Арендный блок

В отличие от облигатного научения факультативное научение представляет собой, как нам также уже известно, приобретение индивидуального опыта, который зависит от частных условий жизни особи и не является необходимым для всех представителей данного вида в качестве компонента их инстинктивного поведения. Факультативное научение модифицирует, совершенствует и приспособляет видотипичное, врожденное поведение в соответствии с особыми, частными, преходящими, а зачастую и случайными элементами среды обитания особи, поэтому факультативное научение носит сугубо индивидуальный характер, оно не приурочено к определенным сенсибельным периодам и отличается большой лабильностью и обратимостью. Видоспецифичными являются здесь лишь сама способность к научению и пределы этой способности.

Ассоциативное научение основывается на формировании связи между двумя стимулами. При классическом обусловливании образуется временная ассоциация между нейтральным условным стимулом и безусловным стимулом, вызывающим ответ. Пример классического обусловливания - поведение собак в опытах И.П.Павлова с рефлексами. Вид пищи вызывает у голодной собаки безусловный рефлекс слюноотделения. Если предъявлению пищи предшествует звонок, собака усваивает связь между этим звуком и едой. В результате звонок начинает сам по себе вызывать слюноотделение. Если сочетание безусловного (пища) и условного (звонок) раздражителей повторяется с сохранением временного соотношения между ними, мозг научается ассоциировать эти два стимула, и тогда предъявление только одного условного стимула станет вызывать безусловную реакцию - слюноотделение. Конечно, если пища перестает регулярно появляться в сочетании со звонком, условная реакция затухает: происходит угасание рефлекса.

Следующая разновидность ассоциативного научения - инструментальное (оперантное) обусловливание. Его механизм основан на том, что при подкреплении реакции изменяется ее вероятность. Подкрепление может быть положительным (вознаграждение) или отрицательным (наказание). Пример положительного подкрепления: дельфин, выпрыгнув из воды через обруч, получает рыбу. Пример отрицательного: ребенок за плохое поведение отослан в детскую. При положительном подкреплении вероятность реакции повышается, а при отрицательном - снижается.

Ассоциативное, факультативное обучение – активный процесс формирования собственной среды путем извлечения ее функциональных составляющих, значимых для выполнения тех или иных актов поведения. Эта категория обучения носит эффект-зависимый характер, то есть определяется результативностью контакта организма со средой. Формы ассоциативного обучения характеризуются совпадением во времени (ассоциацией) какого-либо воспринимаемого индифферентного раздражителя – внешнего или внутреннего – с деятельностью самого организма. Биологический смысл такой ассоциации – условного рефлекса – в его сигнальности, то есть в приобретении этим раздражителем роли предупреждающего фактора, сигнализирующего наступление предстоящих событий и подготавливающего организм к взаимодействию с ними. Формами ассоциативного обучения являются классические условные рефлексы (по И.П.Павлову) и оперантное обучение. Оперантное обучение – это обучение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Имеется три основных подобных вида обучения.

Классические условные рефлексы по И. П. Павлову – положительные и отрицательные.Оперантное научение (от лат. operatio – действие) – это научение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Имеется два основных подобных вида научения – метод проб и ошибок и инструментальный условный рефлекс.1. Метод проб и ошибок. Американский ученый Э. Торндайк (1890), видный представитель направления бихевиоризма (от англ. behaviour – поведение) помещал голодных кошек в так называемые проблемные клетки, которые открывались в том случае, если кошка предпринимала какие-то определенные действия: тянула за веревку, приподнимала запорный крючок и т. д. Когда кошка выходила из клетки, она получала пищу. По мере повторения процедуры выхода из клетки (увеличения числа проб и ошибок) скорость выполнения задачи возрастала. Эти исследования были продолжены Скиннером.

Инструментальный условный рефлекс – научение действию с помощью вознаграждения (подкрепления). Животное (крыса) по световому сигналу нажимает на рычаг и выключает электрический ток, чтобы избежать раздражения. Крыса также научается реагировать на световой раздражитель: нажимает на рычаг, чтобы получить пищу, т.е. она использует какой-то инструмент, отсюда и название этого вида научения. Дети быстро учатся говорить, когда родители одобряют их при правильном произнесении отдельных звуков и слов. В случае неправильного произнесения слова дети не получают подобного подкрепления, в результате чего эти слова постепенно исчезают из употребления в результате неподкрепления. Научение с помощью инструментального условного рефлекса происходит по сигналу, а научение методом проб и ошибок – без сигнала.

Самораздражение структур мозга для получения удовольствия, положительных эмоций или избегание самораздражения. Научение с помощью мышления (когнитивное научение). Во-первых, имеется в виду такой вариант, когда организм оказывается в ситуации, с которой он ранее не встречался, и находит правильное решение в результате мышления. При условном рефлексе по сигналу тоже имеет место мышление, т. е. оценка результата действия, но это происходит после выполнения действия. Однако в научении с помощью мышления первично мышление, а потом – действие, так как это целенаправленное научение. В эту форму научения следует включить научение с помощью рассудочной и психонервной деятельности, признавая, что между ними различий нет. Во-вторых, в эту форму научения следует включить и научение путем наблюдения.

Инструментальный условный рефлекс - это условный рефлекс, при котором реакция на условный раздражитель (обычно двигательная) является обязательным условием получения подкрепления. Например, если нажатие на педаль, сопровождаемое получением животным пищи, предваряется звуковым или световым раздражителем, то после ряда сочетаний нажатие на педаль становится инструментальной реакцией, а внешний стимул - сигналом для совершения такой реакции. Это и есть инструментальный условный рефлекс. Такой вид обучения, основанный на активной деятельности, играет важную роль в организации поведения человека в раннем постнатальном онтогенезе и остается доминирующим на протяжении дальнейшей жизни. Примером инструментальной реакции ребенка является его плач, в результате которого ребенок получает пищу. В этом случае плач играет для ребенка роль инструмента, изменяющего условия среды. Ребенок овладевает реакцией, которая определяет получение поощрения.

Инструментальный условный рефлекс успешно вырабатывается не только на поощрение, но и на наказание. Так, если собаку поместить в помещение, разделенное барьером, с целью научить ее перепрыгивать через него, для эффективного обучения возможно использование не поощрения (пища), а наказания (ток). Металлический пол подвергается воздействию электрического тока и животное, испытывая неприятное ощущение или боль, быстро обучается преодолевать препятствие и оказываться за барьером, где пол не находится под напряжением. При этом, одновременно с током включается световой или звуковой сигнал. В дальнейшем, если за 10 секунд до включения тока загорается световой или слышен звуковой сигнал, то собака избегает «наказания» - она перепрыгивает через барьер в течение того времени, которое отделяет световой или звуковой сигнал от включения тока.

Инструментальные условные рефлексы отличаются от классических условных рефлексов тем, что на их основе возникает бесконечное разнообразие новых двигательных реакций. Таким образом, поведение формируется на основе результата действия. Закрепляются в памяти субъекта в этом случае не безусловно-рефлекторные реакции, а произвольные активные действия.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Эта тема принадлежит разделу:

Зоопсихология

Предмет и задачи зоопсихологии и сравнительной психологии. Методы зоопсихологии, история развития. Допсихическое и психическое отражение. Характеристика психики животных.

К данному материалу относятся разделы:

Предмет и задачи зоопсихологии и сравнительной психологии. Взаимосвязь зоопсихологии и сравнительной психологии с другими науками

Методы зоопсихологии и сравнительной психологии. Проблема переноса результатов исследований, полученных на одном виде животных, на другой вид

История развития зоопсихологии: донаучные знания и научное становление до начала XX века

История развития зоопсихологии и сравнительной психологии в XX веке и в современной отечественной науке

Прикладное значение зоопсихологии в различных контекстах

Проблема происхождения психики: подходы к психическому, критерии психического

Допсихическое и психическое отражение. Проблема психического отражения: необходимость и условия возникновения

Периодизации эволюции психики и их основания

Теория эволюционного развития психики (по А. Н. Леонтьеву и К. Э. Фабри)

Методы исследования психики и принципы изучения развития психики в филогенезе

Общая характеристика психики животных на элементарной-сенсорной стадии низшего уровня

Общая характеристика психики животных на элементарной-сенсорной стадии высшего уровня

Общая характеристика психики животных на перцептивной стадии низшего уровня

Общая характеристика психики животных на перцептивной стадии высшего уровня

Общая характеристика психики животных на стадии интеллекта по А. Н. Леонтьеву или высшего уровня стадии перцептивной психики по К. Э. Фабри

Общая характеристика психического отражения на стадии сознания

Типы онтогенеза и уровень развития психики. Закон рекапитуляции, теория диссолюции, концепция системогенеза

Периодизация онтогенеза: революционные и эволюционные периоды

Ювенильный период развития: основные теории и специфика

Проблема врожденного и приобретенного в поведении животного: инстинктивные действия в раннем постнатальном периоде и раннее научение

Этология как одно из направлений изучения психики животных. История развития, задачи и методы этологии. Направления этологических исследований

Понятие поведения. Уровни, этапы, классификации форм поведения

Инстинкт: определение, критерии, наследственность, изменяемость, шаблонность, безошибочность

Закономерности реагирования животных на сигнальные раздражители: понятие сигнальных раздражителей, свойства сигнальных стимулов

Облигатное, неассоциативное, стимул-зависимое научение. Суммарная реакция. Привыкание. Импринтинг. Подражание

Факультативное, ассоциативное, эффект-зависимое научение. Классические и инструментальные условные рефлексы

Когнитивное научение. Латентное научение. Психонервное поведение

Элементарная рассудочная деятельность. Эмпирические законы Л. В. Крушинского. Экстраполяция. Инсайт. Вероятностное прогнозирование

Уровни организации сообществ. Критерии сообщества. Анонимные и индивидуальные сообщества

Факторы организации сообществ. Условия возникновения общественных отношений. Доминирование. Территориальность. Функции доминирования и территориальности

Развитие общения в филогенезе. Потребность в общении. Внутривидовое и межвидовое общение животных

Понятие социального релизера. Язык действий. Язык эмоций

Интеллект и мышление. Критерии интеллекта животных. Способность животных к обобщению и абстракции. Направления изучения элементов мышления у животных

Ориентировочно-исследовательская деятельность животных и человека. Манипулятивная активность. Орудийная деятельность. Продуктивная деятельность животных. Ранний онтогенез поведения и психики детей и детенышей человекообразных обезьян

Проблема сознания и самосознания животных. Критерии сознания

Язык эмоций и проблема происхождения человеческого языка. Коммуникация в природе и специфика языка человека

Виды языков-посредников. Эксперименты по обучению животных языкам-посредника

Этология человека: определение, направления исследований

Проблема биологического и социального в поведении человека. Культурно-историческая теория Л. С. Выготского

Концепция устойчивого развития как цель общественного развития Беларуси в XXI веке

Термин «устойчивое развитие» происходит от англ.sustainable development – постоянно поддерживающееся развитие.

Задачи, организационная структура и органы управления всероссийской службы медицины катастроф

Служба медицины катастроф Министерства обороны Российской Федерации и силы МВД, МПС России, предназначенные для ликвидации медико-санитарных последствий ЧС

Історія України, питання 29

Україна у складі Великого Князівства Литовського та Речи Посполитої. Початок Другої світової війни, і причини поразок радянських військ на початковому етапі війни. Хрущовська «відлига» на Україні.

Технология подготовки горных пород в выемке

Процесс подготовки горных пород к выемке. Подготовка мягких горных пород. Механический способ. Взрывной способ. Рыхление массива.

История отечественного государства и права. Тесты по ИОГП

Материалы, дополняющие содержание и порядок проведения текущего контроля успеваемости, промежуточной и итоговой аттестации студентов. Тесты по проверке остаточных знаний. Предмет, метод и периодизация истории отечественного государства и права.

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

Поведение: эволюционный подход Курчанов Николай Анатольевич

5.3. Ассоциативное научение

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

Врожденные формы поведения и индивидуально приобретенные развиваются у животных в тесной зависимости как от генотипа, так и условий содержания и эксплуатации. То или иное взаимодействие в различных соотношениях врожденных и условных рефлексов называется унитарной реакцией. В зависимости от изменившихся условий среды изменяется соотношение врожденных и индивидуально приобретенных компонентов в формировании унитарной реакции (Е.М. Каплан, О.Д. Цы-ренжалова, 1990; М.Е. Иоффе, 1991; С.Н. Хоютин, Л.П. Дмитриева, 1991).

Ассоциация (от лат. associatio - соединение). В психологии ассоциация означает связь между осознаваемыми и неосознаваемыми психическими процессами, которая образуется вследствие их совпадения во времени. Ассоциация - понятие, тождественное временной связи между той или иной сенсорной зоной и корковым представительством центра рефлекторной дуги безусловного рефлекса, образующейся при выработке условного рефлекса.

Различают два основных типа условно-рефлекторного научения, различающихся по методике их выработки: классический условный рефлекс и инструментальный условный рефлекс.

Двигательный условный рефлекс является классическим, ассоциативным условным рефлексом.

Инструментальные условные рефлексы - это рефлексы, в которых осуществление двигательных реакций является обязательным условием для получения привлекающего безусловного раздражения или для избавления от неблагоприятного раздражения. Эти рефлексы служат животному инструментом для достижения подкрепления, удовлетворения потребности. Биологически полезный результат является подкреплением при выработке инструментального рефлекса.

Например, голодное животное находится в станке, за пределами станка на виду лежит корм. Животное производит множество движений к корму. Случайно смещает запирающий механизм и выходит наружу. Если такое сочетание условий повторяется, то животное располагается вблизи запирательного механизма, смещает его и выходит наружу. У животного образовался инструментальный двигательный условный рефлекс.

Выработка инструментального условного рефлекса происходит при активации определенного центра, при определенной потребности. Инструментальный условный рефлекс - условный рефлекс второго типа, оперативный условный рефлекс.

Когнитивное и произвольное научение. Формирование инструментального условного рефлекса, очевидно, связано с когнитивной деятельностью, включающей в себя процессы научения и мышления. Животное узнает об отношениях между событиями, находящимися вне его контроля, и на этой основе формирует соответствующее поведение, а также может ассоциировать между собой события, не меняя при этом своего поведения. Когнитивная деятельность относится к мыслительным процессам, которые недоступны прямому наблюдению. Животные обладают механизмами обнаружения и узнавания причинных отношений, различают простую причинную связь между двумя событиями.

Животные могут научиться и тогда, когда два события не связаны между собой. Такую форму научения называют "приобретенной беспомощностью". Она замедляет будущее научение в аналогичных условиях.

Улавливание причинно-следственных отношений и способность оперировать этим при формировании программы адаптивного поведения являются проявлением элементарного мышления, рассудочной деятельности. Сложное поведение основано на развитии системы временных связей различного типа между нейронами различных структурно-физиологических образований центральной нервной системы, ассоциативных связей. Для восприятия отдельных структурных элементов среды и существующих между ними отношений нейроны мозга объединяются в функциональные констелляции аксодендритными разветвлениями.

На совершенствование психической деятельности направлены инстинкты саморазвития: исследовательский, новизны, свободы, имитационный, игровой. Инстинкт свободы - препятствие служит стимулом поиска ответной реакции. Исследовательский инстинкт и новизны обусловливаются потребностью в получении информации о новом предмете, явлении. Игровой инстинкт обеспечивает приобретение новых навыков поведения. Нормальная жизнедеятельность требует притока из окружающей среды не только веществ и энергии, но и информации.

При образовании инструментальных рефлексов и классического условного рефлекса проявляется перцептивное научение.

Перцептивное научение (перцепция от лат. perceptio - восприятие). Целостное, интегральное отражение отдельных предметов и явлений внешнего мира, возникающее при воздействии раздражителей на рецепторы. Перцепция связана с деятельностью сенсорных систем и двигательной системы. Опознание предмета, явления включает память и активное ориентировочно-исследовательское поведение животного. Перцептивное научение представляет собой активный процесс научения, приобретенные изменения реакций на сенсорные стимулы в ходе повторных воздействий их без специального подкрепления.

Вероятностное научение. Важнейшим условием целенаправленных поведенческих реакций является способность животных прогнозировать предстоящие события в условия* неопределенности среды - вероятностное научение. Животное воспринимает ситуацию как неопределенную до тех пор, показ в результате поисковой активности не сформирует соответствующую субъективную модель событий окружающей среды. Вероятностное научение наиболее выражено у животных в начальный период условно-рефлекторного научения.

Ориентировочная реакция служит "посредником" связей в сенсорном предобусловливании - образовании связи между индифферентными раздражителями. Если животному несколько раз предъявляется один индифферентный раздражитель и через некоторый интервал времени другой, то затем условный рефлекс, выработанный на один из этих раздражителей, проявляется и на действие второго индифферентного раздражителя. Очевидно, что между двумя сенсорными зонами в коре больших полушарий, которые возбуждались двумя разными индифферентными раздражителями, образуется временная связь.

Научение инсайт. Инсайт (от англ. incite - озарение) - внезапное улавливание целостной структуры ситуации и принятие правильного решения, осуществление разумного поведения. Инсайт является врожденной способностью животного использовать приобретенный в течение жизни опыт для формирования программы поведения в новых внезапно создавшихся условиях. При формировании программы действия наряду с информацией с рецепторов используются возбуждения из аппарата памяти. Существенную роль в возникновении инсайта играет латентное обучение. Научение инсайт связано с деятельностью сенсорных зон коры, гипокампа, миндалин, лимбикокортикальных связей.

Ассоциативное научение.

Со времен Аристотеля до наших дней основной принцип научения – ассоциация по смежности – формулируется сходным образом. Когда два события повторяются с небольшим интервалом (временнáя смежность), они ассоциируются друг с другом таким образом, что возникновение одного вызывает в памяти другое. Русский физиолог Иван Петрович Павлов (1849–1936) первым занялся исследованием в лабораторных условиях свойств ассоциативного научения. Павлов обнаружил, что, хотя звук колокольчика первоначально никак не отражался на поведении собаки, однако, если он регулярно звонил 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 (см . УСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС). 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 т.н. 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.

Инструментальное научение.

Второй тип научения, тоже относящийся к основным, осуществляется методом проб и ошибок. Впервые он был систематически изучен американским ученым Э.Торндайком (1874–1949), одним из основателей психологии образования. Торндайк помещал кошку в ящик, из которого она могла выйти, только потянув за шнур, свешивавшийся с крышки. После ряда случайных движений кошка рано или поздно тянула за шнур, обычно совершенно случайно. Однако, когда ее снова помещали в ящик, она уже тратила меньше времени на то, чтобы снова потянуть за шнур, и при повторении ситуации освобождалась из ящика мгновенно. Научение измерялось в секундах, которые требовались кошке для того, чтобы совершить правильное действие. Другой пример инструментального обучения – метод, предложенный американским психологом Б.Скиннером (1904–1990). «Ящик Скиннера» представляет собой тесную клетку с рычагом в одной из стенок; цель эксперимента – научить животное, обычно крысу или голубя, нажимать на этот рычаг. Животное до начала обучения лишают пищи, а рычаг соединяют с механизмом подачи еды в клетку. Хотя сначала животное не обращает внимания на рычаг, рано или поздно оно нажимает на него и получает пищу. Со временем интервал между нажатиями на рычаг уменьшается: животное научается использовать зависимость между желательной реакцией и кормлением.

Иногда научение определенному поведению оказывается таким долгим или сложным, что животное никогда не смогло бы прийти к нему случайно. Тогда применяется метод «последовательных приближений». Не ожидая выполнения всей требуемой последовательности действий, дрессировщик выдает поощрение за что-то похожее на желательный поведенческий акт. Например, если собаку нужно научить перекатываться, ей сначала дают лакомство просто за то, что она ложится по команде. После того, как первая часть освоена, собака получает поощрение лишь при случайном выполнении нужного движения: например, после того, как ляжет, она перекатится на бок. Шаг за шагом дрессировщик добивается все более близкого соответствия желаемому поведению, по принципу детской игры «холодно – теплее – горячо». В целом, инструментальное научение очень похоже на эту игру, но роль спрятанного предмета выполняет определенный вид поведения, а роль слова «горячо» – поощрение.

Последовательные приближения к желаемому поведению применяются и при лечении тяжелых форм шизофрении, когда единственная цель – побудить пациента двигаться и разговаривать вместо того, чтобы уйти в себя и хранить молчание. Как всегда при инструментальном научении, для успешности метода необходимо найти что-то, чего пациент хочет (например, сладости, жевательную резинку или интересные фотографии). После того как обнаружена хоть какая-то реакция, следует определить, какие аспекты поведения наиболее желательны, и сделать их условием получения вознаграждения. Отметим, что к способам инструментального научения относится и наказание, но здесь зависимость возникает между нежелательным поведением и неприятным воздействием.

Последовательное научение.

Некоторые виды научения требуют выполнения отдельных поведенческих актов, каждый из которых по отдельности осваивается легко, но затем они объединяются в определенную последовательность. Исследования одного из видов последовательного научения, т.н. серийного вербального научения, были начаты немецким философом и психологом Г.Эббингаузом (1850–1909). Эксперименты Эббингауза предполагали запоминание списков слов или слогов в определенном порядке и впервые продемонстрировали несколько хорошо известных законов, в частности закон, определяющий способность к запоминанию элементов последовательности. Этот закон «места в серии» гласит, что в любой последовательности легче всего запоминается ее начало, затем конец, а наиболее трудно – часть, следующая непосредственно за серединой. Эффект места в серии проявляется при выполнении любого задания такого рода – от запоминания телефонного номера до заучивания стихотворения.

Овладение навыком представляет собой другой вид последовательного научения, отличающийся от вербального тем, что заучивается последовательность не вербальных, а двигательных реакций. К какой бы области ни относился навык – спорту, игре на музыкальном инструменте или завязыванию шнурков, – овладение им почти всегда предполагает три стадии: 1) инструктирование, цель которого – определить стоящую перед исполнителем задачу и дать рекомендации по способам ее выполнения; 2) тренировка, при которой требуемые действия выполняются под контролем сознания, сначала медленно и с ошибками, потом быстрее и правильнее; 3) автоматическая стадия, когда поведенческие акты протекают гладко и требуют все меньше и меньше осознанного контроля (примерами автоматического навыка служат завязывание шнурков, переключение передач в автомобиле, ведение мяча опытным игроком в баскетбол).

НЕКОТОРЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОДКРЕПЛЕНИЯ

Ряд видов научения требует подкрепления. При инструментальном научении подкреплением служат награда или наказание. В отдельных видах научения человека подкреплением является просто информация о том, правильны или нет его действия. В силу того, что в таких областях, как воспитание ребенка и психотерапия, роль подкрепления весьма велика, ряд аспектов подкрепления будет рассмотрен более подробно.

Вторичное подкрепление.

В ходе ассоциативного научения некоторые сигналы, которые изначально не имели никакой ценности или не говорили об опасности, соединяются в сознании с событиями, обладающими ценностью или связанными с опасностью. Если это происходит, сигналы или события, ранее носившие нейтральный характер, начинают сами действовать как поощрение или наказание; такой процесс носит название вторичного подкрепления. Классический пример вторичного подкрепления – деньги. Животные в ящике Скиннера готовы нажимать на рычаг, чтобы завладеть специальными жетонами, обмениваемыми на пищу, или добиться того, что начнет звонить звонок, со звуком которого они приучены отождествлять появление еды. Научение, приводящее к избеганию, иллюстрирует вариант вторичного подкрепления через наказание. Животное выполняет определенные действия при появлении сигнала, который, хотя сам и не является неприятным, постоянно сопровождает какое-то неприятное событие. Например, собака, которую часто бьют, съеживается и обращается в бегство, стоит ее хозяину поднять руку, хотя в самой по себе поднятой руке ничего опасного нет. При использовании для контроля за поведением положительного и отрицательного вторичного подкрепления нет необходимости в частом фактическом поощрении или наказании. Так, когда животных дрессируют по методу последовательных приближений, подкреплением при каждой попытке обычно служит лишь щелкающий звук, который до этого регулярно сопровождал появление пищи.

Поощрение или наказание.

Одна из проблем научения – не только добиться нового, желательного поведения, но и избавиться от проявлений нежелательного. Главная цель наказания – устранить имеющее место поведение, а не заменить его новым. Часто, например при воспитании детей или их обучении, возникает вопрос, что лучше: наказать за проступок или дождаться желательного поведения и поощрить ребенка. Наибольших результатов удается достичь, когда наказание сопровождает старое поведение, а награда – новое. Хотя это всего лишь общее правило, которое не может использоваться во всех случаях жизни, оно подчеркивает важный принцип: следует обращать внимание не только на само поведение – нежелательное, устраняемое при помощи наказания, и желательное, поощряемое наградой, – но и на наличие альтернативы данному типу поведения. Если требуется отучить ребенка дергать кошку за хвост, то, согласно этому принципу, необходимо не только наказать малыша, но и предложить ему другое занятие (например, игру с игрушечной машинкой) и наградить его за переключение. Если человек осваивает работу с каким-либо механизмом, инструктор должен не просто терпеливо ждать, когда тот все сделает правильно, а показать ему его ошибки.

Частичное подкрепление.

Инструментальное научение с использованием поощрения – например, приучение крысы в ящике Скиннера нажимать на рычаг ради получения пищи или похвала ребенку, когда он говорит «спасибо» и «пожалуйста», – предполагает несколько видов зависимости между поведением и поощрением. Самый обычный вид зависимости – постоянное подкрепление, при котором награда выдается за каждую правильную реакцию. Другой вариант – частичное подкрепление, предлагающее поощрение только при некоторых правильных реакциях, скажем в каждом третьем случае желаемого поведения, или в каждом десятом, или при его первом проявлении каждый час или каждый день. Воздействие частичного подкрепления важно и представляет большой интерес. При частичном подкреплении для освоения желаемого поведения требуется больше времени, но результаты оказываются гораздо более стойкими. Сохранение эффекта особенно заметно, когда поощрение прекращается; такая процедура называется «угасанием». Поведение, освоенное при частичном подкреплении, сохраняется надолго, а освоенное при постоянном подкреплении быстро прекращается.

ПЕРЕНОС И ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

Научение определенному типу поведения редко происходит изолированно. Чаще имеет место сходство между теми ситуациями, в которых осваиваются разные типы поведения, или сходство между самими типами поведения. Когда, например, сходны между собой два последовательных учебных задания, выполнение первого из них облегчает выполнение второго; такой эффект называют «переносом». Положительный перенос возникает в том случае, если освоение первого умения помогает в освоении второго; например, научившись играть в теннис, человек легче научится играть в бадминтон, а ребенок, умеющий писать на доске, легче освоит письмо ручкой на бумаге. Отрицательный перенос происходит в противоположных ситуациях, т.е. когда освоение первой задачи мешает научиться выполнять вторую: например, неправильно запомнив имя нового знакомого, труднее выучить правильное имя; умение переключать передачи в автомобиле одной марки может затруднить пользование автомобилем другой марки, где все рычаги расположены иначе. Общий принцип заключается в следующем: положительный перенос возможен между двумя видами деятельности, если второй из них требует такого же поведения, как и первый, но в иной ситуации; отрицательный перенос возникает при освоении нового способа поведения взамен прежнего в той же ситуации.

Отрицательный перенос представляет особый интерес. При его экспериментальном изучении используют «угасание», т.е. процедуру, когда поощрение прекращается. Хотя такие опыты обычно проводятся для того, чтобы проследить за исчезновением ранее подкрепляемого поведения, они позволяют придти к выводу, что последнее всегда замещается новым поведением – пусть даже всего лишь бездействием. Широко исследовалась также т.н. вербальная интерференция, суть которой в том, что новый словесный материал хуже запоминается из-за наложения другого, уже известного материала того же рода; в таких случаях задача ассоциативного научения – сформировать новую ассоциацию к слову или предмету, уже с чем-то ассоциирующемуся (например, когда от испытуемого требуется запомнить, что по-французски его любимец называется chien, а не собака). Наконец, в психотерапии существует метод противообусловливания, в соответствии с которым пациентов, страдающих навязчивым страхом (фобией), обучают расслабляться при виде предмета, вызывающего страх, или чего-то, что его символизирует. Так, пациент, боящийся змей, сначала обучается методу глубокой релаксации, а затем его постепенно приучают во время расслабления думать о змеях, заменяя существовавший ранее страх спокойным поведением. Во всех таких ситуациях, когда возникают две интерферирующие реакции, выраженность конфликтующих типов поведения отчетливо зависит от времени, истекшего с момента их освоения. Если оценивать успех немедленно после того, как было освоено новое задание – либо в серии экспериментов без поощрения, либо путем неоднократного называния собаки словом chien или повторяющегося сочетания релаксации с представлением о змее, – второй тип поведения оказывается доминирующим. Однако, если возникает перерыв в тренировках, вновь проявляется первый тип поведения. Например, если человек, старательно упражняясь, научился наконец переключать передачи в новом автомобиле, где рукоятки расположены иначе, чем в старом, то недельный перерыв приведет к восстановлению прежней привычки и ошибкам в применении нового навыка. Периодические тренировки поведения нового типа раз от раза уменьшают вероятность рецидивов, но, поскольку прежние действия ни при каких условиях не искореняются совсем, некоторые специалисты склонны считать, что изначальное научение никогда полностью не стирается, и новые реакции лишь доминируют над старыми.

ПРИНЦИПЫ ЭФФЕКТИВНОГО НАУЧЕНИЯ

Хотя некоторые принципы научения, такие, как зависимость его успеха от практики, никого не могут удивить, были найдены и менее очевидные закономерности, весьма полезные во многих случаях.

Кодирование информации в памяти.

Многие виды обучения включают три важнейших элемента: звук, смысл и зрительный образ. Например, необходимо образовать ассоциацию между словами «собака» и «стол». Обучение путем кодирования звука требует все новых и новых повторений этих слов, вслушивания в то, как они звучат вместе, и запоминания ощущений, возникающих при их повторении. Этот акустический метод, называемый механическим запоминанием, иногда необходим, но значительно уступает кодированию по смыслу. Осмысленное усвоение ассоциации между словами «собака» и «стол» включает мысль о собаке, мысль о столе и установление какой-то связи между ними, например утверждения, что собака никогда не работает за столом. Смысловое кодирование – наиболее важный фактор успешного школьного образования. Длительная усердная работа, использующая механическое запоминание, не дает тех результатов, какие достигаются в ходе намного меньшего числа занятий, в которых основное внимание уделяется смыслу урока. Иногда же наиболее результативным оказывается третий метод – метод формирования зрительных образов. В случае с «собакой» и «столом» процедура должна заключаться в создании реалистического мысленного образа, в котором важную роль играют и собака, и стол, например образа старинного письменного стола, на котором стоит пресс-папье с ручкой в виде охотничьей собаки. Чем более живым окажется образ, тем легче впоследствии вспомнить связь между этими двумя объектами. Конечно, в некоторых случаях, особенно если дело касается абстрактных понятий типа «несчастье» и «энергия», нет простого способа визуального представления и приходится полагаться только на смысловое кодирование. Таким образом, эффективное обучение обеспечивают не только время и усилия, затраченные на практику; большое значение имеет также сам характер практики.

Организация практики.

При освоении навыка, как и во многих других ситуациях, полезно делать частые перерывы для отдыха, а не практиковаться непрерывно. То же количество занятий приведет к более эффективному научению, если они распределены во времени, а не сконцентрированы в единый блок, как это делается при т.н. массированном обучении. Занятия, проводимые частично утром и частично вечером, обеспечивают большее различие в условиях обучения, чем занятия только утром или только вечером. Однако часть процесса обучения заключается в том, чтобы обучаемый мог вспомнить сохраненную памятью информацию, и такому вспоминанию способствует воссоздание ситуации, в которой что-то было выучено. Например, результаты тестирования оказываются лучше, если оно проводится не в специальном экзаменационном классе, а в том же помещении, где происходило обучение. См. также