другого нормального корма и т.д. Но этого не происходит. Связь устанавливается именно между ухудшением состояния и конкретной пищей. Чтобы объяснить этот вид приобретения опыта были выдвинуты следующие предположения. У животных, по мнению С.Роуз, после поедания отравленной пищи, вероятно, формируется некое “представление” о ней – “модель”, которая удерживается в мозгу определенное время, оставаясь нейтральной. Если эта модель через несколько часов подкрепляется отрицательно, то она закрепляется (уходит в долговременную память) в качестве неблагоприятного воздействия. Именно свойством модели сохраняться некоторое время в кратковременной памяти объясняется первая особенность этого научения, связанная с большой отсрочкой между действием стимула и подкреплением. С другой стороны, данное предположение может говорить о когнитивной природе данного научения, о чем будет более подробно сказано дальше. Третью особенность этого вида приобретения опыта можно объяснить, обратившись к принципу значимости стимула. Гарсиа пишет: “Принцип значимости, определяющий ассоциацию отдаленных физиологических последствий со вкусом еды, состоит в том, что вкус обладает большой ассоциативной силой по отношению к физиологическим последствиям, тогда как ассоциативная сила других экстероцептивных стимулов в этом случае мала.” Таким образом, очевидно, во время еды животное обычно обращает внимание на признаки, эффективные с точки зрения выработанного избегания ее физиологических последствий. Например, крысы в норме обращают внимание на запах и вкус, а птицы – на внешний вид пищи. Если же грозит удар током, то крысы обращают внимание на зрительные стимулы, а птицы – на слуховые.

Таким образом, современная точка зрения на механизмы приспособления к окружающей среде обогатилась биологической направленностью. Но это не значит, что принцип ассоциаций уходит со сцены. Он не теряет своей объяснительной сущности, он просто не решает полностью проблему научения.

Когнитивный подход к научению.

Слово “когнитивный” происходит от латинского глагола, который означает “знать”. Когнитивная деятельность включает в себя такие аспекты процессов научения и мышления, которые нельзя наблюдать непосредственно, но о которых часто свидетельствуют косвенные данные. Бихевиористы пытались игнорировать эти аспекты поведения организмов, так как, по их мнению, они недоступны для научного анализа. Но ход развития науки привел к пониманию того, что изъятие из объяснительных схем когнитивных понятий приводит к упрощенному взгляду на поведение животных. Это, в свою очередь, может привести к поверхностному и даже ложному взгляду на поведение человека, что нашло яркое выражение в философских взглядах Ф.Скиннера. Одним из первых это понял американский зоопсихолог Эдвард Толмен, который начинал свой научный путь с признания бихевиоризма. Э.Толмена считают создателем, так называемого, когнитивного бихевиоризма, идеи которого он изложил в своей книге “Целенаправленное поведение у животных и человека”, вышедшей еще в 1932 году.

Когнитивная теория научения Э.Толмена.

Первое положение. Между стимулом и реакцией действуют, так называемые, “промежуточные переменные”, которые оказывают существенное влияние на поведение животного.

Если бихевиористы при анализе поведения исходили из схемы S (стимул) ® R (реакция), то Э.Толмен акцентировал внимание на схеме S®Т®R, где Т – это “промежуточные переменные”, к которым он относил такие понятия как мотивы, цель, когнитивные карты и т.д. С точки зрения физиологии к ним относятся внутримозговые процессы, которые могут изменять реакцию на тот или иной стимул. С точки зрения психологии – это совокупность познавательных и побудительных факторов, которые действуют между непосредственными стимулами и ответной реакцией.

Э.Толмен считал, что действие внешнего стимула приводит к выработке животным организмом определенной программы поведения, которая формируется исходя из прошлого опыта и специфики наличной ситуации. Только вслед за этим происходит внешняя реакция, которая осуществляется в соответствии с созданной внутренней программой. Таким образом, по Э.Толмену поведение в значительной мере регулируется именно центральными детерминантами.

Разумность идей Толмена подтверждается хотя бы таким экспериментом. Мы сажаем голодную крысу в лабиринт. С точки зрения бихевиоризма крыса должна начать хаотическую внешнюю активность, которая в результате проб и ошибок приведет ее к пище. Но, на самом деле, это не так. Крыса передвигается не хаотически. Она изначально демонстрирует определенную тактику передвижения по лабиринту. Если это тактика приводит ее к успеху, то она закрепляется, если нет, то она сменяется другой. В конце концов, она проверит все возможные варианты передвижения, пока не выберет наиболее оптимальный в этих условиях. Такое поведение крысы в лабиринте дало основание зоопсихологу Кречевскому предположить, что животное последовательно выдвигает “гипотезы” в отношении своего поведения и проверяет их на эффективность. Интересно то, что после стабилизации определенной тактики крыса в определенные моменты начинает проверять, а не изменились условия в лабиринте, то есть применяет новые тактики (проверяет новые гипотезы по Кречевскому).

Вообще раньше при рассмотрении процессов научения у животных не обращали большого внимания на ранние этапы этого процесса. Но именно на этих этапах происходят наиболее и сложные и интересные явления, которые, связаны, в частности с программированием поведения. Бихевиористы полагали, что такого программирования у животных не существует, а животное действует по методу проб и ошибок, как было уже неоднократно сказано. Но это не так уже по одному тому факту, что при обучении методом проб и ошибок возникающее “дерево возможностей” столь велико, что процесс типа случайного отбора не может обеспечить выбор оптимального поведения за разумно приемлемый промежуток времени. Животное начинает процесс научения не с “нуля”. Есть основание утверждать, что на основе первого же знакомства со средой оно, во-первых, формирует “представление” об ее организации, во-вторых, как уже было сказано, выдвигает “гипотезы” для разрешения данной проблемной ситуации. Животное реализует эти “гипотезы” в виде определенных поведенческих тактик, с помощью которых и проверяет правильность выдвинутых “представлений”.

Второе положение. Научение связано с появлением в мозге определенных познавательных структур, в частности, когнитивных карт.

С точки зрения Э.Толмена крыса, например, научается правильно находить путь к пище в лабиринте благодаря тому, что у нее в мозге формируется “когнитивная карта” этого лабиринта, а не простая сумма двигательных навыков. Другими словами, когда крыса отыскивает корм в знакомом лабиринте, у нее имеется мысленный образ пищи и лабиринта, на который она опирается в этих поисках. Как говорил Э.Толмен, крыса “знает, что к чему ведет”. С точки зрения бихевиористов у крысы при помещении в знакомый лабиринт никакого образа не формируется, а появляется совокупность выработанных по методу проб и ошибок команд, автоматически ведущих к желаемому объекту.

Третье положение. Не всякое научение связано с подкреплением.

Э.Толмен открыл и изучил, так называемое, латентное научение, которое можно отнести к когнитивным формам приобретения опыта.

Латентное научение – это научение, которое происходит путем образования ассоциации между индифферентными раздражителями или ситуациями в отсутствие явного подкрепления.

Этот тип приобретения опыта можно продемонстрировать на примере поведения крысы в лабиринте. Если поместить сытую крысу в лабиринт (в нем нет пищи), то она начнет его обследовать, бегать по коридорам, обнюхивать углы и т.д. Обучается ли она в это время чему-нибудь? С точки зрения бихевиоризма животное в этом случае не приобретает никакого опыта, так как нет подкрепления (крыса сытая, а пищи в лабиринте нет). Э.Толмен же доказал, что это не так. На самом деле, у животного в этом случае происходит латентное (скрытое) обучение. Она запоминает определенные стимулы, расположение коридоров и т.д. Это научение скрытое потому, что результаты его могут проявиться только в определенных условиях, а именно тогда, когда этот опыт понадобиться. Это доказывается тем, что, если после такого предварительного знакомства эту крысу (уже голодную) обучать находить пищу, которую кладут в строго определенное место лабиринта, то она научиться оптимальному поведению в этих условиях намного быстрее, нежели крыса, которая в этом лабиринте никогда не была. Другими словами, в период знакомства с новыми условиями животное без всякого внешнего подкрепления извлекает значимую информацию, которая может пригодиться в определенных условиях.

В какой форме извлекается эта информация? Э.Толмен предположил, что латентное научение происходит в виде появления в мозге у животного “когнитивной карты” обследуемой территории. Когнитивная карта – это образ знакомого пространственного окружения, который создается и видоизменяется у животного в процессе активного взаимодействия с этим окружением. Именно наличие когнитивной карты позволяет животному наиболее оптимально ориентироваться в знакомой обстановке, а, если понадобиться, быстро и эффективно обучаться выполнять в ней различные задачи. Э.Толмен и его последователи пытались экспериментально доказать появление когнитивной карты в голове животного в процессе научения. Вот эксперимент, который с точки зрения Э.Толмена доказывает его концепцию формирования познавательных структур. Он обучал крыс в лабиринте, в котором было 5 путей к пище. Эти пути отличались по длине, а, следовательно, по времени, которое надо было затратить на добывание пищи. В ходе опыта все крысы обучились, в конце концов, находить корм по наиболее короткому маршруту. Потом его перекрывали. С точки зрения бихевиоризма крысы в этом случае должны были снова методом проб и ошибок обучаться находить другой путь, ведущий к пище. Но это оказалось не так. Они намного быстрее отыскали новый оптимальный способ передвижения по лабиринту, чем тем крысы, которые в этом лабиринте еще не были. Некоторые крысы спонтанно, без какого-либо дополнительного научения, сразу же стали бегать по новому, более длинному пути.

Более обстоятельные эксперименты, подтверждающие наличие когнитивных карт у животных, были проведены в 60-70-хт годах нашего века американским ученым Ричардом Моррисом, который сконструировал, так называемый, “водяной лабиринт”. Крысу помещали в чан с водой, в котором на определенном месте находилась полка, невидимая в мутной воде. Чан находился в комнате, на стенах которой были легко узнаваемые ориентиры: на северной стене – часы, на южной – источник света, на восточной – клетка и т.д. Помещенная в чан крыса начинала беспорядочно плавать, пока более или менее случайно не натыкалась на полку и не взбиралась на нее. После нескольких тренировок крыса стала быстро направляться почти прямо к полке. Как крыса учиться находить невидимую полку? Есть два предположительных ответа. Она либо запоминает расстояние, которое проплывает от точки старта (объяснение бихевиористов), либо руководствуется ориентирами, которые видит на стенах комнаты (когнитивный подход). Было показано, что крысы использует именно внешние ориентиры. С одной стороны, изменение начальной точки плавания почти не влияет на способность крысы находить полку. С другой стороны, при изменении относительного положения настенных ориентиров, крыса перестает справляться с задачей. Следовательно, животное определяет свое местоположение в пространстве, используя в качестве ориентиров окружающие объекты. Данное поведение крыс можно интерпретировать, как формирование когнитивной карты внешней среды, на которую они опираются при разрешении задачи отыскания полки.

Американские ученые О’Киф и Нейдл на основании нейрофизиологических исследований сделали вывод о том, что формирование когнитивной карты, вероятно, связано с гиппокампом, структурой мозга, которая, по общему мнению, отвечает за кратковременную память. Когнитивная карта в понимании О’Киф и Нейдл – это не просто топографическое отображение пространства, в котором находится животное: она отражает также распределение клеточных систем, осуществляющих анализ и интеграцию пространственных ориентиров в контексте их значения для действий животного.

Э.Толмена критиковали за то, что он сильно преувеличивал возможности животных, переводил объяснение поведения во внутренний план, другими словами, возвращался к идеям классической психологии конца 19-го начала 20-го века. Но, как выразительно пишет Мак-Фарленд, критическим высказываниям о том, что теория Э.Толмена “похоронит животное в размышлениях”, не дав ему возможности “предугадать” своего поведения, можно противопоставить тезис о том, что согласно бихевиоризму, животное должно “погибнуть в деятельности”.

Когнитивный аспект ассоциативного научения.

Когнитивные процессы входят в структуру не только когнитивных форм научения, но, по-видимому, они сопровождают и ассоциативные формы приобретения опыта. Вероятно, ассоциативное научение – это не просто образование автоматической связи меду стимулом и реакцией. Существует предположение о том, что животные обладают механизмами обнаружения и узнавания причинных отношений. В природе временная связь между какими-либо событиями не всегда является причинной связью. Например, если кошка прыгает на яблоню, когда лает собака, а затем на землю падает яблоко, то мы скорее подумаем, что кошка, а не лай собаки, была причиной его падения. Точно также животные легче образуют ассоциации между одними типами стимулов, чем между другими. Например, крыса связывает отравление именно с незнакомой пищей, которую она съела несколько часов назад, а не с ударом молнии, который прозвучал недавно. Таким образом, можно сказать, что животные научаются ассоциировать два события, если отношение между ними соответствует тому, что обычно называют причинно-следственной связью. Таким образом, они способны усвоить, что одно событие (причина) предвещает второе (следствие) или говорит о его отсутствии в будущем (в отсутствие следствия). Условия для такого рода ассоциативного научения существуют, если исходить из гипотезы, что животные приспособлены для приобретения знаний о причинных связях в окружающей их среде. Итак, животные при ассоциативном научении, вероятно, умеют отличать потенциальные причины от фоновых (незначимых) стимулов, связывать истинные причинно-следственные отношения. Другими словами, животные способны приобретать знания о причинных связях в окружающей среде даже в условиях ассоциативного научения, в котором когнитивный компонент выражен те так ярко, как в когнитивных формах научения.

Когнитивные формы научения.

К когнитивным формам научения можно отнести, такие формы приобретения опыта, в которых когнитивный (познавательный) компонент входит важным и обязательным звеном в механизм образования ассоциации между связываемыми явлениями действительности. Этот компонент делает научение более эффективным и быстрым. Учитывая сложность этого механизма, надо признать, что эти формы научения появляются только на поздних стадиях эволюции животного мира, когда нервная система достигает определенного уровня развития в обработке информации. Наиболее хорошо эти формы приобретения опыта выражены у млекопитающих и птиц. Правда, есть данные о том, что высшие насекомые тоже, в какой-то мере, обладают способностью к приобретению знаний в когнитивной форме. К когнитивным формам научения можно отнести научение путем подражания, латентное научение (разобранное выше), научение на основе мысленных образов (образное поведение), рассудочную деятельность и инсайт.

Научение на основе мысленных образов (образное поведение).

Феноменология.

Этот вид научения имеет сходство с латентным научением. Но здесь акцентируется внимание на механизме приобретения опыта, который, по словам И.С.Бериташвили (русского физиолога, открывшего данное научение), кардинально отличается от условно-рефлекторного. Когнитивным компонентом этого научения является формирование у животного в процессе приобретения опыта мысленного образа.

Вначале своих исследований И.С.Бериташвили стоял на бихевиористских позициях. Он считал, что сложные поведенческие акты представляют собой цепную сумму безусловных и условных рефлексов. Но в ходе своих экспериментов, проведенных на собаках в 30-е годы нашего столетия, исследователь отказался от такого упрощенного взгляда на поведение животных организмов. Приведем в качестве примера опыт, который, по словам И.С.Бериташвили, нельзя объяснить, исходя из условно-рефлекторной концепции И.С.Павлова.

У собаки в одной экспериментальной комнате на определенный сигнал (звонок) выработан условный рефлекс побежки к одной из четырех кормушек, расположенных в различных местах комнаты. После достаточного упрочения этого условного рефлекса собаку переводят на поводке через коридор в другую комнату, в которой она раньше никогда не была. В этой комнате ей предъявляется тот же самый условный сигнал – звонок. В ответ на этот сигнал собака бежит в коридор, проходит его и заходит в первую экспериментальную комнату; зайдя в нее, направляется прямо к той кормушке, из которой обычно получала пищу. Таким образом, в данном опыте собака продемонстрировала целенаправленную побежку, пройдя совершенно новый для нее путь, по которому никогда ранее не ходила, из совершенно нового стартового места (с которого она также никогда не ходила за пищей). Причем это поведение возникает с первого раза. И.С.Бериташвили предложил рассматривать этот поведенческий акт, как регулируемый “представлением о местонахождении пищи”. На основании многих других экспериментов он пришел в следующему выводу: “Индивидуально приобретенное поведение животных в своей высшей форме характеризуется тем, что животное производит функциональное приспособление к среде, согласно представлению об этой среде. По нашим исследованиям, данная форма поведения вызывается и регулируется представлением о конечной цели, которая выражает удовлетворение какой-либо жизненно важной потребности”.

Отличительные характеристики научения на основе образов.

Можно выделить следующие отличительные характеристики данного научения. Во-первых, “представление о местонахождении пищи” у животного может сохраняться в течение длительного срока (по крайней мере, до двух недель после исходного одиночного восприятия), несмотря на многократное осуществление побежки без подкрепления. Другими словами, связь устанавливается после первого же предъявления данной ситуации. Причем эта связь исчезает не по принципу условно-рефлекторного затухания, где отсутствие подкрепления приводит к постепенному снижению выраженности выработанной условной реакции.

Во-вторых, если условный рефлекс вызывается некоторыми компонентами внешней среды или каким-то одним (соответствующим условным сигналом), то данный вид реакций вызывается всей обстановкой, в которой происходит научение. Например, если у собаки вырабатывается условный пищедобывательный рефлекс на определенный сигнал в виде побежки к какой-либо кормушке, то начальных стадиях такие целенаправленные побежки наблюдаются и в отсутствии действия условного сигнала. Если на этой стадии выработки условного рефлекса кормушку с пищей на виду у животного перенести в новое место комнаты, то на условный сигнал (или даже без него) животное побежит к этому новому месту. Другими словами, запускающим сигналом для данного поведения служит воспринимаемая животным некая целостная ситуация, несущественные изменения которой не отражаются на выполнении задания. Это можно объяснить только тем, что животное оценивает ситуацию целостно, гибко, разнообразно, учитывая многие аспекты ситуации, понимая, что является главным, а что второстепенным, то есть так, как это характерно для представления, того психического процесса, который имеет понятное человеку субъективное содержание. Если не обратиться к этому понятию, то наблюдаемое поведение собаки очень сложно объяснить, используя только терминологию условно-рефлекторного обучения.

В-третьих, этот способ приобретения опыта хорошо выражен, как правило, только на первых стадиях научения. При стабилизации условий наступает автоматизация поведения, то есть возникает условный рефлекс. Вернемся к выше описанному опыту. Если собаку поставить в условия постоянного повторения событий “условный сигнал – реакция – пищевое подкрепление из данной кормушки”, то у нее поведение, в конце концов, автоматизируется. Если можно так сказать, она начинает “бездумно” выполнять соответствующее поведение. Это доказывается тем, что, если на этой стадии выработанного поведения кормушку перенести в новое место комнаты, то собака после условного сигнала направляется на то место, где она всегда получала пищу, а не на новое место кормушки с пищей (правда потом она “одумывается” и бежит туда, где действительно лежит пища). Таким образом, многократное осуществление одного и того же поведенческого акта в неизменных условиях внешней среды приводит к его автоматизации, то есть к его осуществлению по жесткой схеме условного рефлекса. Однако если данная обстановка меняется, то наступает блокировка автоматизированного поведения; животное, как правило, останавливается на некоторое время, а затем проявляет целенаправленное поведение, которое уже регулируется “представлением о конечной цели”, то есть ведет себя по правилам образного поведения.

Некоторые проблемные аспекты теории образного научения.

Понятие о целостных “представлениях”, которые формируются у собаки на начальных этапах обучения, перекликается с понятием “когнитивной карты”, выдвинутой Э.Толменом. В обоих случаях речь идет о некоей познавательной (когнитивной) структуре, которая формируется в мозге у животного в процессе ознакомления с новой обстановкой. Причем в этой когнитивной структуре отображаются разнообразные компоненты этой обстановки, которые могут, на самом деле, и не пригодиться в дальнейшем. Вероятно, чем более высокоорганизованно животное, тем более сложно и насыщенно формирующееся представление. А чем богаче представление о данной ситуации, тем эффективнее и гибче происходит в ней научение. Проблема в том, что захватывается в этот образ, как мозг определяет степень необходимлсти того или иного аспекта внешней среды. В каких аспектах отличаются, например, зрительные образы одной и той же внешней обстановки, формирующиеся у человека и собаки? Если они разные, то чем определяется это различие? Все эти интересные вопросы ждут своего разрешения.

И.С.Бериташвили попытался раскрыть понятие образа (представления) с нейрофизиологической точки зрения. Им было высказано предположение, что нервным реализатором “представления” служит сложная корковая нейронная сеть, включающая три компонента: во-первых, нейронные комплексы проекционных сенсорных участков коры; во-вторых, нейронные системы моторных участков коры, осуществляющих двигательные реакции; в-третьих, нейронные системы ассоциативных областей коры. Он считал, что субъективно-психическая модальность восприятий и представлений обусловлена деятельностью, так называемых, психогенных клеток первичных проекционных участков коры. Сходные представления относительно нейронных механизмов восприятий и представлений имел известный нейрофизиолог Конорский. Несмотря на эти предположения, на сегодняшний день нейрофизиологическая сторона образного научения разработана намного слабее, чем условно-рефлекторного.

Наконец, проблематичным остается вопрос о том, до какой степени можно пользоваться психологическим понятием “представления” при объяснении поведения животных. Здесь нужно ответить на два вопроса. Существуют ли вообще у животных субъективные представления? Другими словами, обладают ли животные внутренними репрезентациями, то есть мысленными образами отыскиваемых предметов или сложных пространственных ситуаций? Если они есть, то насколько они важны в процессе обучения, какую роль они играют в детерминации поведения животных? Сам И.С.Бериташвили писал: “Главным основанием для употребления мною термина представление служит то обстоятельство, что представление животных и человека должно иметь одно и тоже происхождение”. Конорский считает, что данные интроспекции (то есть субъективного опыта человека) не только возможно, но даже целесообразно привлекать для характеристики некоторых процессов деятельности мозга. П.К.Анохин писал: “Эволюция “трудилась” сотни миллионов лет, чтобы наградить высших животных способностью субъективно отражать объективный мир, и потому нейрофизиолог, отбрасывающий субъективное как ненужный эпифеномен, значительно ограничивает свои возможности для достижения конечной цели”. Другими словами, эти высказывание видных ученых говорят о правомерности использования субъективных понятий для анализа поведения животных.

В чем заключается роль представлений в поведении и научении животных? Известный специалист по вопросам обучения Дикинсон, разделяет внутренние репрезентации на декларативные и процедурные. Декларативная репрезентация – это мысленный образ желаемого объекта или цели. Когда крыса использует декларативную репрезентацию, отыскивая корм в знакомом лабиринте, у нее имеется мысленный образ пищи и она знает, что должна выбрать, скажем, левый поворот, чтобы найти ее. Процедурная репрезентация – это совокупность команд, автоматически ведущих к желаемому объекту без формирования его образа. То есть крыса подчиняется, например, такому набору команд, как только ее сажают в знакомый лабиринт: “сейчас ты должна повернуть налево, потом пробежать пять шагов и повернуть направо, потом бежать прямо”. Другими словами, у крысы есть только кинестетические внутренние ощущения, которые приводят ее к пище. Причем, используя этот принцип объяснения поведения, можно вообще избавиться от субъективного понятия “ощущение”. В декларативной системе должен быть какой-то способ перевода заложенной в памяти репрезентации во внешнее поведение. Процедурная система объясняет этот перевод намного проще. Исполнение одного акта приводит к автоматическому исполнению следующего и так до последнего звена цепочки, ведущей к пище. Другими словами, для бихевиоризма наиболее приемлема именно процедурная репрезентация. Она вполне укладывается в их объяснительные схемы. Зачем использовать для объяснения такой сложный процесс как представление, если все можно объяснить намного проще. Мак-Фарленд пишет, что “хотя процедурная теория дает относительно простое объяснение ситуации простого научения, для истолкования наблюдаемых явлений может потребоваться более сложная теория, не исключающая некоторой формы декларативной репрезентации. В то же время надо четко отделять свидетельства декларативной репрезентации от попыток упрощенного объяснения с помощью этого понятия поведенческих феноменов. Возможно, концепция декларативной системы – всего лишь удобный костыль, на который может опереться современная теория обучения”. Таким образом, вопрос о наличии у животных мысленных образов остается спорным. Чтобы разрешить его, надо, вероятно, попытаться доказать, что использование мысленных образов в определенных видах научения или на определенных этапах приобретения опыта является необходимым для животных, что без них они в принципе не смогут решать те или иные задачи. Если мы это докажем, то мы можем предположить, что они возникают и в простых формах приобретения опыта, но могут заменяться на определенных этапах обучения более легким процедурным способом разрешения задачи. Опыты И.С.Бериташвили, Э.Толмена и других исследователей в какой-то мере доказывают, что это так, что без привлечения таких понятий, как субъективные образы, когнитивные карты и т.д., нельзя объяснить, в частности, начальные этапы образного обучения. Более того, вероятно, на первых этапах, например, инструментального научения у крысы может возникать мысленный образ пищи, так как она в принципе способна его продуцировать, но при стабилизации условий она не использует этот психический процесс (“не задумывается о нем”), потому что он становится лишним.

Научение на основе рассудочной деятельности.

Теория научения на основе рассудочной деятельности была разработана русским исследователем Л.В.Крушинским. Он считал, что рассудочная деятельность является важнейшей формой поведения животных, без научного исследования которой нельзя построить общую теорию поведения живых организмов. Что понимал Л.В.Крушинский под рассудочной деятельностью?

Элементарная рассудочная деятельность – это способность животных улавливать простейшие эмпирические законы, связывающие предметы и явления окружающей среды, и возможность оперировать этими законами при построении программ поведения в новых ситуациях.

Л.В.Крушинский считал, что элементарным проявлением рассудочной деятельности является, например, способность животных к экстраполяции. Экстраполяция – это способность животного, наблюдавшего течение какого-либо события, “уловить” закономерности его протекания, а когда наблюдение прерывается, то экстраполировать, то есть “мысленно” продолжить ход событий. Исследователь описывает следующий случай экстраполяции, произошедший с его собакой и натолкнувший его на экспериментальное исследование этой формы поведения. “Хорошо помню тот давний тихий августовский вечер, когда на берегу Волги мой пойнтер сделал стойку у края кустов. Подойдя к собаке, я увидел, что почти из-под самого ее носа быстро побежал молодой тетерев. Собака не бросилась за ним, а моментально, повернувшись на 180°, обежала кусты и снова встала на стойку, почти над самым тетеревом. Поведение собаки носило строго направленный и наиболее целесообразный в данной ситуации характер: уловив направление бега, собака перехватила его. Это был случай, который вполне подходил под определение разумного акта поведения, проявившегося в экстраполяции траектории движения птицы”. Л.В.Крушинский смоделировал эту форму поведения в экспериментальных условиях. Животное свободно передвигается по камере, где установлена непрозрачная ширма, за которой находится движущаяся кормушка. В центре ширмы - вертикальная щель, благодаря которой животное узнает о направлении движения корма. Чтобы получить корм, животное должно обогнуть ширму с той стороны, в которую корм перемещается. В последующих опытах с данным животным направление движения кормушки меняется, поэтому животному приходится каждый раз строить программу своего поведения заново.

Результаты этого эксперимента были следующими. Некоторые виды животных, например, собаки, кошки, вороны, с первого предъявления разрешают эту задачу правильно, то есть обходят ширму с той стороны, в которую движется кормушка с пищей. Животные других исследованных видов, например, крысы, куры, ящерицы, обходили ширму с любой стороны, независимо от направления движения корма, или не обходили ее вообще.

Л.В.Крушинский считает, что справившиеся с первого раза с этой ситуацией животные использовали возможности своего рассудка. Они оперировали в данном случае двумя эмпирическими законами, которые опытным путем уловили раньше. Во-первых, они опирались на закон “неисчезаемости”. На основании прошлого опыта животные знали, что предмет, исчезнувший из поля зрения, на самом деле, остается существовать в действительности. Во-вторых, они оперировали законом “движения тел в пространстве”. Животные знали, что движение предмета вправо должно привести к тому, что он, исчезнув, потом появится именно справа, а не слева.

Особенности научения на основе рассудочной деятельности.

Во-первых, решение проблемной ситуации у животных, обладающих рассудком, достигается с первого раза, а не в результате проб и ошибок. У животных, не обладающих способностью к рассудочной деятельности, задача разрешается по типу условно-рефлекторного научения. Например, крысы, в результате многочисленных проб и ошибок, в конце концов, научаются правильно выбирать нужное направление побежки. Таким образом, некоторые виды животных способны научаться чему-либо эффективнее и быстрее, используя свои когнитивные способности.

Во-вторых, осуществление рассудочного акта представляет для животного определенные трудности. Если поставленная перед ним задача находится на грани возможностей его разума, то у животного возникает физиологическое состояние, которое, по-видимому, защищает его нервную систему от перенапряжения. Это может выразиться в том, что животные просто отказываются обходить ширму или застывают около щели. С другой стороны, у некоторых животных могут возникнуть признаки невротического состояния (двигательное возбуждение, боязнь обстановки опыта). Например, пасюк (дикая крыса), который пять раз подряд, начиная с первого предъявления, правильно выполнил задание, при шестом подходе внезапно остановился, у него начались подергивания отдельных мышц головы, передних конечностей и туловища. В это время на его электроэнцефалограмме была зарегистрирована резко выраженная патологическая активность, характерная для эпилептического припадка. Л.В.Крушинский считает, что это возбуждение мозга связано с перенапряжением высшей нервной деятельности в момент решения трудной для животного задачи.

В-третьих, при стабилизации условий животные, как правило, переходят с рассудочного на условно-рефлекторный способ разрешения задачи. Эта особенность характерна, как было показано выше, и для научения на основе образования образов. Одной из причин этого является трудности постоянного использования интеллекта, мышления. Животное переходит на экономичный и не требующий напряжения автоматический способ разрешения задачи подобно тому, как школьник, научившийся самостоятельно решать определенную задачу, потом переходит на автоматическое разрешение аналогичных с ней задач.

Наконец, когнитивным компонентом этого научения следует считать процесс мышления (оперирование животным эмпирическими законами), благодаря которому приспособление к новой ситуации идет эффективнее и быстрее. Без этого когнитивного компонента научение протекает по правилам образования условного рефлекса. Другими словами, механизмы этих способов приобретения опыта существенно отличаются друг от друга. Правда, физиологическая сторона рассудочной деятельности пока остается не раскрытой, хотя Л.В.Крушинский выдвинул в свое время гипотезу о возможном механизме рассудка. С этой гипотезой можно ознакомиться в его монографии “Биологические основы рассудочной деятельности”.

Научение на основе инсайта (“озарения”).

Данная форма когнитивного научения была открыта и исследована немецким ученым В.Келером, одним из основателей гештальтпсихологии.

Инсайт – это внезапное и не выводимое из прошлого опыта понимание существенных отношений и структуры ситуации в целом, посредством которого достигается осмысленное решение проблемы.

В качестве примера способности животных решать проблемы посредством инсайта можно привести следующий эксперимент Келера. Шимпанзе дали две бамбуковые палки, длины которых не хватало для того, чтобы достать плод, лежащий вне клетки. Но палки можно было соединить и получить из них одну, более длинную. После многих безуспешных попыток дотянуться до плода одной из коротких палок шимпанзе прекратила попытки, принялась играть с ними и случайно соединила их, всунув более тонкую в полый конец второй. Тогда обезьяна подпрыгнула и немедленно побежала к прутьям клетки, чтобы достать плод усовершенствованным орудием. В другом опыте плод был подвешен высоко под потолком клетки, Его можно было достать, поставив друг на друга ящики. Некоторые шимпанзе научались решать и эту задачу.

Келер объяснил эти примеры научения проявлением инсайта. Он противопоставил этот вид приобретения опыта представлению бихевиористов о постепенном и “слепом” научении, осуществляющемся методом проб и ошибок. Келер и гештальтисты полагали, что решение таких задач свидетельствует о творческом, концептуальном мышлении шимпанзе, а не просто о способности объединять длинные цепи стимулов и реакций. Рассуждения Келера были критически восприняты не только бихевиоризмом, но и другими исследователями поведения животных. В частности, очень трудно выяснить, является ли реакция, предположительно основанная на инсайте, подлинно новой. Мак-Фарленд в своей книге “Поведение животных” пишет: “Действительно, шимпанзе совершают большое количество посторонних действий, играют и безуспешно пытаются получить еду. Не означает ли это, что они приходят к решению в результате накопления проб и ошибок?” Не вдаваясь в подробности этой справедливой критики, нельзя не отметить, что данное научение нельзя опять же объяснить без привлечения когнитивного процесса. Если на начальных этапах обучения животное пытается решить задачу методом проб и ошибок, то дальнейшее поведение говорит о том, что обезьяна переходит на более сложный способ взаимодействия с окружающей средой, который, вероятно, связан с внутренним мыслительным процессом, с рассудочной деятельностью (по Л.В.Крушинскому). Отличительной особенностью этого научения является то, что задача разрешается не с первого раза, как в экспериментах Л.В.Крушинского, а после периода проб и ошибок. То есть, обезьяна изначально не знает, как вести себя в этой ситуации. Это знание приходит внезапно. Именно внезапность после безуспешных попыток следует считать самой важной характеристикой этого научения. В этом смысле этот способ разрешения задачи требует более сложного когнитивного процесса, нежели тот, который используется животными в опытах Л.В.Крушинского. Этот процесс, в какой-то мере, сравним с творческой деятельностью человека. Можно привести такую аналогию. Инсайт у животных можно сравнить с первым самостоятельным разрешением школьником новой задачи, с которой он раньше не сталкивался. А разрешение задачи с помощью рассудочной деятельности (по Л.В.Крушинскому) в этом случае можно сравнить с решением школьником задач, аналогичных уже разрешенной. Таким образом, этот вид научения следует отнести к наиболее сложным с когнитивной точки зрения формам приобретения опыта.

Трудно сказать, что творится во внутреннем, субъективном мире обезьяны во время инсайта. Можно сделать несколько предположений. Либо она в уме перебирает возможные способы решения задачи (то есть делает умственные пробы и ошибки), оперируя мысленными образами, либо разрешение происходит подсознательно, то есть ход мыслей не отображается в субъективной мире животного, подобно тому, как происходит творческое разрешение задачи у человека, который часто не осознает, как он пришел к правильному ответу.

Научение на основе подражания.

Подражание – это способ научения, при котором организм воспроизводит действия модели, в качестве которой могут выступать либо особи своего вида (например, родители), либо другого.

Подражание довольно широко распространено в природе. Исследователь Торп в свое время выделил следующие формы поведения, которые часто относят к явлениям подражания.

Во-первых, облегчение под влиянием общения с сородичами. То есть, это выполнение уже имеющегося в репертуаре животного поведенческого акта в результате осуществления его другими особями. Например, зевание – это типичное проявление такого поведения у человека. Этот вид подражания не является способом научения.

Во-вторых, местная тенденция к усилению реакций. Это усиление тенденции реагировать на какую-то деталь окружающей среды в результате реакции на нее других особей. Примером такого подражания можно считать случай, описанный английским этологом Р.Хайндом. В течение многих лет в Англии к домам жителей ранним утром доставляли молоко и оставляли его у порога. Некоторые синицы-лазоревки научились проклевывать сделанные из фольги бутылочные крышки и, таким образом, добираться до жирных сливок, которые скапливались в верхней части бутылки. Сначала случаи такого воровства появлялись в отдельных районах Англии, а затем быстро распространились дальше. Если первые птицы научились открывать крышки, вероятно, методом проб и ошибок, то остальные лазоревки научились это делать, как предполагает Хайнд, именно благодаря подражанию.

В-третьих, истинное подражание. По Торпу – это копирование поведенческих актов или звуков, которые не могут возникнуть иным путем. Он считает, что такое подражание характерно только для приматов. В отечественной литературе такое подражание принято называть имитационным научением высшего типа. Так шимпанзе способна к разрешению задачи на основе одного лишь созерцания действий другой особи. Сюда же можно отнести викарное научение, характерное для человека (этот термин ввел американский психолог Альберт Бандура). Бандура считает, что при таком научении индивидуум полностью усваивает ту или иную форму поведения другой особи, включая понимание последствий этого поведения для модели, которой он подражает. Поскольку субъект в данном случае наблюдает за поведением модели и оценивает последствия, к которым оно приводит для самой модели, здесь должны участвовать когнитивные процессы.

Таким образом, не все виды подражательного поведения можно отнести к когнитивным формам научения или, вообще, к научению.

Поведение: эволюционный подход Курчанов Николай Анатольевич

5.3. Ассоциативное научение

Ассоциативное научение (обусловливание) – это процесс образования условных рефлексов. Для некоторых авторов оно стало синонимом научения вообще, являясь основой всего многообразия этого явления. Лежит ли процесс образования условных рефлексов в основе всех форм научения (кроме неассоциативного)? Вопрос этот далеко не простой, и мы не можем дать на него убедительный ответ. А сейчас рассмотрим историю этого вопроса.

К началу XX в. в науке была четко выражена тенденция найти простые способы объяснения сложного поведения. Именно в это время разрабатывает свои подходы выдающийся русский ученый, лауреат Нобелевской премии 1904 г. И. П. Павлов (1849–1936). В 1903 г. он предложил термин условный рефлекс, назвав так приспособительную реакцию организма к среде, вырабатываемую в ходе научения. Условные рефлексы И. П. Павлов рассматривал как элементарные единицы поведения. Это понятие надолго стало одним из ключевых в нейрофизиологии.

Свое учение об условных рефлексах И. П. Павлов назвал высшей нервной деятельностью (ВНД), понимая ее как синоним поведения. Это учение в нашей стране было во многом абсолютизировано и идеологизировано, что нисколько не умаляет общепризнанных заслуг самого И. П. Павлова.

В 1906 г. другой Нобелевский лауреат, английский физиолог Ч. Шеррингтон (1857–1952) публикует работу «Интегративная деятельность нервной системы», в которой он показал, что простые рефлексы, сочетаясь, могут приводить к координированному поведению. Такой факт послужил чрезвычайно веским основанием считать условные рефлексы основой самых сложных форм поведения.

В физиологии обычно выделяют два вида условных рефлексов.

Классические условные рефлексы. В опытах И. П. Павлова, которые вошли во все школьные учебники, собаке неоднократно давалась пища в сочетании с внешним стимулом – звонком. Через некоторое время четко обнаруживалось возрастание слюноотделения в ответ на звонок, который был ранее безразличным стимулом. Собака научилась связывать звонок с пищей.

И. П. Павлов назвал звонок условным стимулом, а пищу – безусловным стимулом. Согласно взглядам И. П. Павлова, в ЦНС происходит формирование временной связи между двумя очагами возбуждения, вызванными этими стимулами. К безусловным стимулам стали относить все стимулы, вызывающие врожденные видоспецифичные реакции – безусловные рефлексы. В экспериментах И. П. Павлова безусловные стимулы играли роль подкрепления. Таким стимулом чаще всего выступала пища, а в роли условных стимулов мог выступать любой сигнал.

Работы И. П. Павлова дали надежную теоретическую платформу для формирующегося направления бихевиоризма в психологии. Но основным методом у бихевиористов стал метод инструментальных условных рефлексов.

Инструментальные условные рефлексы образуются путем подкрепления только определенных действий. Основополагающие разработки в этой области выполнены американским психологом Э. Торндайком (1874–1949), которым в 1898 г. были проведены первые экспериментальные исследования поведения животных. Его знаменитые «проблемные ящики» положили начало широкому применению метода «проб и ошибок» в исследовании поведения. В ящиках животные должны были прийти к «правильному» решению, совершив определенные действия, в результате чего их ждала «награда». Решением могло быть нажатие на рычаг, клевание кнопки, выбор маршрута и т. п.

Американский психолог Б. Скиннер (1904–1990), который стал наиболее знаменитым среди бихевиористов, выработку инструментальных условных рефлексов назвал оперантным научением. Оперантное научение – это спонтанные действия, не вызванные каким-либо очевидным стимулом. Выработка классических условных рефлексов получила название респондентного научения, как поведения, совершаемого в ответ на определенный стимул. Такая терминология закрепилась в нейрофизиологии. С экспериментами Б. Скиннера мы еще познакомимся в дальнейшем.

Поскольку условные рефлексы (как инструментальные, так и классические) имеют много общего и образуются за счет ассоциации нового стимула с вознаграждением, процесс их формирования получил название ассоциативного научения или обусловливания. В формировании обоих типов условных рефлексов мы можем выделить две стадии:

1-я стадия – генерализация. Это начальная стадия выработки условных рефлексов, когда животные реагируют не только на конкретный стимул, но и на близкие по значению стимулы.

2-я стадия – дифференциация. Прогрессивное дифференциальное подкрепление только конкретного стимула учит животных отличать его от других, близких по значению стимулов. Звуковые раздражители начинают дифференцироваться по частоте, световые – по цвету, форме и т. п.

С помощью механизма дифференциации животные способны различать схожие стимулы, что лежит в основе лабораторных исследований. Но в живой природе не меньшее значение имеет процесс генерализации, позволяющий животному адекватно реагировать на схожие раздражители. В природе (в отличие от лаборатории) раздражители не бывают строго постоянны. Важно научиться опасаться не конкретного хищника, а всех представителей его вида.

Обе школы (и ВНД, и бихевиоризм) придавали большое значение разработке понятия торможения. В школе И. П. Павлова стали выделять внутреннее торможение, которое подразумевает неоднократный «обман» животного, и внешнее торможение как действие другого, более сильного безусловного раздражителя. В бихевиоризме была разработана идея реактивного торможения, согласно которой, каждая осуществленная животным реакция уменьшает вероятность своего повторения в отсутствие подкрепления, а подкрепленная реакция увеличивает эту вероятность. Неизвестно почему, но угасание инструментальных условных рефлексов происходит медленнее, чем классических.

Система формирования поведения методом оперантного научения на Западе получила название shaping . Система стала популярной, поскольку появилась, как говорилось выше, в «нужное время». Первые же успехи, достигнутые бихевиористами, подтолкнули их к идее провозглашения безграничных возможностей научения. Слепая вера в возможности «своего» метода не позволяла видеть его пределы как западным бихевиористам, так и сторонникам учения ВНД в Советском Союзе. Однако в действительности все наиболее впечатляющие успехи в научении достигались именно тогда, когда выученные действия были частью репертуара инстинктивного поведения животных. И, наоборот, научение не достигало успеха, если явно противоречило этому поведению.

В 1960-е гг. в этологии был разработан принцип инстинктивного смещения, декларирующий смещение выученного поведения в сторону инстинктивного (Резникова Ж. И., 2005). Многочисленные случаи воспитания животных особями другого вида показывают, что волчонок или лисенок, воспитанные собакой, все равно станут волком или лисицей, хотя их поведение и претерпит некоторые изменения. Диапазон изменений инстинктивного поведения характеризует «жесткость» инстинкта и определяет рамки научения. К важнейшему вопросу «жесткости» инстинкта мы вернемся в следующей главе.

Вследствие научного тупика, к которому пришли бихевиористы в 1960-е гг., обострился интерес к нейрофизиологическим механизмам научения. Большие усилия были приложены к поиску материальных носителей условных рефлексов. Плодотворные подходы к изучению нейрофизиологических механизмов поведения были разработаны в нейроэтологии (Ewert J., 1980).

Развитие теории мотивации позволило пересмотреть интерпретацию слишком жестких экспериментов И. П. Павлова и бихевиористов. Подход к животным как к автоматам, зажатым в станок или заброшенным в лабиринт с двумя альтернативами, не способствовал пониманию природы поведения. Современные подходы к феномену ассоциативного научения изменили взгляды, сформировавшиеся в русле ВНД и бихевиоризма, однако многие моменты остаются непонятными.

Объясняется ли все многообразие условных рефлексов единым механизмом? Отличаются ли условные рефлексы дождевого червя и человека по своей природе? Лежат ли условные рефлексы в основе всех форм научения? Эти вопросы еще не закрыты, но многие ученые убеждены, что основополагающие законы научения едины для всех представителей животного мира (Мак-Фарленд Д., 1988).

Нейрофизиологические механизмы условных рефлексов неразрывно связаны с процессами памяти и будут рассмотрены далее. Пока отметим, что даже в самых простых процессах участвуют сотни различных нейронов. Мы сразу сталкиваемся с проблемой вычленения задействованных нейронов из сложного ансамбля единичных рефлексов. Поскольку в любой реакции в той или иной степени участвует весь организм, то сама концепция рефлекса давно стала выглядеть просто удобной абстракцией (Kuo Z., 1967). Такой взгляд разделяют практически все нейрофизиологи, но термин «рефлекс» слишком прижился в научном лексиконе. Этот вопрос мы также рассмотрим дополнительно.

А сейчас рассмотрим неоднозначную природу явлений подражания и импринтинга, представления о которых неоднократно менялись в истории науки.

Из книги Теоретические основания дрессировки автора Гриценко Владимир Васильевич

НЕГАТИВНОЕ НАУЧЕНИЕ Негативным научением или привыканием называют снижение выраженности или отсутствие поведенческих реакций при повторяемых или продолжительно действующих раздражителях, которые не имеют серьезных последствий и не несут в данный момент

Из книги Основы зоопсихологии автора Фабри Курт Эрнестович

ЛАТЕНТНОЕ НАУЧЕНИЕ Впервые феномен латентного (скрытого, неявного) научения был обнаружен в лабораторных условиях на крысах, которые обследовали лабиринт без всякого подкрепления. Оказалось, что в дальнейшем крыса с таким опытом обучается проходить лабиринт быстрее и с

Из книги Мозг, разум и поведение автора Блум Флойд Э

НАУЧЕНИЕ НА ОСНОВЕ ОБРАЗОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ (ОПЕРАНТНОЕ НАУЧЕНИЕ) Отцом инструментальной формы научения считается Э. Торндайк, который еще в конце прошлого века назвал такую форму научения обучением «методом проб, ошибок и случайного успеха».

Из книги Проблемы этологии автора Акимушкин Игорь Иванович

ИМИТАЦИОННОЕ НАУЧЕНИЕ Имитационным научением или подражанием называют особую форму научения у животных в условиях общения, когда одно животное следует примеру другого.Различают инстинктивное подражание у животных (взаимную стимуляцию), например, присоединение

Из книги Поведение: эволюционный подход автора Курчанов Николай Анатольевич

КОГНИТИВНОЕ НАУЧЕНИЕ Когнитивное научение объединяет высшие формы обучения, свойственные в большей степени взрослым животным с высокоразвитой нервной системой и основанные на ее свойстве формировать целостный образ окружающей среды. При когнитивных формах научения

Из книги автора

Глава 3 НАУЧЕНИЕ

Из книги автора

Эмбриональное научение и созревание В указанной связи приобретает особый вопрос об «эмбриональном научении», считавшемся некоторыми исследователями преимущественным, если не единственным фактором всего сложного процесса первоначального формирования

Из книги автора

Облигатное научение Приведенные выше примеры постнатального научения относятся к упомянутому ранее облигатному научению. Сюда относятся все формы научения, которые в естественных условиях совершенно необходимы для выполнения важнейших жизненных функций, т. е.

Из книги автора

Раннее факультативное научение Как самостоятельная категория приобретения индивидуального опыта факультативное научение играет в раннем онтогенезе еще значительно меньшую роль, чем на последующих этапах онтогенеза. Это объясняется тем, что оно первоначально лишь

Из книги автора

Облигатное научение и ориентация Рассмотрим сначала некоторые процессы, связанные с начальной ориентацией у детеныша. У всех животных здесь первостепенное значение имеют таксисы, которые, как уже было показано, у высших животных дополняются и обогащаются элементами

Из книги автора

Эмоции и научение Если мы больше говорили об отрицательных эмоциях, чем о положительных, то только потому, что последние были меньше изучены как на физиологическом, так и на психологическом уровне. К тому же представления о «вознаграждении» и о механизмах его достижения

Из книги автора

7. Научение и память Мы воспринимаем окружающее начиная с самого момента рождения, а может быть, даже и несколько раньше. Мы видим очертания и цвета, слышим разнообразные звуки, осязаем фактуру предметов, улавливаем запахи, распространяющиеся в воздухе, чувствуем

Из книги автора

Научение и инсайт Релизеры Релизеры - это сигналы, которые вызывают инстинктивные реакции у животных. Релизеров великое множество. Рассмотрим некоторые из них.Классический объект лабораторных исследований этологов - колюшка.Когда приходит пора размножения, самец

Из книги автора

Глава 5. Научение Мы не в силах придумать человеку лучшую похвалу, чем сказать, что он одарен от природы. М. Монтень (1533–1592), французский философ Индивидуальная приспособительная деятельность животных реализуется в ходе онтогенеза в процессах научения. Эта область

Из книги автора

5.2. Неассоциативное научение Если научение обусловлено действием средовых факторов и не требует совпадения (ассоциации) внешних сигналов с определенной деятельностью организма, его можно назвать неассоциативным. Считается, что это наиболее примитивная форма научения,

Из книги автора

5.7. Когнитивное научение Когнитивное научение представляет собой, пожалуй, самый неопределенный раздел с самыми размытыми границами. В общем виде оно может быть определено как способность экстренного создания поведенческих программ путем определения закономерностей

Причины усложнения поведения животных в онтогенезе и филогенезе.

Общая характеристика проесса научения.

Классификации научения.

Методы научения

Формы обучения/научения животных очень многообразны - отсюда и значительное количество классификаций.

Первый подход к классификации научения принадлежит необихевиористу Э. Толмену. Подход основан на осознании того факта, что механизмы научения разнородны у представителей различных систематических групп (подтверждением этому может выступать, например, поведение голубей, решающих задачу различения сложных фигур быстрее людей и иными способами.).

Толмен классифицировал способности животных и человека к научению и выделил следующие группы способностей:

1) способность ожидать появления раздражителя и действовать в соответствии с этим предвидением;
2) способность к различению и манипулированию;
3) способность к сохранению опыта;
4) способность предвидеть результат своих действий в случае альтернативного выбора вариантов простых моторных реакций;
5) способность к формированию представлений, позволяющая сравнивать альтернативные пути решения задачи;
6) «творческая гибкость».

Для интерпретации условных рефлексов требуются только первые три типа способностей (обучение в лабиринте включает четвертый тип

способностей). Для сложных форм обучения необходимы все перечисленные способности.

Второй подход предполагает, что все многообразие выученного поведения можно свести к нескольким основным типам. Таковы классификации Торпа , Фабри и др. Здесь сложно определить уровень, на котором должен производиться анализ. Вероятно, на субклеточном уровне выученное поведение самых различных типов может описываться одними и теми же процессами. На физиологическом уровне многообразие выученного поведения можно свести к двум процессам: процессам кратковременного и долговременного хранения следов памяти. А можно свести все виды научения у животных к безусловным и условным рефлексам. Важно анализировать разнообразие видов обучения на поведенческом уровне - с учетом адаптивности тех или иных поведенченских актов.

У.Торп выделил две группы процессов, связанных с научением: неассоциативное и ассоциативное, при этом в понятие ассоциативное он включает и те типы, которые некоторыми учеными рассматриваются в качестве когнитивных.

Классификация научения по У.Торпу

Таблица 1

Неассоциативное научение заключается в ослаблении реакции при повторных предъявлениях раздражителя. Способность к обучению базируется на присущем центральной нервной системе свойстве пластичности, которая проявляется в способности системы изменять реакции на повторяющийся многократно раздражитель, а также в случаях его совместного действия с другими факторами. Пластичность может иметь разную направленность: чувствительность к раздражителю может

повышаться - это явление называется сенсибилизацией, или снижаться - тогда говорят о привыкании.

Ассоциативное научение принято подразделять на два вида: классические и инструментальные условные рефлексы. При ассоциативном научении в центральной нервной системе формируется временная связь между двумя стимулами, один из которых изначально был для животного безразличен, а другой выполнял роль вознаграждения или наказания. Формирование этой связи обнаруживается в виде изменений в поведении животного, которые и называются условными рефлексами.

Рассмотрим классификацию научения, предложенную канадским психологом Ж.Годфруа. Классификация основана на степени участия особи в процессе научения, причем, при активном участии организма выделяется еще и когнитивный уровень. Когнитивное научение объединяет высшие формы обучения, свойственные взрослым животным с высокоразвитой нервной системой и основанные на ее свойстве формировать целостный образ окружающей среды. При когнитивных формах научения происходит оценка ситуации, в которой участвуют высшие психические процессы, используется и прошлый опыт, и анализ имеющихся возможностей - в результате формируется оптимальное решение.

Таблица 2

Классификация научения по Ж. Годфруа

Привыкание (габитация) - наиболее примитивная форма научения - самая элементарная, индивидуально вырабатываемая реакция снижения возбудимости. Она возникает при многократном систематическом повторении определенного раздражителя, не грозящего организму никакими существенными последствиями, и заключается в постепенном достаточно устойчивом ослаблении самой реакции или уменьшении частоты появления [вплоть до полного ее исчезновения]. Животное обучается не реагировать на раздражитель, не причиняющий ему вреда, и привыкание становится «отрицательным обучением» (сравним у человека: живущий рядом с аэропортом или железной дорогой вскоре перестает реагировать на шум, хотя вначале он его заметно раздражает и мешает спать).

Реакция привыкания - не утомление! Мышечной усталости нет, сенсорной адаптации нет. После выработки привыкания условный раздражитель продолжает восприниматься животным, и если его усилить, он тотчас же вызовет реакцию.

Привыкание распространено достаточно широко: от примитивных существ и до человека включительно - оно обеспечивает адекватность реакций организма, устраняет лишнее, не приносящее пользы, не затрагивая самое необходимое, что, собственно, и позволяет экономить энергию. Животное способно притерпеться к любым воздействиям, с которыми ежедневно встречается, и не откликаться на них ни ориентировочной, ни оборонительной реакциями, адаптироваться к товарищам по стаду, ограничивать реакции, возникающие в их присутствии (кроме реально необходимых). Благодаря привыканию происходит стандартизация общественного поведения любого сообщества животных. Привыкание - результат изменения в нервной системе, а не форма сенсорной адаптации, ибо новое поведение теперь устойчиво, а после привыкания стимул уже никогда не вызывает реакции.

Сенсибилизацией называется повышение чувствительности организма к воздействию какого-либо агента. В качестве примера можно привести аллергию, когда повышается чувствительность к определенным химическим стимулам, обычно безвредным, но у сенсибилизированных организмов способную вызвать целый комплекс патологический реакций.

- к первому типу реакции относят модификацию поведения, возникающую под воздействием какого-либо стимула. Ярким примером такого рода может служить так называемое обучение инфузорий (см. выше);
- вторым типом реакций, относимых к сенсибилизации, является способность организма под воздействием одних раздражителей изменять чувствительность к другим. Многие виды реснитчатых червей-полихет недолюбливают яркий свет и предпочитают прятаться от него в норки. Кормление животных заметно усиливает любовь к темноте. Сытые полихеты охотнее и быстрее голодных доползают до самого конца норок. Повышенная чувствительность к свету сытых червей имеет адаптивный характер: теперь червям нет смысла оставаться на свету, где их легко может заметить любой хищник. Реакции подобного типа встречаются у любых организмов (у учеловека свет улучшает восприятие музыки - поэтому в филармониях во время концертов зрительный зал остается освещенным);
- третий тип реакции нуждается в систематическом воздействии раздражителя: только в этом случае чувствительность к нему повышается (напуганный человек вздрагивает от любого звука, от любого внезапного раздражителя). Причина повышения возбудимости - суммация возбуждения. Удар электрическим током вызывает возбуждение нервной сети гидры. Если каждое следующее воздействие обрушивается на гидру, когда эффект предыдущего еще сохранен, новая порция возбуждения суммируется с остатками старого. После ряда электрических воздействий возбуждение в нервных цепях гидры накапливается и становится столь велико, что добавления даже небольшой его порции оказывается достаточно, чтобы вызвать оборонительную реакцию. Вот почему свет заставляет теперь гидру сжиматься. Этот тип реакций и суммационным рефлексом. Суммационный рефлекс отличается от условного рефлекса - для образования условного рефлекса необходимо сочетание во времени малозначимого для животного раздражителя с раздражителем, вызывающим безусловный рефлекс, причем первый должен действовать раньше второго. Для образования суммационного рефлекса такие сочетания необязательны. Суммационный рефлекс имеет адаптивное значение: организму,

подвергшемуся вредному воздействию, выгодно отреагировать оборонительной реакцией на любой новый раздражитель, так как в этой ситуации достаточно велика вероятность, что и он связан с опасностью. Образование суммационного рефлекса должно повышать приспособленность животных к условиям существования и увеличивать их шанс на выживание.

При исследовании ассоциативного научения применяют два основных метода: выработку классических и выработку инструментальных условных рефлексов. Различие - при выработке классического условного рефлекса последовательность событий в опыте не зависит от поведения животного. При инструментальном научении поведение животного служит одним из важных факторов, определяющих ход событий.

Процедура инструментального обучения состоит в том, что подкрепление или наказание подаются или устраняются при определенной реакции животного - назовем их правильной или неправильной.

При выработке классического условного рефлекса опыт начинается со стимула (безусловного), который вызывает совершенно определенный ответ (безусловный рефлекс). Затем на протяжении ряда проб одновременно с безусловным предъявляют второй стимул, который, как правило, не вызывает безусловный рефлекс (потенциальный условный стимул). В результате повторяющегося сочетания «условный стимул + безусловный рефлекс» появляется условный рефлекс, который вызывается условным стимулом. Условный рефлекс подобен [но не обязательно идентичен] безусловному рефлексу.

При образовании инструментальных условных реакция не является копией безусловно-рефлекторной, возникающей в результате действия подкрепляющего раздражителя. На том же пищевом подкреплении может быть выработан инструментальный условный рефлекс: нажим лапой на педаль - у собак, клевание диска - у голубей или прыжок на полку - у кошек. К инструментальным относится обучение подопытного животного находить путь к пище или избегать неприятных стимулов в лабиринте. Инструментальным условным рефлексом является и реакция избегания - навык переходить в тот отсек экспериментальной камеры, где отсутствует болевое подкрепление.

Начало исследований инструментальных условных рефлексов связано с именем Э. Торндайка . Он создал способ исследования, получивший название метода «проблемных ящиков»: посаженное в ящик животное должно было найти выход из него, открыв

дверцу. Сначала животное совершало много разных действий (проб), допуская при этом много ошибок, пока ему не удавалось случайно нажать на задвижку, запирающую дверь ящика. При последующих пробах оно освобождалось все быстрее и быстрее. Такое обучение Торндайк и назвал «методом проб и ошибок». В дальнейшем обучение животного подобным действиям получило название инструментальных, или оперантных, условных рефлексов.

Дальнейшее развитие метод инструментальных условных рефлексов получил в работах Б.Скиннера , а затем он стал основным в исследованиях бихевиористов (анализ связей «стимул-реакция»), Скиннер считал, что любое поведение, относящееся к категории «оперантное», можно эффективно модифицировать, если при его выполнении давать животному подкрепление. Например, крысу можно обучить нажимать на рычаг, если сначала сопровождать подкреплением любые ее действия в той части камеры, где она находится. Постепенно крыса обучается держаться вблизи рычага, и тогда подкрепление дают только когда она касается рычага мордой или лапкой (для этого иногда на рычаг даже кладут пищу). Через некоторое время подкрепление дается только после выполнения четких движений - нажатий (одного или нескольких) лапкой на рычаг. Такое постепенное видоизменение поведения животного в результате вмешательства экспериментатора называется методом последовательного приближения или формированием поведения. Именно такой подход Скиннер предложил как эффективный способ анализа поведения. Если для выработки классических условных рефлексов необходимы сочетания условных сигналов и подкрепления, то при методике свободного оперантного поведения, предложенной Скиннером, экспериментатор сопровождает подкреплением выполнение животным только определенного, намеченного им действия. С помощью данного метода у животных удается сформировать самые разнообразные, сложные и порой совершенно неожиданные навыки. Данный метод широко используется при практической дрессировке животных.

Обратим внимание еще на одно явление: феномен латентного (скрытого, неявного) научения - он был обнаружен в лабораторных условиях на крысах, которые обследовали лабиринт без всякого подкрепления. Оказалось, что в дальнейшем крыса с таким опытом обучается проходить лабиринт быстрее и с меньшим количеством ошибок. Исследователи пришли к выводу, что в процессе обследования лабиринта животное приобретает определенный опыт, который затем использует в организации целенаправленного поведения. К латентному научению относится обучение, не соответствующее ведущей мотивации голодную, но не испытывающую жажды крысу обучали проходить Т- образный лабиринт, в котором один из коридоров приводит к пище, а другой - к воде. Оказалось, что если впоследствии та же крыса будет испытывать жажду, то она начнет выбирать коридор с водой. Это означает, что процесс обучения шел и в отсутствие соответствующей мотивации!

Биологическое значение латентного научения заключается в том, что именно благодаря ему происходит накопление информации о свойствах внешнего мира, его образа, освоение двигательных реакций в качестве необходимых для построения поведения в будущем. Латентное научение не пассивно - в основе его лежит потребность в новой информации, проявляющаяся в форме исследовательского поведения и характеризуемая как любопытство. Потребность в новой информации, в конечном счете, обеспечивает возможность развития организма, обеспечивая его будущее. В латентном научении ведущую роль играет ориентировочная реакция на раздражители, образы и ситуации, исследовательский компонент. Механизм заключается в образовании причинно-следственных связей между индифферентными раздражителями. Образование ассоциативной связи может происходить между раздражителями различной модальности, и подкреплением этому служит безусловнорсфлекторный компонент последующего раздражителя. С психологической точки зрения, подкреплением при латентном научении, служит удовлетворение потребности в новой информации.

В естественных условиях латентное обучение возможно благодаря исследовательской активности животного в новой ситуации. Оно обнаружено не только у позвоночных. Такую или похожую способность для ориентации на местности используют, например, многие насекомые. Особенно хорошо латентное обучение изучено у перепончатокрылых. Так, пчела или оса, прежде чем улететь от гнезда, совершает рекогносцировочный полет над ним, что позволяет ей фиксировать в памяти мысленный план данного участка местности.

Наличие латентного знания выражается в том, что животное, которому предварительно дали ознакомиться с обстановкой опыта, обучается быстрее, чем контрольное, не имевшее такой возможности.

В настоящее время термин латентное обучение употребляется редко и лишь в определенном контексте, хотя феномен этот достаточно широко распространен.

Высшей формой научения, вероятно, можно назвать инсайт. Он не является результатом прямого научения методом проб и ошибок - он основан на информации, полученной ранее при других похожих обстоятельствах. Инсайт возможен лишь при достаточном развитии интеллектуальных функций. Присущ он только птицам и млекопитающим, обладающим интеллектом. Оказавшись в проблемной ситуации, животное сначала остается неподвижным и только оценивает обстановку, не совершая никаких действий, после чего начинает действовать с учетом реально существующих связей между компонентами среды.

Гештальт-психологи считали, что животные способны решать проблемы посредством инсайта (озарения) благодаря врожденной способности воспринимать ситуацию как единое целое (классические эксперименты Келера). Торп определил инсайт как внезапное осуществление новой адаптивной реакции без предварительных проб и ошибок. Основные различия между инсайтом и прочими формами научения состоят в способности более умных животных пользоваться опытом, приобретенным в других условиях.

К классическому инсайту можно отнести реакции, протекающие так:

- ознакомление с задачей;
- попытка решить ее методом проб и ошибок;
- обдумывание сложившейся ситуации, во время которой наступает принятие решения - озарение (латентный, скрытый период);
- решение проблемы.

При научении путем инсайта решение проблемы может происходить еще и благодаря объединению опыта, накопленного памятью и информации, поступающей из вне, При этом научение путем рассуждений будет проходить в два этапа: на первом учитываются имеющиеся данные и связи между ними, на втором формируются гипотезы, которые потом будут проверяться, а в результате находится решение.

Зпомним - для озарения необходимы пробы, ошибки и на их основе образованные ассоциации - то есть, для обучения в форме инсайта очень важен предыдущий опыт животного. Поэтому инсайтом можно считать способность переносить предшествующий опыт или его элементы в новую обстановку и на его основе решать стоящую задачу.

Отсюда - к инсайту близко понятие переноса, принятое в нашей психологии.

Под переносом подразумевается влияние ранее сформированного действия (навыка) на овладение новым действием. Перенос обнаруживается в том, что освоение нового действия происходит легче и быстрее, чем овладение предыдущим. Различают положительный и отрицательный перенос. Положительный перенос обычно имеет место тогда, когда задачи обучения в чем-то сходны. Когда уже накопленная информация может затруднить приобретение слишком сходной информации, тогда возникает отрицательный перенос. Он проявляется также в тех случаях, когда в двух сходных ситуациях требуются различные или даже противоположные формы поведения. Так или иначе, невозможно говорить о научении (тем более, когнитивном) без учета информации, уже имеющейся в памяти.

Ученые считаю, что явление переноса и инсайта свидетельствует о наличии и участии примитивного мышления животных в решении задач и характеризуется уже некоторым обобщением явлений.

Под вероятностным прогнозированием понимается предвосхищение будущего, основанное на вероятностной структуре прошлого опыта и информации о наличной ситуации. И опыт, и информация служат основой для создания гипотезы о предстоящем будущем. В соответствии с таким прогнозом осуществляется подготовка к действиям в предстоящей ситуации, приводящим к наиболее вероятному достижению цели. Нервная система животных обладает способностью оценивать не только вероятность появления тех или иных стимулов (раздражителей), но и вероятность удовлетворения потребности (подкрепления). Проявления вероятности (наряду с другими характеристиками внешней среды) выделяются нервной системой и фиксируются в памяти не только человека, но и животных. Причем, механизм предвидения в структуре поведенческого акта строится с учетом вероятностной структуры среды и вероятности достижения цели. Таким образом, теория вероятностного обучения исходит из предсказания статистических закономерностей и выбора оптимальных стратегий поведения при обучении животных в среде независимых или зависимых вероятностно возникающих раздражителей. При построении своего поведения животные прогнозируют вероятность нахождения пищевого объекта в данной среде, одновременно прогнозируя поведения возможного хищника или врага, чтобы не стать самому жертвой.

Можно определить несколько форм вероятностного прогнозирования:

- прогнозирование различных форм независимых от субъекта событий;
- прогнозирование ответных активных действий;
- прогнозирование целенаправленных действий не только в соответствии с их частотой в прошлом опыте, но и с их значимостью для животного и предполагаемым результатом;
- прогнозирование в общении с другими объектами (в стае, с человеком) предполагает использование гипотез о наиболее вероятных действиях своих партнеров;
- прогнозирование действий и целей с учетом собственных энергетических затрат.

Когнитивные формы научения, включая в себя все простые формы научения, выступают в качестве одного из фундаментальных свойств высшей нервной деятельности.

Среди натуральных условных рефлексов в особую группу выделяют запечатление - импринтинг, который заключается в очень быстром обучении определенным жизненно важным действиям. Импринтинг может происходить в строго определенные [критические] периоды онтогенеза. Приобретаемое поведение становится относительно стойким и с трудом поддается изменению. Он состоит в том, что в мозгу детеныша (или птенца) запечатлевается образ другого индивидуума, обычно родителя, или какого-то крупного объекта и создается особ огорода привязанность к нему. Обычно запечатление осуществляется в раннем детстве и может произойти только в течение специального чувствительного периода, ибо если этот период будет упущен, в более поздние сроки оно уже не осуществится. Классический пример запечатления - формирование реакции следования за матерью у птенцов выводковых птиц, или запечатление привязанности. Сама по себе реакция эта врожденная, но в течение первых часов после вылупления молодые птицы должны запечатлеть облик матери (если в этот период утята не увидят утки, то впоследствии будут ее бояться. Лоренц выращивал разных представителей отряда гусеобразных в изоляции от сородичей в течение первой недели жизни и отмечал, что такие птицы предпочитают следовать за людьми, а не за птицами своего вида). Классический импринтинг характерен для копытных животных и других

зрелорождающихся млекопитающих и характеризуется исключительно быстрым формированием. Рефлекторные акты, осуществляемые животными на основе информации, усвоенной путем запечатления, обычно являются фрагментами инстинктивных реакций, поэтому необходимость их образования генетически запрограммирована. Они видоспецифичны, и их образование почти так же обязательно, как и наличие самих инстинктов. В естественных условиях импринтинг имеет приспособительное значение, помогая детенышам быстро перенимать необходимые навыки от родителей (например, учиться летать) и запоминать характерные особенности окружающей среды. Импринтинг лежит в основе ключевых стимулов, играющих важную роль в осуществлении инстинктивных реакций. По своим свойствам запечатление существенно отличается от обычного ассоциативного обучения, и прежде всего, тем, что оно происходит в определенный, ограниченный период онтогенеза. Еще одно отличие состоит в том, что эффект запечатления необратим и в обычных условиях не гаснет.

Явление запечатления играет значительную роль в формировании поведения животных разных систематических групп, влияя на параметры запечатлеваемого стимула.

Обратим внимание и на облигатное и факультативное научение.

Облигатное (обязательное) научение - совокупность умений, необходимая для выживания особи.

Факультативное (не обязательное) научение - умения, появляющиеся у некоторых особей в ответ на специфические условия.

Наблюдая млекопитающих в условиях антропогенной среды, ученые выяснили, что у самок главную роль играет облигатное научение, формирующееся преимущественно под воздействием факторов естественной природы. В жизни самцов важнее факультативное научение, которое появляется в ответ на действие антропогенных факторов. Для нормального существования каждого биологического вида, его представитель должен освоить вполне определенный комплекс навыков, составляющих особенности характерного для него поведения. Существуют такие формы научения, которые внешне очень напоминают инстинктивное поведение, но представляют собой результат накопления индивидуального опыта, правда, в жестких, типичных для данного вида рамках. Это как раз формы облигатного научения, которым можно обозначить индивидуальный опыт, необходимый для выживания всех представителей данного вида вне зависимости от частных условий жизни.

Реализация видового опыта в индивидуальном поведении в большой степени нуждается в процессах научения на ранних этапах поисковой стадии инстинктивного акта, поскольку реакции на единичные, случайные признаки каждой конкретной ситуации не могут быть запрограммированы в процессе эволюции. И так как без включения вновь приобретаемых элементов в инстинктивное поведение, реализация видового опыта неосуществима, а значит, эти включения наследственно закреплены, следовательно, диапазон научения является строго видотипичным. Другими словами, представитель биологического вида может быть научен только тем формам поведения, которые ведут к завершающим фазам видоспецифических поведенческих актов.

В противоположность облигатному, факультативное обучение включает в себя все формы индивидуального приспособления к особенностям конкретных условий, в которых живет данная особь. Естественно, что эти условия не могут быть одинаковыми для всех представителей данного вида. Способствуя максимальной конкретизации видового поведения в частных условиях среды обитания вида, факультативное научение является наиболее гибким, лабильным компонентом поведения животных. Конкретизация видового опыта путем добавления в инстинктивное поведение индивидуального опыта присутствует на всех этапах поведенческого акта. Изменения в опыте и поведении охватывают как эффекторную, так и сенсорную сферу. В эффекторной сфере примером научения могут являться как рекомбинации врожденных двигательных элементов, так и вновь приобретенные. У высших животных приобретенные движения эффекторов играют большую роль в процессе познавательной деятельности, интеллектуальной сфере функционирования. Модификация поведения в сенсорной сфере расширяет возможности ориентации животного вследствие приобретения новых групп сигналов из внешнего мира. Таким примером являются случаи, когда сигнал, биологически не значимый для животного, в результате личного опыта и в сочетании с биологически важным, приобретает ту же степень важности. И этот процесс не является только простым образованием новых условных рефлексов. Основой научения здесь являются сложные динамические процессы в центральной нервной системе, особенно в ее внешних отделах, где осуществляется афферентный синтез разнообразных реакций, обусловленных внешними и внутренними факторами. Анализ результатов является пусковым механизмом нового афферентного синтеза и т.д. В дополнение к видовым программам формируются индивидуальные программы, на которых основываются процессы научения. И животное в этом процессе является не пассивно научаемым, а само активно участвует, обладая некой свободой выбора.

Итак, основой научения является формирование эффекторных программ предстоящих действий, в процессе которых происходит сопоставление и оценка внешних и внутренних раздражителей, видового и индивидуального опыта, регистрация параметров и проверка результатов совершаемых действий. Реализация видового опыта в индивидуальном поведении нуждается в процессах научения на начальных этапах поискового поведения - реакции на единичные, случайные признаки в каждой конкретной ситуации не могут быть запрограммированы в процессе эволюции. И поскольку без включения вновь приобретенных элементов в инстинктивное поведение реализация видового опыта неосуществима, диапазон научения является строго видотипичным: представитель вида может быть научен только тем формам поведения, которое ведут к завершающим фазам видотипичных поведенческих актов. А уровень пластичности поведения животного в реализации инстинктивного опыта может служить показателем общего психического развития.

Если говорить о методах и методиках исследования животных, то непременно отметим следующие среди достаточно широкого спектра, достаточно известные, в своем роде прославленные:

- методики с положительным подкреплением. Животное получает какого-либо рода вознаграждение (часто называемое положительным подкреплением), если оно совершило реакцию, оцениваемую экспериментатором в качестве правильной. Выделяются две основные разновидности таких методик - с использованием дискретных проб и свободно-оперантную :
- методика дискретных проб - экспериментатор контролирует ход опытов, предъявляя животному серию четко определенных проб. Один из часто используемых вариантов состоит в том, что животное должно пройти определенный прямой путь, чтобы получить подкрепление (коридор для золотых рыбок от стартовой камеры до целевой камеры с использованием в качестве подкрепления пищи);
- свободно-оперантная методика - животное подвергается не отдельным пробам, а может свободно совершать инструментальную реакцию в любое время. Обычно в установке находится приспособление (рычаг и т.п.), на которое животное должно определенным образом воздействовать воздействие же ведет к подкреплению. В наиболее известном варианте этой методики лабораторная крыса нажимает на рычаг и получает пищу;
- выработка активного избегания. При обучении активному избеганию животное должно совершить определенное действие, чтобы не подвергнуться наказанию. Животное начинает вести себя так, как установлено экспериментатором, чтобы избежать болевых стимулов (в челночной камере, состоящей из двух отделений, одно из которых окрашено в белый, а другое в черный цвет, животному предоставляется несколько секунд, в течение которых оно может покинуть стартовую камеру и перейти в другую часть установки. Если животное не сделает этого в заданное время, оно получает электрический удар). По мере повторения серий таких проб процент успешных реакций избегания - ухода из стартовой камеры до начала болевого раздражения - возрастает;
- задача на избавление. Некоторые опыты проводятся таким образом, что животное научается быстро избавляться от болевого стимула или неприятной ситуации, но совсем избежать их не имеет возможности (для таких опытов тоже используют челночную камеру, включая ток в тот момент, когда открывается дверца между отделениями);
- выработка пассивного избегания. При обучении пассивному избеганию используют животное, которое уже выполняет определенную реакцию. Это может быть или какой-то видоспецифический поведенческий акт или реакция, выработанная в эксперименте. В задаче на пассивное избегание экспериментатор наносит болевое раздражение при каждом осуществлении такой реакции. Научение в этом случае приводит к торможению реакции, которая ранее осуществлялась с большей частотой. Эта методика, по существу, основана на наказании;
- выработка дифференцировки. В данных опытах животному предлагают два или несколько стимулов и предоставляют возможность как- то реагировать. Реакции на один из стимулов подкрепляются, а на другие нет. Стимулы не вызывают реакции, а создают повод для ее появления. При методике одновременной дифференцировки оба стимула (или все) предъявляются в одно и то же время. Задача животного - выбрать правильный стимул и ответить на него.

Вопросы и задания для самопроверки по материалам Темы 13

1. Дайте представление о классификации научения Э. Толмена.
2. Дайте представление о классификации научения У.Торпа.
3. Что такое сенсибилизация?
4. Что такое привыкание?
5. Дайте представление о классификации научения по Ж. Годфруа.
6. Что такое отрицательное обучение?
7. Что такое суммационный рефлекс и чем он отличается от условного рефлекса?
8. Подготовьте сообщения об опытах Торндайка и Скиннера.
9. Что собой представляет феномен латентного научения?

Ю.Что такое инсайт?

11. Расскажите о переносе.
12.Что мы понимаем под вероятностным прогнозированием?
13.Расскажите о роли импринтинга в обучении животных.
14.Что такое облигатное и факультативное научение?
15.Подготовьте доклады об основных методах и методиках исследования животных?

Эдвард Чейс Толмен (1886-1959) - американский психолог, создатель „когнитивного" направлениянеобихевиоризма. Автор программной книги „Целевое поведение у животных и человека" (Purposivebehavior in animals and men) (1932). Его вариант психологии основывался на идее целостного, или„молярного", подхода к анализу поведения. Единицей поведения признавался целостный акт,разворачивающийся на основе мотива, направленный на определенную цель и опосредствованныйкогнитивными картами, которые представляют собой знания и ожидания, формирующиеся в опыте.
Уильям Торн (1902-1986) - английский зоолог, этолог, орниолог.
Эдвард Ли Торндайк (1874-1949)- американский психолог и педагог. Проводил исследованияповедения животных.
Беррес Фредерик Скиннер (1904- 1990)- американский психолог, изобретатель и писатель. Внесогромный вклад в развитие и пропаганду бихевиоризма - школы психологии

Неассоциативное обучение

Неассоциативное обучение заключается в ослаблении реакции на раздражитель при его повторных предъявлениях. Любой незнакомый объект при первой встрече вызывает у животного ориентировочную реакцию, которая со временем угасает. Это происходит за счет наиболее примитивной формы обучения – привыкания.

Привыканием называется самая элементарная индивидуально вырабатываемая реакция снижения возбудимости. Она возникает при многократном повторении определенного раздражителя, не грозящего организму существенными последствиями, и заключается в постепенном достаточно устойчивом ослаблении самой реакции или уменьшении частоты ее появления вплоть до полного исчезновения. Иными словами, животное обучается не реагировать на раздражитель, не причиняющий ему вреда или не приносящий пользы. Так, например, человек, живущий в непосредственной близости от железной дороги, вскоре совершенно перестает реагировать на шум проходящих поездов, хотя вначале они его заметно раздражают и мешают спать. Мы привыкаем к тиканью часов, к шуму текущей воды, к рекламным щитам и вывескам. Эти раздражители перестают доходить до нашего сознания. Для нас привыкание означает возникновение такого состояния, когда мы легко узнаем раздражители, с которыми постоянно приходится сталкиваться; воспринимая эти раздражители как вполне обыденное явление, мы игнорируем их.

Привыкание существует практически у всех живых существ: от простейших до человека включительно. Оно обеспечивает адекватность реакций организма, устраняя все лишние, необязательные, не приносящие ощутимой пользы реакции, не затрагивая лишь самые необходимые, что позволяет экономить массу энергии. Животное способно притерпеться практически к любым воздействиям, с которыми ежедневно встречается на своей территории, и не откликаться на них ни ориентировочной, ни оборонительной реакциями, адаптироваться к товарищам по стаду и ограничить свои реакции, возникающие в их присутствии, лишь действительно необходимыми. Благодаря привыканию происходит стандартизация общественного поведения любого сообщества животных, что одновременно приводит к обострению восприятия важнейших ключевых стимулов.

Ассоциативное обучение

При ассоциативном обучении в ЦНС формируется временная связь между двумя стимулами, один из которых изначально был для животного безразличен, а другой выполнял роль вознаграждения или наказания, т.е. происходит образование условного рефлекса. В психологии этот процесс называют обусловливанием.

Условные рефлексы существенно отличаются от описанных выше индивидуально вырабатываемых приспособительных реакций привыкания. У большинства животных они могут быть образованы на любой раздражитель, для восприятия которого организм имеет соответствующие рецепторы. Выработка условных рефлексов происходит при сочетании индифферентного и безусловного раздражителей при обязательном предшествовании первого (подробнее об условиях выработки условных рефлексов см. гл. 3). Очень важной особенностью условных рефлексов является их способность к угасанию при отсутствии подкрепления. Именно поэтому физиологи часто называют их "временными связями".

Биологическое значение способности забывать очень велико – живому организму совершенно ни к чему постоянно удерживать в памяти события и явления, с которыми он не сталкивается в настоящий момент, и таким образом перегружать ЦНС. В то же время, выработанные однажды условные рефлексы легко вспоминаются животными при восстановлении ситуации, которая привела к их возникновению. Таким образом, они обладают высокой стабильностью, а у высших животных способны сохраняться всю жизнь, если, конечно, не возникнет серьезных причин для их полного устранения.

Условные рефлексы являются обширным классом реакций. Существует множество принципов их классификации:

по модальности условного раздражителя (зрительные, звуковые, обонятельные, кожные и т.д.);
по характеру ответной реакции животного (двигательные или секреторные);
по биологическому смыслу (пищевые, оборонительные, половые);
по способу образования (условные рефлексы первого, второго, третьего и высших порядков, имитационные условные рефлексы и др.);
по временны́м характеристикам образуемых условных рефлексов (наличные и следовые).

Кроме того, имеются условные рефлексы, вырабатываемые на простые раздражители и на различные виды комплексных раздражителей, натуральные – на естественные признаки предметов (например, на запах пищи) и искусственные – на случайные признаки (например, бренчание миски), классические, инструментальные и др.

Печать

Также интересно:

Бизнес план по открытию бильярдной

Свой бизнес: производство сетки рабицы Бизнес план изготовлению сетки рабицы

Проектирование развития электрической сети Что будем делать с полученным материалом

Рекомендуем почитать:

2023-07-11 00:16:40

Поделки из бересты своими руками

2023-07-11 00:16:40

Поделки из бересты: пошаговая инструкция, секреты предков и практическое применение берестяных изделий

2023-07-11 00:16:40

Основные виды неисправностей в электродвигателях и причины их возникновения

В продолжение темы:

Штукатурка

Виды злаковых растений. Что такое злаки? Злаковые культуры: виды, особенности выращивания, полезные свойства. Злакоподобные растения: осоковые и ситниковые

Что такое злаки, знает каждый. Ведь человек начал выращивать эти растения более 10 тысяч лет назад. Поэтому и сейчас такие названия злаков, как пшеница, рожь, ячмень, рис,...

Новые статьи