Инструментальные условные рефлексы

(или обучение методом проб и ошибок)

Начало исследований инструментальных УР связано с име­нем Э. Торндайка (...), хотя их анализ проводился и в лабора­тории И. П. Павлова. <...>

В опытах с «проблемными ящиками» Торндайк наблюдал, как посаженная в ящик кошка ищет выход, пытаясь открыть дверцу разными способами (...) (для этого нужно было нажать на задвижку или потянуть за пружину). Кошка сначала совер­шает много разных действий (проб), которые в своем большин­стве бывают неверными (ошибки), пока случайно не откроет | ящик. При последующих пробах она выходит из ящика все быс­трее и быстрее. Конструкция устройства была подсказана Торн-дайку К. Ллойдом-Морганом, наблюдавшим, как его собака манипулирует с задвижкой калитки, чтобы «улизнуть» из дома (...). Такое обучение Торндайк и назвал - «методом проб и ошибок». В дальнейшем обучение животного подобным действиям получило название инструментальных (или оперантных) УР.

Торндайк первым предложил количественную оценку ди­намики обучения животного инструментальному навыку. Для этого он ввел так называемые «кривые научения».

Между классическими и инструментальными УР существу­ют определенные различия.

<...>При классических УР временная связь между услов­ным сигналом и безусловной реакцией возникает непроизволь­но при действии безусловного раздражителя (подкрепления).

При инструментальных УР подкрепление, например пища, дается только после того, как животное совершает определен­ное действие, которое не имеет прямой связи с безусловным раздражителем.

<...>К категории инструментальных УР относится форми­рование навыка нажатия на рычаг (или клевания кнопки) для получения порции пищи. После работ Б. Скиннера этот УР стал основным в исследованиях бихевиористов (анализ связей «сти­мул-реакция»). К инструментальным УР относится также обу­чение подопытного животного находить путь к пище или из­бегать неприятных стимулов в лабиринте. Инструментальным УР является и реакция избегания — навык переходить в тот отсек экспериментальной камеры, где отсутствует болевое под­крепление.

<...>Обширные исследования, выполненные сторонника­ми идей бихевиоризма, привели к появлению целого ряда но­вых терминов и понятий и созданию специфического языка для описания закономерностей процесса обучения, обнаружен­ных только благодаря примененным ими подходам. Многие термины сначала использовались как чисто технические — для объективного описания данных (знакомство с ними может по­мочь при чтении научных статей бихевиористов). К таким тер­минам, в частности, относятся:

• оперантное поведение — спонтанные действия, не вызван­ные каким-либо очевидным стимулом;

• реактивное поведение — всякое поведение, которое совер­шается в ответ на определенный стимул;

• режим подкрепления (reinforcement schedule): соотношение числа реакций (например, нажатий на рычаг) и вознаграж­дений (например, кусочков пищи; подробнее см. ниже);

• постоянный (или переменный) интервал (fixed or variable interval) — вознаграждение дается через определенные ин­тервалы времени, в период которых животное может осу­ществлять двигательные реакции (эти интервалы могут быть постоянными или варьироваться по длительности), но по истечении этого интервала подкрепляется только первая реакция;

• фиксированное (или переменное) соотношение (fixed ratio or variable ratio) — подкрепление дается животному только после того, как оно произведет какое-то количество реак­ций (нажатий или клеваний). Можно давать подкрепление только после определенного числа реакций (фиксирован­ное соотношение) или это число может каким-то образом варьироваться (переменное соотношение);

• смежность (contiguity) — этим термином обозначают посту­лируемое возникновение связей между стимулами и возни­кающими на их основе реакциями, а также совпадение УС с реакцией животного или УС с подкреплением, которое необходимо для возникновения УР;

• ключ (сие) — обычно это либо рычаг, на который нажимает крыса, либо освещенный кружок, по которому наносит удар клювом голубь (этот термин, обычный для работ бихевиористов, не следует путать с термином «ключевой стимул», принятым в этологии для обозначения видоспецифических стимулов, вызывающих инстинктивные реакции)<...>

 

Когнитивные (познавательные) процессы

 

Общая характеристика

 

<...> Метод отсроченных реакций. Мысль о существовании у животных некоего «процесса представления», т. е. такой ак­тивности мозга, которая соответствует полученной ранее сти­муляции, но может поддерживаться в ее отсутствие, была впер­вые высказана У. Хантером в 1913 г. Для оценки способнос­ти животного реагировать на воспоминание о стимуле в отсут­ствие этого реального стимула У. Хантер предложил метод отсроченных реакций.

Животное (в опытах Хантера — енота) помещали в клетку с тре­мя одинаковыми и симметрично расположенными дверцами для выхода. Над одной из них на короткое время зажигали лампочку, а потом еноту давали возможность подойти к любой из дверец. Если он выбирал дверцу, над которой зажигалась лампочка, то получал подкрепление. При соответствующей тренировке живот­ные выбирали нужную дверцу даже после 25-секундной отсроч­ки — интервала между выключением лампочки и возможностью сделать выбор.

В опытах других исследователей задача ставится иначе. На гла­зах у голодного животного в один из двух (или трех) ящиков по­мещают корм. По истечении периода отсрочки животное выпус­кают из клетки или убирают отделяющую его преграду. Его зада­ча выбрать ящик с кормом.

Выполнение теста на отсроченные реакции на неслучайном уровне считается доказательством наличия у животного мыс­ленного представления о спрятанном предмете (его образа), т. е. существования какой-то активности мозга, которая в этом слу­чае подменяет информацию от органов чувств. С помощью это­го метода были исследованы представители различных видов животных и было продемонстрировано, что их поведение мо­жет направляться не только действующими в данный момент стимулами, но также и хранящимися в памяти следами, обра­зами или представлениями об отсутствующих стимулах.

Опыты на разных животных были дополнены исследова­ниями на детях. Эту методику стали довольно широко при­менять и в нашей стране, начиная с 30-х годов, но многие уче­ники И. П. Павлова (например, Э. Г. Вацуро) отождествляли ее с методом следового УР, когда выполнение условной реакции происходит как бы на основе «следов действия УС». Метод от­сроченных реакций стали использовать как тест на форму осо­бой памяти, которая не идентична памяти, формирующейся при УР (см. словарь терминов).

<...> Тест на оценку представлений о константности свойств предметов. Один из способов изучения роли представлений в поведении и психике животного — тест на «константность свойств предмета» («object permanence»), т. е. на способность субъекта понимать, что предмет, скрывшийся из поля зрения, продолжает существовать, может быть отыскан и не меняет при этом своих свойств. Тест широко применяется в исследованиях психического развития животных и человека (Пиаже, 1969; Бауэр, 1979).

Для оценки способности животных оперировать представ­лениями о константности свойств предмета существуют тесты:

• на «неисчезаемость»;

• на «вмещаемость»;

• на «перемещаемость» и др.

Термины были введены Л. В. Крушиноким (1986) и соот­ветствующие тесты названы им «эмпирическими законами». Они соответствуют 4-й и 6-й стадиям развития по Пиаже (1969) (...).

В основе понимания животным или ребенком принципа «неисчезаемости» лежит эмпирическое знание того, что предметы суще­ствуют, даже если в данный момент они недоступны непосред­ственному восприятию органами чувств.

По мнению Л. В. Крушинского, понимание животным это­го принципа составляет необходимое условие для проявления способности к экстраполяции направления движения стиму­ла и решению ряда других элементарных логических задач

«Мысленный план» лабиринта. Одним из первых гипотезу о роли представлений в обучении животных выдвинул Э. Толмен в 30-х годах XX века (1930, 1997). Исследуя поведение крыс в лабиринтах разной конструкции, он пришел к выводу, что общепринятая в то время схема «стимул-реакция» не мо­жет удовлетворительно описать поведение животного, усвоив­шего ориентацию в такой сложной среде, как лабиринт. Толмен высказал предположение, что в период между действием стимула и ответной реакцией в мозге совершается определен­ная цепь процессов («внутренние или промежуточные пере­менные»), которые определяют последующее поведение. Сами эти процессы, по мнению Толмена, можно исследовать строго объективно по их функциональному проявлению в поведении.

В процессе обучения у животного формируется «когнитивная кар­та» всех признаков лабиринта, или его «мысленный план». Затем на основе этого «плана» животное выстраивает свое поведение.

Толмен и его последователи исследовали формирование «мысленного плана» («карты») с помощью лабиринтов разных конструкций, путь в которых животные могли менять в зави­симости от того, были ли им доступны более короткие пути.

<...> Образование «мысленного плана» может происходить и в отсутствие подкрепления, в процессе ориентировочно-ис­следовательской активности. Этот феномен Толмен назвал ла­тентным обучением.

Сходных взглядов на организацию поведения придержи­вался И. С. Бериташвили (1974). Ему принадлежит термин — «поведение, направляемое образом». Бериташвили продемон­стрировал способность собак к формированию представлений о структуре пространства, а также «психонервных образов» пред­метов. Ученики и последователи И. С. Бериташвили показали пути видоизменения и совершенствования образной памяти в процессе эволюции (Натишвили, 1987), а также в онтогенезе (Бадридзе, 1987), базируясь на данных по пространственной ориентации животных.

Гипотеза о когнитивных механизмах многих форм поведения закономерно возникала у исследователей, пытавшихся осмыс­лить данные самых разнообразных экспериментов. Американ­ский ученый Д. Гриффин (Griffin, 1984) в книге «Мышление животных» («Animalthinking») в популярной форме рассматри­вает факты, хотя и не всегда действительно относящиеся к сфе­ре мышления животных, но явно не получавшие объяснения в терминах бихевиоризма (например, орудийная деятельность и сложные виды коммуникации).

Когнитивная психология человека — направление, возник­шее как реакция на господство идей бихевиоризма в области изучения психики человека, — оказала влияние на исследова­ния когнитивных процессов у животных. Проведение аналогий между переработкой информации мозгом и вычислительной машиной позволило описывать память животных как процесс переработки информации с привлечением соответствующего математического аппарата и понятий теории информации (Солсо, 1996).

Одно из наиболее популярных направлений в анализе ког­нитивных процессов у животных — это анализ обучения «про­странственным» навыкам (главным образом, благодаря введе­нию в лабораторную практику методов водного и радиального лабиринтов). Существует даже тенденция считать эти феноме­ны основным проявлением когнитивной деятельности живот­ных (в действительности же в эту категорию входит значительно более широкий круг индивидуально-присособительных реак­ций животных, в том числе довербальные понятия, способность к усвоению и использованию символов, которая была обнару­жена при обучении языкам-посредникам, и др.).

Понятие «когнитивная деятельность животных» включа­ет способность к разным видам обучения и элементы довербального мышления.

На формировании представлений основаны следующие виды обучения животных:

• латентное обучение;

• пространственное обучение;

• выбор по образцу;

• заучивание последовательностей.

 

Латентное обучение

 

«По определению У. Торпа, латентное обучение — это «...образо­вание связи между индифферентными стимулами или ситуация­ми в отсутствие явного подкрепления».

Элементы латентного обучения присутствуют практически в любом процессе обучения, но могут быть выявлены только в специальных опытах.

В естественных условиях латентное обучение возможно бла­годаря исследовательской активности животного в новой си­туации. Оно обнаружено не только у позвоночных. Эту или сходную 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 такого «латентного знания» выражается в том, что животное, которому предварительно дали ознакомиться с об­становкой опыта, обучается быстрее, чем контрольное, не имев­шее такой возможности.

 

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: