Формы научения

метки: Животное, Реакция, Научение, Действие, Поведение, Стимул, Основа, Ситуация

НАУЧЕНИЕ

Определений множество. Для наших целей подходит определение У. Торпа:

Научение – адаптивное изменение поведения, обусловленное индивидуальным опытом.

Следует различать научение – сам феномен приобретения нового опыта или его конечный результат и обучение – конкретная процедура, приводящая к усвоению новой информации (Резникова, 2005).

Существует множество форм научения у разных видов на разных этапах развития. Для знакомства с их разнообразием наиболее подходит феноменологическая (описательная) классификация.

(по: Шеперд, 1987, с изменениями)

ПРОСТЫЕ (НЕАССОЦИАТИВНЫЕ) ФОРМЫ НАУЧЕНИЯ

А. Привыкание ₌ габитуация (от англ.habit – привычка) – ослабление рефлекторной реакции при повторных предъявлениях стимула. Состоит не в появлении новой реакции, а в утрате уже имеющейся, врожденной. Организм учится не реагировать на раздражитель. Привыкание адаптивно, так как позволяет воздерживаться от ненужных реакций, т.е. избегать утомления.

Примеры:

– нереида прячется в свой домик-трубку при предъявлении всех раздражителей, затем учится не реагировать на безопасные;

– лягушка ловит языком любую мелкую движущуюся цель, затем учится не ловить жалящих насекомых: ос или пчел;

– птенцы затаиваются при пролете любых объектов над головой (реакция на затенение фона), затем учатся не реагировать на безопасные (силуэты мирных птиц, листья и т.п.).

Привыкание следует отличать от внешне сходных физиологических и психических процессов:

• сенсорной адаптации;
• мышечного утомления;
• сдвига в мотивации.

При изучении привыкания необходимо создать условия для их исключения.

Процесс противоположный привыканию – дегабитуация (снятие привыкания) – восстановление реакции при воздействии постороннего раздражителя.

Пример: если планарию, привыкшую к прикосновению стеклянной палочки, подвергнуть воздействию яркого света, то она вновь начнет извиваться от прикосновения.

Б. Сенситизация (от лат. sensus – ощущение, чувство) – усиление ответа на слабый специфический стимул под действием сильного (неприятного) или повреждающего постороннего раздражителя. Иными словами это – обострение чувствительности.

Лекция научение

... человека как высшей формы ее организации в условиях Земли), является "научение". Научение человека в результате целенаправленного, сознательного присвоения им передаваемого ему общественно- ... и обеспечивающие его индивидуальное существование. Раньше других была осмыслена категория научения. В научении фиксировался факт происшедших изменений, возникновение новообразований в познавательной сфере, ...

Примеры:

– если слабые прикосновения стеклянной палочки, которые раньше планария не замечала, сопроводить действием электротока, то теперь она резко реагирует даже на легчайшие прикосновения (сравни с предыдущим примером);

– при наказании электротоком за какую-то одну реакцию крысы убегают от всех раздражителей. То же и осьминоги.

– если животное напугал громкий звук, повышается настороженность к тихим звукам.

Сенситизация противоположна привыканию и связана с возбуждением общих активационных систем. Как и привыкание, имеет большое адаптивное значение, так как позволяет реагировать на слабые раздражители.

АССОЦИАТИВНОЕ НАУЧЕНИЕ

А. Классический условный рефлекс (КУР) = условный рефлекс первого рода = респондентное (от англ. response – ответ) научение = павловский условный рефлекс.

Подробно изучался знаменитым отечественным физиологом И.П. Павловым. Поскольку это материал школьной программы, подробно останавливаться на экспериментах не будем, а только изобразим схему КУР, которую удобно будет сравнивать с другой формой ассоциативного научения.

Схема КУР

S ¹_(пища) – R _{(выделение слюны)}

S² _{(звук) ––} r _{(не учитывается)}

Эксперимент начинается с предъявления собаке, фиксированной в станке, безусловного стимула (пищи), который вызывает безусловную реакцию (выделение слюны).

Затем одновременно с пищей или чуть раньше подается еще один стимул, например, свет или звук. У него тоже есть своя безусловная реакция, например, при подаче света собака мигнет, при подаче звука насторожит уши, но в данном случае она не учитывается. При некотором количестве повторений слюна начнет выделяться при подаче только звука (света), уже без предъявления безусловного стимула (пищи).

Таким образом, возникает связь (ассоциация) между условным стимулом и безусловной реакцией (S² – R).

А безусловный стимул (пища) сыграл роль подкрепления. Подкрепление может быть как положительным, так и отрицательным (например, раздражение электротоком, тогда формируется оборонительный условный рефлекс, или раздражение глаза струей воздуха, тогда при сочетании со звуком возникает ассоциация звука и мигательного рефлекса).

КУР составляет только относительно небольшую долю в поведенческом репертуаре. В чистом виде практически не проявляется. Даже в классических опытах Павлова голодная собака несется в комнату, машет хвостом, прыгает в станок, реагирует на белый халат и совершает множество других реакций.

Большое затруднение представляет контроль за чистотой КУР. Сходными явлениями являются сенситизация (см. выше) и псевдонаучение, условия для возникновения которых следует исключить при постанове эксперимента.

Псевдонаучение (псевдообусловливание)– усиление ответа на ранее не эффективный раздражитель при действии другого стимула, с которым он не сочетался.

Реферат на тему: « Виды поведения животных»

... влиять на мотивацию вплоть до полной отмены намечавшегося поведенческого акта. Например, хищник собиравшийся напасть на молодое животное, прекращает эту пищедобывательную реакцию, если в поле его зрения ... определенные вещества. Еще в 1916 году И. П. Павлов назвал такую деятельность «рефлексом цели», понимая под этим влечение к определенным раздражителям внешней среды, что и ...

Например, в норме нереиды высовываются из своих трубочек в ответ на освещение лишь в 20% случаев. Если их перед этим покормить, то на свет высунутся около 60% особей, однако это не значит, что они научились реагировать на свет.

В настоящее время вместо павловской методики изучения слюнных условных рефлексов на собаках применяют более удобные лабораторные модели, например, реакцию третьего века (мигательной перепонки) на кроликах. Безусловным стимулом служит струя воздуха (или слабый ток), безусловной реакцией – сокращение мигательной перепонки. Это сокращение можно регистрировать специальным прибором и оценивать его интенсивность. Условным стимулом может служить, как и в опытах Павлова, звук и другие нейтральные раздражители.

Б. Инструментальный условный рефлекс (ИУР) = условный рефлекс второго рода = оперантное научение (лат.operatic –действие) =научение методом проб и ошибок

Этот вид условных рефлексов впервые был обнаружен и изучался англичанином, основоположником американской сравнительной психологии Э.Торндайком (эксперименты с так называемыми «проблемными ящиками»).

Идею проблемного ящика Торндайк почерпнул из лекции К. Ллойда-Моргана, который рассказал о своей собаке, самостоятельно научившейся открывать садовую калитку, чтобы сбегать на прогулку. Подобная ситуация была воссоздана в запертом ящике с решетчатыми стенками, который можно было открыть, совершив какое-нибудь действие (потянув за пружину, веревку, нажав на педаль или рычаг, открывающий задвижку и т.п.).

Голодное животное (чаще кошка) помещалось в ящик, откуда могло видеть и обонять приманку, которая находилась за пределами ящика и побуждала его выбраться. После множества беспорядочных движений (проб), которые были безрезультатными (ошибки), животное, наконец, совершало нужное действие (случайный успех) и открывало задвижку. Впоследствии при многократном помещении в ящик оно делало это все быстрее и точнее. Отметим, что механизм открывания ящика оказывался вне восприятия животного: оно просто не могло его видеть.

Таким образом, исходным моментом формирования ИУР является наличие проблемной ситуации, т.е. таких внешних условий, для приспособления к которым у организма нет готового двигательного ответа. Решение проблемной ситуации происходит в непосредственном взаимодействии организма со средой, выбор действий осуществляется активно, а формирование правильной последовательности действий происходит путем упражнения.

Схема ИУР

r _{(царапание стен)}

r _{(мяукание)}

S¹ _{(проблемная ситуация} – R_{(нажатие на рычаг)} – S² _{(решение проблемы–}

_{– помещение в ящик)} r _{(метание по клетке) – освобождение)}

r _{(обнюхивание рычага) и др.}

При формировании ИУР изначальное поведение животных избыточно: животное учится исключать из своего репертуара все, что не ведет к желаемому результату. Связь возникает между реакцией и ее результатом.

Когнитивное оценивание трудных жизненных ситуаций

... отделить наблюдателя от изучаемой им системы. При этом, какие аспекты ситуации — ее физические условия или, например, социальные нормы, правила и т.д. — рассматриваются, фактически не имеет ... Принятие на себя безусловных обязательств, ведущих к идентификации себя с намерением выполнить действия и с его результатом. 2. Контроль – способность господствовать над обстоятельствами. Когнитивно ...

На основании многочисленных экспериментов с проблемными ящиками Торндайк сформулировал ряд законов научения, которые оказались универсальными для всех видов, способных к такой форме научения (от беспозвоночных до человека):

• закон упражнения – сила связи реакции на ситуацию и самой ситуации прямо пропорциональна частоте повторения совпадений;
• закон готовности – повторение совпадений повышает готовность организма к проведению соответствующих нервных импульсов;
• закон ассоциативного сдвига – если при одновременном действии стимулов один из них вызывает реакцию, то и другие при повторении ситуации приобретают способность вызывать ту же самую реакцию;
• закон эффекта – если какое-то действие (любое) в данной ситуации дает положительный эффект, то при повторении ситуации вероятность выполнения этого действия повышается. И наоборот, любое действие, приводящее в данной ситуации к отрицательному эффекту, при ее повторении появляется с меньшей вероятностью.

Примечание: первые три закона были известны в психологии и до Торндайка, но он перенес смысловой акцент с постулирования формирования ассоциаций внутри нервной системы (физиологические процессы) на установление связей между движениями и внешними стимулами (поведение).

Отличия иур от кур

1. Последовательность действий в КУР определяет экспериментатор, в ИУР – само животное.

2. В КУР животное начинает с безусловной реакции на безусловный стимул, которая лишь впоследствии связывается с условным стимулом. В ИУР безусловный стимул в начале реакции отсутствует, так же как и условный. Таким образом, в КУР закрепляются рефлекторные реакции, а в ИУР – произвольные активные действия.

3. В КУР связь образуется между стимулом и реакцией, в ИУР – между реакцией и ее результатом.

Изучение ИУР и использование открытых закономерностей легло в основу бихевиоризма (на это направление зоопсихологии оказали не менее важное влияние и работы Павлова).

Одним из наиболее известных бихевиористов является Б.Ф. Скиннер, профессор Гарвардского университета, автор так называемой «камеры Скиннера» – высокотехнологичного варианта «ящика Торндайка». Это сравнительно небольшая, изолированная от внешних воздействий клетка, имеющая следующие особенности

– приспособление, которым животное может манипулировать (рычаг, диск, колесо и т.п.)

– механизм, который выдает положительное подкрепление после того как задача выполнена;

– устройство для подачи светового или звукового сигнала.

Автоматизированные установки обслуживаются программным оборудованием, позволяющим исследователю не следить постоянно за ходом эксперимента. Результаты регистрируются автоматически. Скиннер назвал процесс, который происходил в этих камерах оперантным научением (обусловливанием).

При изучении ИУР чаще использовались крысы или голуби. Методом проб и ошибок можно обучить сложному поведению, если подкреплять отдельные элементы. Например, крысу можно научить нажимать на рычаг, если сначала подкреплять любые ее действия в той части клетки, где находится рычаг. Когда она обучится держаться возле рычага, подкрепление дают только при касании рычага мордой или лапой (иногда на него кладут приманку).

Конфликты и агрессивное поведение сельскохозяйственных животных

... ними легче вести наблюдение. Агрессивность, как форма поведения, подчиняется своим законам, весьма своеобразным, a порой непредсказуемым. Эти законы влияют не только на поведение каждого животного. Бытовое ... противоборство заменяется психическим противостоянием. Поэтому развитое агрессивное поведение, включающее в себя много угроз и пугающих действий, полезно для вида. А для хорошо вооруженных ...

Далее подкрепляют только четкие движения нажатия на рычаг лапой. Постепенное видоизменение поведения в результате вмешательства экспериментатора, подкрепляющего желательные элементы, называется методом последовательного приближения (МПП) или формированием поведения (shaping).

При этом поведение формируется под влиянием своих последствий, что составляет сущность этой формы научения.

Обучение МПП может иметь самые неожиданные результаты. Ярким примером служит история Умного Ганса, широко известного в начале XX века.Умный Ганс – орловский рысак, хозяин которого, барон фон Остен был глубоко убежден в высоких умственных способностях лошадей. Умный Ганс был не единственным, но самым способным учеником своего хозяина, который обучил животное азбуке и счету, при этом узнавание каждой буквы или цифры оно обозначало соответствующим числом ударов копытом по специальной доске. Конь демонстрировал способность считать, производить арифметические действия, отвечать на вопросы и т.п., причем делал это настолько впечатляюще, что вводил в заблуждение не только публику, но даже членов специальных комиссий, состоящих из специалистов-психологов.

Было выяснено, что хозяин, искренне верящий в разум своего питомца, не подавал ему никаких скрытых сигналов намеренно, но постепенно заметили, что конь отвечает только на те вопросы, ответы на которые знает сам экспериментатор. В дальнейшем установили, что животное реагирует на мельчайшие непроизвольные движения (например, отклонения корпуса на миллиметры, микродвижения бровей, мимику т.п.), происходящие из-за эмоционального напряжения человека, по мере того как число ударов копытом приближалось к правильному.

Эта история

• еще раз показала необходимость применения «канона Ллойда-Моргана», поскольку кажущееся разумным поведение «умного Ганса» базировалось не на мыслительных, а на условнорефлекторных механизмах;
• продемонстрировала высокие возможности восприятия животных, их большую наблюдательность и способность концентрировать внимание;
• привлекла внимание к проблеме чистоты эксперимента с точки зрения возможности неосознанного влияния экспериментатора на поведение животного.

С помощью МПП удается сформировать самые сложные навыки, он составляет основу дрессировки цирковых и служебных животных. Практика показывает, что объекты дрессировки гораздо охотнее и с большим успехом воспринимают оперантное обучение, нежели классическое респондентное. Например, церемониальный шаг у лошади можно вырабатывать по типу КУР и ИУР. В первом случае тренер стоит перед лошадью, держит ее за поводья и побуждает высоко поднимать ноги с помощью хлыста. Во втором – обучает лошадь путем подкрепления касаться нарисованного на стене кружка коленом и, перенося рисунок выше, добивается подъема ноги на нужную высоту. Какой метод обучения покажется лошади наиболее подходящим – совершенно очевидно.

Поведение экспрессивное

Более того, экспрессивное поведение, как правило, становится частью этого состояния, например, глупыми выходками идиота; улыбкой и бодрой, пружинистой походкой здорового человека; ... практика или специальная тренировка. При этом положительные эмоции (радость, удовольствие...) узнаются легче, чем отрицательные (печаль, стыд, отвращение...). Особой эмоциональной выразительностью отличаются губы ...

МПП лежит в основе теории положительного подкрепления, положения которой и возможности использования для формирования поведения людей и животных в очень доступной форме изложены в книге знаменитой американской дрессировщицы дельфинов и зоопсихолога Карен Прайор «Не рычите на собаку» (1994).

ИУР и КУР тесно связаны друг с другом. Любые инструментальные действия животных сопровождаются классической условнорефлекторной реакцией, так же как и в любом КУР можно обнаружить инструментальный двигательный компонент. В их основе лежат сходные нейрофизиологические механизмы. Связь КУР и ИУР проявляется в так называемом самоформировании (autoshaping).

Примеры:

По типу КУР обусловливается вербальный или иной стимул при формировании поведения (когда вместо пищи животное поощряют одобрительным словом, свистком и т.п.).

Если собаке в станке сначала поджимать лапу, а затем кормить (как при формировании КУР), то через некоторое время она сама начнет поджимать лапу (инструментальная реакция).

Если голодного голубя поместить в камеру Скиннера и сначала в течение нескольких секунд освещать ключ для клевания, а после прекращения освещения давать порцию пищи, то через некоторое время голубь начинает клевать ключ сначала независимо от освещения (инструментальная реакция), а затем только при его освещении, как бы вместо зерна (классическая реакция).

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АССОЦИАТИВНОГО НАУЧЕНИЯ

КУР и ИУР являются разными формами ассоциативоного научения и имеют общие черты.

1. Совпадение по времени действия раздражителя и подкрепления (разница должна составлять не более одной секунды).

В КУР действие условного раздражителя не должно прекращаться ранее, чем за секунду до начала действия безусловного, а в ИУР вознаграждение должно действовать немедленно за реакцией. В обоих случаях даже несколько секунд отсрочки не позволят выработать УР. При оперантном обучении часто невозможно немедленно подкрепить действие животного, которое может находиться вдали от тренера, например, на арене цирка. В таком случае применяют условное подкрепление: пищевое вознаграждение предварительно связывают с каким-либо условным сигналом: словом, жестом, звуком, светом и поощряют посредством этого «вторичного подкрепления».

Бихевиористская концепция Скиннера основывалась на том, что поведением можно полностью управлять, создав соответствующий порядок подкреплений и вовремя подавая их. Однако оказалось, что это не так. Существуют определенные ограничения, не позволяющие научить кого угодно чему угодно.

1. Считалось, что совпадения по времени и наличия подкрепления достаточно, чтобы связать любой раздражитель с любым ответом. Позднее выяснилось, что определенные раздражители сочетаются только с определенными реакциями. Например, вкусовые раздражители легко сочетаются с тошнотой, а зрительные – нет, то есть легко вызвать тошноту на вкусовой стимул, но невозможно на зрительный. И наоборот, зрительные раздражители легко сочетаются с оборонительной реакцией, вызванной действием электротока, а вкусовые – нет; то есть не удастся выработать отвращение к пище путем наказания током.

Биологические аспекты научения животных

... колец, чтобы получим, вознаграждение. 2. Границы научения При инструментальном научении животное получает подкрепление за совершение какого-нибудь действия. Подкрепление должно быть произведено в некоторой стимульной ... не меняются, и мы обычно видим, что реакция животных на них стереотипная, врожденная. Так, например, земное притяжение является универсальным свойством среды, и антигравитационные ...

2. Животные имеют склонность к определенному обучению, связанному с естественными приспособлениями, возникшими в ходе эволюции. Как правило, это часть репертуара инстинктивного поведения.

Примеры:

Пищевые КУР легко вырабатываются у кур, если от них требуется движения разрывания почвы ногами (расшаркивания).

Кролика легко научить бить в барабан, так как барабанные движения лапами являются частью репертуара тревожного поведения.

Свиньи легко учатся разворачивать коврик (движения сходные с рытьем земли рылом), но их невозможно научить поднимать монету и класть ее в корзину.

Собака очень легко обучается подавать переднюю лапу (элемент социального поведения, выражающий подчиненность и дружескую расположенность, производное от милхтритта), но намного сложнее научить ее подавать по команде заднюю лапу.

Все кошачьи легко совершают по команде точные прыжки, морские львы искусно балансируют предметами, медведи кувыркаются и т.п., что активно используется цирковыми дрессировщиками.

На основании подобных данных Брэленды (Breland K. Breland M., 1961) выдвинули принцип инстинктивного смещения, согласно которому выученное поведение животного смещается в сторону инстинктивного всегда, когда сильные врожденные инстинкты сходны с условной реакцией. Вместо того чтобы формироваться в направлении, нужном дрессировщику, активность животных как бы устремляется по привычному руслу.

3. Особенности двигательных реакций часто связаны с качеством вознаграждения (принцип соответствия реакции и вознаграждения).

Примеры:

Голуби, клюющие ключ в проблемной клетке, будут делать это по-разному, в зависимости от того, служит ли подкреплением вода или пища.

Крыса легко (за пять проб) обучается избегать удара электротоком, перебегая в другой отсек клетки (естественное оборонительное поведение), но нужно несколько сотен повторений, чтобы для той же цели обучиться нажимать рычаг.

В тех же условиях голуби легко учатся избегать электротока, нажимая ногой на педаль (движение ногами – элемент избегания), но гораздо труднее – путем клевания ключа (элемент пищевого поведения).

При выработке пищевого УР – наоборот.

Таким образом, существует генетическая предрасположенность к сложным инструментальным реакциям, в тех случаях, когда они сходны с видотипичными инстинктивными движениями.

NB! Есть виды ассоциативного научения, которые оказываются успешными, хотя подкрепление отделено от реакции несколькими часами. Это так называемое аверсивное научение (при котором используются неприятные или болезненные стимулы).

При аверсивном научении формируются поведенческие реакции, проявляющиеся в избегании или неприятии пищи после однократного сочетания «стимул–болезнь». Наиболее известны случаи формирования пищевого отвращения у крыс. Эти грызуны чрезвычайно осторожны при поедании незнакомой пищи и пробуют ее маленьким кусочком. Крысы очень легко связывают болезненное состояние, которое наступает через несколько часов после приема новой пищи, с ее вкусом и запахом. Выжившее после приема отравленной приманки животное больше никогда к ней не притронется.

Физиологические основы психической деятельности

... проявление. Физиологическая психология исследует преимущественно поведение животных при различных экспериментальных воздействиях на физиологические процессы. Например, для того, чтобы изучить функцию затылочной ... степень дифференциации его строения и функций. Александр Романович Лурия на основе нейропсихологических исследований предложил структурно-функциональную модель мозга как органа психической ...

2. Повторение. Иногда обучение происходит при однократном сочетании стимула и реакции, но большинство случаев требует повторений до нескольких сотен раз у разных видов в разных ситуациях.

3. Угасание. Это процесс, в течение которого приобретенные формы поведения (УР) перестают проявляться, потеряв актуальность (при отсутствии подкрепления). По непонятной пока причине КУР угасает быстрее, чем ИУР. Угасание не уничтожает первоначально выработанный УР, а только тормозит его. Доказательства:

• при повторном обучении УР формируется гораздо быстрее;
• может восстанавливаться спонтанно после отдыха.

Это значит, что приобретенные двигательные навыки сохраняются, даже если вы ими не пользуетесь; при необходимости учиться заново, например, ездить на велосипеде или коньках не придется.

Угасание сходно с привыканием. Разница состоит в том, что угасание развивается на приобретенные реакции, а привыкание – на врожденные.

Для угасания очень важен режим подкрепления. Он может быть:

• постоянный (подкрепление следует всегда за правильно выполненное действие).

  Этот режим применяется, когда перед животным стоит задача правильного выбора одного из двух и более стимулов.

• переменный

а) с постоянным интервалом или фиксированный (когда подкрепляется только один из серии правильных ответов.) Так, подкрепляя рыбой каждый шестой прыжок дельфина можно получить стабильные серии из шести прыжков. Трудность состоит в том, что и животное, и человек при фиксированном режиме (рыбка за каждый шестой прыжок, зарплата по пятницам) стремятся минимизировать свои усилия, чтобы только не выпасть из игры.

б) с неопределенным интервалом или вариабельный (случайный), когда подкрепления подаются в случайном, непредсказуемом порядке. В случае с дельфином, когда он научился прыгать за рыбку, можно подкрепить сначала первый прыжок, затем третий и далее наугад. Не зная, когда последует вознаграждение, животное будет прыгать чаще и сильнее, стараясь угадать «счастливый номер». В свою очередь, это позволит подкреплять выборочно наиболее сильные прыжки и улучшать их качество.

К. Прайор считает, что действенность вариативного режима подкрепления лежит в основе азартных игр и даже в основе глубоких психологических привязанностей. Так достаточно, чтобы эгоистичный человек лишь изредка одаривал своего партнера прекрасными моментами, чтобы поддерживать в нем сильную привязанность. Случайный режим подкрепления работает против угашения, то есть, если поведение длительное время не подкрепляется, но затем подкрепление все-таки последует, то поведение не только не угаснет, но может даже усилиться.

Развитие музыкально-творческих способностей детей среднего дошкольного ...

... эстетизирует их, развивая при этом наблюдательность, память, мышление, интуицию, воображение. Дошкольный возраст является наиболее подходящим для развития музыкально-творческих способностей. Этот возраст, по мнению психологов (Б.М.Теплов, ...

4. Генерализация. Когда у животного вырабатывается реакция на данный стимул, она проявляется и на другие сходные стимулы. Так, если у собаки выработан УР (слюноотделение) на звук высотой 1000 Гц, то слюна буде выделяться и на близкие по высоте звуки. Примером генерализации может служить поведение Умного Ганса, который ориентировался, когда прекращать стучать копытом не только по тем непроизвольным сигналам которые ему подавал хозяин, но и любой другой человек, задающий вопрос.

5. Дифференцировка. При подкреплении одних свойств раздражителя и неподкреплении других можно добиться отбора из ряда сходных раздражителей одного со строго заданными свойствами. Например, если у животного выработан УР на выбор одного цвета, можно предъявлять ему оттенки этого цвета, подкрепляя только один из них. То же и в отношении звука, запаха, фактуры, формы и т.д. Дифференцировка лежит в основе многих методов, позволяющих изучать сложные формы научения и коммуникации, а также для оценки сенсорных возможностей животных. Именно дифференцировка использовалась К. фон Фришем для исследования способности пчел различать цвета.

Если животное может различать два стимула, то, постепенно делая их все более похожими, можно дождаться момента, когда животное уже не сможет этого делать, что означает предел сенсорных возможностей. В лаборатории Павлова собаку довели до невроза, заставляя различать эллипс и круг одинакового размера и делая их все более сходными по форме.

Считается, что генерализация и дифференцировка – это свойства на разных стадиях выработки УР: генерализация – на более ранней, а дифференцировка – на более поздней.

ДИФЕРЕНЦИРОВОЧНЫЕ УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ (ДУР) ИЛИ ДИФФЕРЕНЦИРОВОЧНОЕ ОБУЧЕНИЕ (ДО)

В основе ДУР – дифференцировочное торможение: животное должно отреагировать лишь на один из предъявляемых стимулов. Порядок предъявления стимулов может быть

– последовательным;

– одновременным.

При систематическом варьировании второстепенных признаков можно выявить способность к обобщению (одна из интеллектуальных способностей).

Например, животное обучают выбирать из ряда геометрических фигур круг. Затем предъявляют те же фигуры, но других размера, цветов, сделанные из других материалов и т.п. При наличии способности к обобщению животное почти всегда выбирает из предъявленных фигур круг; если эта способность отсутствует – всякий раз учится выбирать круг заново.

РАЗНОВИДНОСТИ ДО

1. Переделка сигнального значения условных раздражителей.

При достижении определенного критерия выработки различения (обычно 80% правильных ответов) условия получения подкрепления меняются на противоположные: подкрепляется ранее не подкреплявшаяся реакция и не подкрепляется та, которая выработалась. Например, если животное было обучено выбирать круг, то теперь начинают подкреплять треугольник; или если был выработан подход к правой кормушке, начинают подкреплять подход к левой.

2. Метод последовательных обратимых переделок (Биттерман, 1973, США).

Если переделки осуществляются многократно, то можно оценить, сколько проб понадобится животному для очередной переделки. Снижение числа этих проб происходит тем быстрее, чем выше уровень эволюционного развития данного вида.

3. Метод установки на обучение

Сначала обучают простой дифференцировке – выбору одного из двух стимулов, затем предъявляют пару новых, не похожих на первые, затем еще раз и так многократно. После выработки от 100 (приматы) до 1500 (крысы, голуби) раз животное уже при втором предъявлении новой пары стимулов действует не методом проб и ошибок, а в соответствии с усвоенным правилом: выбирай тот же предмет, что и в первой пробе, если его подкрепляли и другой, если нет.

Этим методом впервые были получены сравнительные характеристики процесса обучаемости животных разных систематических групп. Как отметил Р. Харлоу в этих экспериментах животное освобождается от связи «стимул-реакция» и переходит к инсайт-подобному обучению с одной пробы, т.е. происходит переход от простых ассоциативных механизмов к когнитивным. Обобщение, которое делают при этом животные: «выбирай подкрепляемое».

Перечисленные методы относятся к сложным формам обучения и называются серийное обучение.

4. Системы дур.

У животного вырабатывают несколько ДУР, объединенных в систему таким образом, что выполнение одного из них зависит от усвоения другого. При этом возникают новые свойства, несводимые к сумме свойств исходных рефлексов. Например, животное учится различать несколько пар раздражителей по цвету:

А–В+; В–С+; С-Д+; Д–Е+ и т.д.

Значение стимулов зависит от пары, в которой они предъявляются. Животные делают обобщение: выбирай предмет В, если он в паре с А и не выбирай его, если он в паре с С.

Такую систему дифференцировки осваивают дети с четырех лет, шимпанзе, голуби и вороны. Но при формировании установки на обучение и методе обратимых последовательных переделок голуби существенно отстают от приматов и врановых.

Переход от ассоциативных механизмов к когнитивным происходит и при формировании так назывемых творческих реакций, открытых К. Прайор при дрессировке дельфинов. У животных в серии проб подкреплялась какая-нибудь реакция. После ее формирования эту реакцию переставали поощрять и вознаграждали другую. Когда весь репертуар поведенческих реакций был исчерпан, животные по собственной воле начали вырабатывать множество новых «творческих» реакций, в том числе и не свойственных данному виду Обобщение, которое они сделали: если хочешь поощрение – совершай новое действие. Творческие реакции экспериментально доказаны для многих видов – от цыпленка до человека. Например, голуби в надежде на вознаграждение расстилали на земле собственное крыло и танцевали на нем.

Наличие когнитивных механизмов говорит о переходе к высшим формам научения.

ВЫСШИЕ ФОРМЫ НАУЧЕНИЯ

(не сводимые к связи S–R)

4. Латентное научение (от лат. latentis – скрытый, невидимый) – образование связи между безразличными стимулами или ситуациями без явного подкрепления (У. Торп).

Изучено недостаточно. Может включать и ассоциативное научение, но неясно, что именно в данный момент заучивается. Например, крыса запускается в лабиринт, где в одном из тупиков находится пища. Если она сыта, то пройдет мимо, не проявляя внешне никакой реакции. Когда по прошествии нескольких часов эту же крысу, но голодную запустить в тот же лабиринт, то животное сразу направится к пище.

В естественных ситуациях к латентному научению относится исследовательская активность в новых условиях (запоминание рельефа, запахов, расположения предметов и т.п.).

5. Инсайт (от англ. insight – проницательность, проникновение в суть) – «озарение», внезапное новое осознание связи между различными элементами поставленной проблемы, улавливание отношений между предметами и событиями. Термин введен В. Кёлером (1925), основоположником гештальтпсихологии, для обозначения особого вида научения, которое происходило в ситуациях, когда шимпанзе предлагались различные предметы (палки, ящики и т.д.) для доставания пищи (банана).

В отличие от животных Торндайка, которые не могли наблюдать действие механизма, запирающего клетку, шимпанзе Кёлера воспринимали и имели доступ ко всему необходимому для решения проблемы. Все имеющиеся в их распоряжении предметы были им знакомы, но никогда не использовались именно для доставания пищи. Животные должны были осознать новые возможности и связи между знакомыми предметами. Основное отличие инсайта от других форм научения – в том, что животные способны пользоваться опытом, приобретенным в других условиях.

Внешние отличия между инсайтом и ИУР в шутливой форме сформулировал Б. Рассел, английский философ и математик, лауреат Нобелевской премии по литературе: “ У всех тщательно наблюдавшихся животных обнаруживались национальные черты наблюдателей. Животные, которых изучали американцы, бешено прыгают с невероятным напором и, наконец, случайно получают желаемый результат. А животные, которых наблюдают немцы, сидят спокойно, думают, и в конце концов выдают решение из своего внутреннего сознания”.

В настоящее время понятие «инсайт-обучение» является собирательным термином, под которым подразумевается ряд сложных форм обучения трактуемых как когнитивные процессы, а также проявления мышления (Торп, 1963).

В специальной литературе этот термин используется все реже, уступая место конкретным определениям тех или иных форм обучения, но так как их очень много, названия и определения не являются общепринятыми и устоявшимися, в учебной литературе использование понятия «инсайт» вполне оправдано.

Как уже упоминалось, инсайт и латентное научение не могут быть сведены к сложной цепи стимулов и реакций. Исследование этих форм научения возможно только посредством когнитивного подхода, при котором основное внимание уделяется не реакции животного на стимулы, а вопросу: меняется ли поведение животного в результате воздействия на него определенных связей между явлениями?

В последние 15-20 лет бурно развивается новое направление этологии – когнитивная этология, изучающая познавательные процессы у животных, имеющие непосредственное отношение к эволюционным корням интеллектуальной деятельности человека. Она во многом опирается на методы и подходы психологии. В 2005 году на русском языке вышел первый учебник «Основы когнитивной этологии» Ж. И. Резниковой, в котором обобщены самые современные достижения отечественных и зарубежных ученых , работающих в этом направлении.

КОГНИТИВНЫЕ (ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ) ПРОЦЕССЫ

К когнитивным (от лат. сognicio – познание, изучение, осознание) процессам относятся те формы поведения человека и животных, в основе которых лежит не условнорефлекторный ответ на воздействие внешних стимулов, а формирование внутренних (мысленных) представлений о событиях и связях между ними. Когнитивная деятельность животных относится к мыслительным процессам, которые недоступны прямому наблюдению, но могут быть выявлены в эксперименте.

Наличие представлений обнаруживается в тех случаях, когда субъект совершает действия без какого бы то ни было физически реального стимула. Процесс формирования представлений, названный Д. Примэком естественным мышлением, основан на осознании естественных закономерностей, с которыми организм постоянно сталкивается. Животное создает некую внутреннюю картину мира, включающую комплекс представлений «что», «где», «когда». Они лежат в основе обработки информации о временных, числовых и пространственных характеристиках среды и тесно связаны с процессами памяти. Представления бывают образные и абстрактные (отвлеченные).

Последние являются основой формирования довербальных понятий.

НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ОБРАЗНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ

1. Представление о предмете (формирование мысленного образа предмета). Когда сытая собака зарывает кость, а затем спустя некоторое время возвращается за ней, она реагирует не непосредственно на кость, а на воспоминание о ней. Уйдя от кости, собака не может ее видеть и никакие другие чувства не говорят о ее наличии. Следовательно, в ее мозгу формируется некое мысленное представление (образ) этого раздражителя.

Наличие представлений изучается методом отсроченных реакций В. Хантера (1913-15), суть которого состоит в том, что на глазах животного прячут приманку под одним из двух или нескольких ящиков, а затем через определенное время, называемое временем отсрочки, животное подпускают к ящикам и регистрируют, как оно будет искать приманку. Предполагается, что на весь период отсрочки оно сохраняет в памяти информацию о месте нахождения раздражителя. С помощью этого метода были исследованы многие животные (первоначально еноты, крысы, собаки маленькие дети, затем многие виды приматов и др.) и было показано, что их поведение может направляться не только действующими в данный момент стимулами, но и хранящимися в памяти представлениями.

2. Представление о константности свойств предметов, т.е. понимание того, что предмет, исчезнувший из сферы восприятия, продолжает существовать, может быть отыскан и не меняет при этом своих свойств. Это общее представление делится на:

А) Представление о неисчезаемости объекта. В его основе эмпирическое знание о том, что предмет существует, даже если в данный момент он недоступен восприятию органами чувств. У детей это фундаментальное свойство психики осознавать, что спрятавшаяся мама не исчезла, а скоро появится, развивается постепенно в первые два года жизни. Изучение способности к формированию понятия о неисчезаемости объекта проводится с помощью теста Пиаже, разработанного первоначально для детей. Выделяют 6 стадий. Дети или животные:

1–не следят глазами за объектом, если он исчезает;

2–сразу следуют за объектом, но только если видят, как он движется;

3–следуют за объектом, даже если его движение частично скрыто;

4 –ищут спрятанный объект, но только точно в том же месте, где он был спрятан на их глазах;

5 –могут найти объект, если он на их глазах поменял расположение (т.е. был спрятан, затем вытащен, показан, перепрятан и так несколько раз);

6 –могут искать объект, если он перемещается невидимо от них, например, за ширмой. Последней стадии дети достигают в возрасте шести-семи с половиной лет.

Б) Представление о том, что движение предмета всегда имеет определенную траекторию и направление, которые можно предугадать = способность к экстраполяции.

Чтобы животное могло экстраполировать движение стимула, который выходит за пределы восприятия, оно должно оперировать понятием неисчезаемости объектов, активно следить за его движением и реагировать на исчезновение за укрытием. Котенок и щенок, играя с мячиком, закатившимся за диван, обычно не ждут его в том месте, где он закатился, а бросаются туда, откуда он, по их «расчетам» должен выкатиться.

В) Представление о вмещаемости и перемещаемости или оценка геометрической мерности фигур. Это способность понимать, что объемная фигура не может быть помещена в плоскую, а также, что объемная фигура меньшего размера может быть помещена в объемную фигуру большего размера и перемещаться вместе с ней. Собака очень хорошо понимает, что кость, которую хозяин поместил в сумку, будет перемещаться вместе с ней.

Эти два представления соответствуют пятой и шестой стадиям развития по Пиаже.

Термины «неисчезаемость», «перемещаемость», «вмещаемость» были введены Л.В. Крушинским, а вышеперечисленные представления о константности свойств объекта он назвал эмпирическими законами.

Г) Представление о пространственной организации среды или когнитивные карты = мысленный план. Понятие о мысленном плане впервые выдвинул Э. Толмен (1930).

Эта способность исследуется с помощью метода лабиринтов и метода обходного пути, с применением лабиринтов разных конструкций. В процессе обучения в лабиринте у животного формируется «когнитивная карта» всех признаков лабиринта или его мысленный план. Затем на основе этого плана животное выстраивает свое поведение. Способность конструировать внутренние когнитивные карты присуща многим видам от рыб до обезьян, а также головоногим моллюскам и насекомым. В решении задач в лабиринтах, например, муравьи не уступают крысам (чемпионам по ориентировке в лабиринтах), что, вероятно, объясняется обитанием в сложно структурированной среде, характерной для тех и других.

Рассмотренные ранее формы научения – ДУР, латентное научение, инсайт – основаны именно на формировании представлений, и, таким образом, могут быть отнесены к рассудочной деятельности (как когнитивные процессы).

РАССУДОЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Прежде чем описать проявления мышления животных, вспомним, как психологи определяют мышление человека.

Понятие «мышление» чаще используют по отношению к человеку, а «интеллект» – к животным (Филиппова, 2005).

Мышление (у человека) – опосредованное и обобщенное отражение действительности, в основе которой лежит произвольное оперирование образами (представлениями), и которое дает знание о наиболее существенных свойствах, связях и отношениях между объектами окружающего мира.

Интеллект

– в широком смысле – совокупность всех познавательных способностей индивида от ощущения и восприятия до мышления и воображения;

– в узком смысле – собственно мышление.

Функции интеллекта:

• обучение;
• оперирование символами;
• активное овладение закономерностями окружающей среды.

Формы мышления (человека)

• Индуктивное, опирающееся на логический вывод «от частного к общему», (построение аналогий);
• Дедуктивное, опирающееся на логический вывод «от общего к частному» или от «частного к частному» в соответствии с правилами логики;
• Наглядно-действенное, базирующееся на непосредственном восприятии предметов в процессе действий с ними;
• Абстрактно-логическое или вербальное, основанное на формировании абстрактных понятий, наиболее сложное.

Принято считать, что процесс мышления у человека осуществляется с помощью мыслительных операций – анализа, синтеза, сравнения, обобщения и абстрагирования. Результатом процесса мышления являются понятия, суждения и умозаключения.

Многие из этих мыслительных операций в зачаточной, элементарной присущи животным. Термин «рассудочная деятельность», предложенный Л.В. Крушинским, позволяет избежать полного отождествления мыслительных процессов животных и человека, существенно различающихся по степени сложности.

Как отмечает знаменитый отечественный психолог А.Р. Лурия: «Акт мышления возникает только тогда, когда у субъекта существует соответствующий мотив, делающий задачу актуальной, ее решение необходимым и когда субъект оказывается в ситуации, относительно выхода из которой у него нет готового решения». Это справедливо и для рассудочной деятельности животных.

СТРУКТУРА ПРОЦЕССА МЫШЛЕНИЯ

По современным представлениям в структуру процесса мышления (рассудочной деятельности) входят следующие способности:

1. Способность к формированию представлений = естественное мышление.

2. Способность к экстренному решению новых задач (не имеющих аналогов в природной среде) в новых, экстренно возникших ситуациях, в том числе

– за счет переноса ранее выработанной реакции на новые стимулы и новые ситуации. Например, у пчел в лаборатории был выработан условный пищевой рефлекс на сочетание трех цветов. Будучи выпущенными на луг, они начали посещать соответствующие трехцветные кормушки.

– за счет экстренной интеграции ранее образованных независимых навыков, как у шимпанзе Кёлера, которые, прежде чем достать банан, имели навык манипуляций и с ящиками, и с палками.

3. Способность к обобщению и абстрагированию, формированию довербальных понятий (не связана с решениями задач, основана на способности выделять и фиксировать относительно устойчивые (инвариантные) свойства предметов и отношений).

Шимпанзе, врановые, попугаи способны обобщать абсолютные признаки, например, цвет, форма, величина. Голуби обобщение по признаку «цвет» делать не могут, но способны узнавать определенное число элементов, отличая множества одной величины (например, два или три предмета) от остальных.

Те же голуби могут отличать слайды с городскими пейзажами и людьми от таких же слайдов, где людей не было. Они могут делать правильный выбор, если в качестве обобщаемых стимулов используются деревья, рыбы, вода (в виде капель, волн, стакана с водой и т.п.), автомобили, т.е. даже такие объекты, с которыми они никогда не встречались. Обобщения типа «человек», «вода», «дерево» были названы естественными понятиями. Заметим, что это неожиданный результат, так как в обобщении элементарных признаков предметов голуби показали низкие способности.

Доказано, что приматы широко пользуются естественными понятиями в природных условиях. У них имеются категории «сородич», «хищник». «пища» и др. Очевидно, что естественные понятия характерны и для других животных.

Животные способны обобщать относительные признаки: «больше –меньше». «правее – левее», «внутри – снаружи», «сверху – снизу», а также признак «новизна», т.е. из серии предложенных предметов выбирать новый.

Голуби, приматы, врановые и попугаи могут сформировать довербальное понятие «число» (голуби узнают множества разных предметов, состоящее из 5+2 элементов, а вороны до 20 и, возможно, выше).

Это одно из проявлений абстрактно-логического мышления, которое ранее считалось свойственным только человеку.

4. Способность к символизации (использование знаков вместо реальных стимулов и понятий).

Эта способность, прежде всего, проявляется при наличии у вида естественного языка, а также при обучении антропоидов языкам-посредникам и попугаев человеческому языку (см. разделы 5.4.3 и 5.4.4. учебника).

5. Сознание = совокупность знаний об окружающем мире, в том числе о себе самом (самосознание) и о социальном окружении субъекта (социальное сознание) Проявляется в форме

– самоузнавания ­ самосознания (узнавание себя в зеркале);

– понимания и прогнозирования действий других особей;

– манипулирования поведением сородичей.

Примеры в фильмах «Разум животных», «Знакомьтесь: шимпанзе» и в разделе учебника 5.9.3.

6. Все эти способности базируются на памяти – универсальной способности сохранения информации и реагирования не на сам объект, а на воспоминание о нем.

Проблема мышления до недавнего времени не была предметом рассмотрения в пособиях по поведению животных, высшей нервной деятельности и зоопсихологии. Если она все же затрагивалась, то исключительно с целью убедить читателей в слабом развитии рассудочной деятельности животных и наличии резкой (непроходимой) грани между мышлением человека и животных. Между тем за последние 15-20 лет произошло коренное изменение отношение к рассудочной деятельности животных в результате накопления множества новых разноплановых данных.

К настоящему времени сформулированы следующие представления о мышлении животных:

1. Зачатки мышления имеются у довольно широкого спектра видов: из позвоночных – у рептилий, птиц, млекопитающих, из беспозвоночных – у головоногих и общественных перепончатокрылых.

2. Элементы мышления у животных проявляются в разных формах: обобщение, абстрагирование, способность к счету, сравнение, логический вывод, экстренное принятие решений и т.п. Они видоспецифичны и соответствуют условиям обитания вида. Выстроить линейный ряд «ум– глупость» невозможно. Уступая другим видам в одних способностях, животные данного вида могут значительно превосходить их в других способностях.

3. У человекообразных обезьян способность к обобщению позволяет усваивать и использовать языки-посредники, по крайней мере, на уровне двух-трехлетних детей. Для них же характерны элементы самосознания (способность узнавать себя в зеркале) и социального сознания (способность к манипулированию поведением других особей (ложь), прогнозированию их действия и использованию их в своих интересах).

Таким образом, различия между интеллектом человека и животных не качественные, а количественные.

4. Разумные действия связаны с переработкой множественной сенсорной информации (звуковой, обонятельной, зрительной и пр.) в разных функциональных сферах – пищедобывательной, оборонительной, строительной, социальной и т.д.

5. Мышление животных – системное свойство мозга, прямо коррелирующее с филогенетическим уровнем и структурно-функциональной организацией мозга.

Роль этологии в изучении мышления животных состоит в следующем:

• Основоположники этологии не ставили своей целью оценку рассудочной деятельности животных, но положительно решали вопрос о наличии разума у животных. При этом они обогатили эту отрасль знания многочисленными фактами проявления рассудка у разных видов (К. Лоренц – у собак и других животных, Дж. Гудолл – у шимпанзе, О. Келер – у попугаев и т.п.).
• Использование метода этограмм в естественных условиях и тщательное описание всего поведенческого репертуара разных видов позволяет отделить действительно разумные действия от кажущихся таковыми (т.е. применить канон Ллойда-Моргана).
• Этологами приведены многочисленные данные о действительно адаптивной роли разумного поведения в естественных условиях обитания.
• Когнитивная этология как раздел общей этологии изучает сложнейшие коммуникативные процессы в популяциях, в ходе которых и проявляется чаще всего рассудочная деятельность животных.