Координация систем управления поведением

Так же как существует множество различных типов систем управления поведением, имеются и разные способы координации их действия.

Может быть, самый простой способ организации поведения, которое с течением времени должно особым образом измениться, — это цепочка, каждое звено которой представляет собой систему управления поведением. В таком случае поведение развертывается в правильной последовательности, потому что результаты активности одной системы управления поведением благодаря обратной связи из центра не только прекращают ее действие, но также запускают следующую в цепи систему. В итоге одна деятельность завершается, а другая начинается.

Результаты активности первой системы могут фиксироваться проприоцептивными или экстероцептивными органами (или теми и другими вместе). Примером последовательности поведенческих актов, зависящих от проприоцептивной обратной связи, может служить ходьба. Здесь конец первой фазы чередующегося действия;; фиксируется проприоцептивно, а когда сигналы обратной связи поступают в систему управления, она одновременно и прекращает первую фазу движения, и запускает вторую. Однако основная часть; наиболее сложных и интересных цепочек инстинктивного поведения зависит от сигналов обратной связи, поступающих от экстероцепторов — глаз, ушей и носа. В этологической литературе приводится множество примеров такого рода. Яркой иллюстрацией могут служить реакции медоносной пчелы-фуражира: звенья в цепочке реакций были установлены в ходе экспериментальной работы с использованием метода моделирования.

Сбор меда пчелой начинается с действия визуально управляемой поведенческой системы; воспринимая — часто с весьма значительного расстояния — форму желтого или голубого цветка, пчела летит к нему, пока не окажется от него на расстоянии около 1 см. Следующим звеном в цепочке управляют органы обоняния: воспринимая? запах, распространяющийся в пределах некоторой зоны, пчела садится на цветок и исследует его форму. Третье звено управляется: осязанием: воспринимая структуры определенной формы, пчела погружает в цветок свой хоботок и начинает сосать нектар. При обычном ходе событий результатом является сбор нектара. Следовательно, поведение пчелы организовано так, что в зоне эволюционной: адаптированности результаты действия одной системы управления поведением приводят к ситуации, которая одновременно приостанавливает активность этой системы и запускает следующее звеновсерии последовательных действий, так что конечным результатом:, является сбор нектара.

Теперь известно, что многие сложные и прекрасно адаптированные последовательности поведенческих актов осуществляются благодаря системам, организованным в простые цепочки описанного типа. Но как бы замечательно ни были организованы эти системы,- их организация имеет серьезные ограничения. Например, вся последовательность может нарушится, не достигнув цели из-за сбоя всего лишь в одном звене. Если из-за распыления химикатов нельзя распознать запах цветка, вторая система управления поведением в цепочке не активизируется и пчела пролетает мимо, куда-то дальше, не найдя меда, к которому она находилась так близко. Таким образом, только в том случае, когда окружающая среда точно соответствует зоне эволюционной адаптированности, каждая из составляющих ее систем управления поведением дает нужный результат, а организация в целом обеспечивает поведение, имеющее большое значение для выживания. Как и в других цепочках, эффективность ее организации не превосходит эффективности ее самого слабого звена.

Однако существуют способы, с помощью которых организацию систем управления поведением по типу цепочки можно сделать более гибкой. Например, в любой точке такой цепи может быть одно или несколько альтернативных звеньев, так что, если активация первой системы управления поведением из набора альтернативных систем не приведет к результатам, «запускающим» следующую систему в цепочке, вступает в действие какая-либо из остальных систем имеющегося набора. Поэтому вполне возможно, что один и тот же результат достигается с помощью любой из нескольких альтернативных форм поведения.

Кроме того, следует иметь в виду еще одно обстоятельство, касающееся потенциальных возможностей цепочек: любое отдельное звено цепочки может быть системой управления поведением любой степени сложности. Следовательно, даже если сама цепочка всегда действует без корректировки цели, ее отдельное звено (и даже все звенья) могут быть целекорректируемой системой. Например, вполне возможно, что у многих видов птиц поведение, направленное на строительство гнезда, организовано именно таким образом. В то время как каждая отдельная фаза поведения при строительстве гнезда является целекорректируемой, переход от одной фазы поведения к следующей осуществляется по типу цепочки. Таким образом, отдельные акты поведенческой последовательности могут быть целекорректируемыми, даже если поведение в целом таковым не является. Поэтому прекрасно адаптированные формы последовательного поведения с прогнозируемыми результатами могут быть организованы по принципу цепочки.

Однако организация систем по принципу связи звеньев цепочки никоим образом не является единственным принципом организации, используемым живыми существами. Другой принцип лежит в основе ряда систем управления поведением, имеющих общий каузальный фактор. Таким каузальным фактором может быть уровень содержания в организме определенного гормона или же попадание в поле зрения животного определенного объекта среды. Тинберген (Tinbergen, 1951) называл этот тип организации иерархическим. Поскольку понимание каузальной иерархии требует рассмотрения факторов, которые активизируют и прекращают действие систем управления поведением, мы откладываем обсуждение этого вопроса до следующей главы.

Еще один тип организации, который в своей развитой форм способен обеспечить гораздо большую степень гибкости, чем любой из упомянутых ранее, также является иерархическим, но его организация совершенно отлична от принципа каузальной иерархии Тинбергена. Следуя терминологии Миллера, Галантера и Прибрама (Miller, Galanter, Pribram, 1960), его называют иерархия планов.

Рассматривая возможные способы организации поведения людей, Миллер и его коллеги выдвигают понятие «плана» — общую целекорректируемую поведенческую структуру, составленную из иерархии подчиненных структур (названных ими «totes»¹*). Хотя предлагаемой ими модели каждая из подструктур представлена как целекорректируемая, это обстоятельство не является существенным для их концепции, так же как, вероятно, не может быть установлено эмпирически. В самом деле, подструктуры любого типа описанные в предыдущем разделе, были бы совместимы с главным понятием, выдвигаемым ими. Отличительная особенность иерархии планов состоит в том, что общая структура, в которую входят подструктуры любого вида и в любом количестве, является цслекорректируемой.

_____________

¹* «Totes» — сокращенное обозначение простейшего вида схемы «проба — операция — проба — результат» (test — operate — test — exit) в книге Дж. Миллера, Е. Галантера и К. Прибрама «Планы и структура поведения» (М.: Прогресс, 1964). Примеч. ред.

Огромная заслуга Миллера, Галантера и Прибрама заключается в демонстрации того, что принципом организации некоторых и самых сложных и гибких последовательностей поведенческих реакций могла бы быть иерархия систем, причем система самого высокого уровня — план — всегда является целекорректируемой, также как, вероятно, и многие из подчиненных подструктур. Более того, предложенное ими понятие «плана» легко применимо и в отношении поведения, меняющегося под влиянием окружающей среды, в отношении стереотипного поведения. Его также можно прим нить к поведению, организованному на основе и крайне простой, весьма сложной карты окружающей среды.

Чтобы показать на примере, что имеется в виду под организацией поведения на основе принципа плановой иерархии, удобно сначала использовать последовательность приобретенного человеческого поведения. Второй пример такой организации взят из литературы о поведении животных.

Примером усвоенного человеком поведения могут служить привычные действия, которые каждый из нас совершает, вставая утро с постели. В период между подъемом с постели и приходом на работу, вероятно, каждый из нас ведет себя вполне определенным и прогнозируемым образом. На одном из уровней описания эти действия можно назвать «сборами на работу», а на уровне не столь общем — последовательностью действий: подъем с постели, умывание, одевание, завтрак и поездка на работу. Но каждое из этих действий можно разложить на более мелкие движения. В конечном счете анализ деятельности дошел бы до описания тончайшего движения самой мелкой мышцы.

В своей реальной жизни мы обычно думаем о действиях в целом — встать с постели и пойти на работу — или, самое большее, о составляющих их основных операциях и «подоперациях»; при этом каждый день мы можем следовать более или менее регулярному распорядку. Но предположить, что это поведение организовано как цепь реакций, конечно, было бы неверно. Потому что одно дело, когда может меняться порядок действий, например, завтрак до одевания; и другое — когда могут меняться отдельные составляющие поведения, но общий его план сохраняется неизменным, например завтрак может быть обильным или скудным, или им вообще можно пренебречь. Однако в этом случае главное отличие от организации поведения по типу цепочки состоит в следующем: цепочка не требует, чтобы последовательность действий в целом была целекорректируемой. В случае же с планом вся последовательность целекорректируема. В приведенном примере установочной целью плана является «приход на работу». Вся последовательность, таким образом, предстает как управляемая мастер-планом, структура которого подчинена достижению далекой установочной цели. При этом сам мастер-план составлен из ряда второстепенных планов (подпланов), каждый из которых имеет более частную установочную цель. Подпланы составлены из еще более мелких планов и так далее, вплоть до самых элементарных планов (или, скорее всего, систем более простого типа), управляющих самыми элементарными единицами поведения. Чтобы добраться до работы, нужно полностью выполнить мастер-план, а подпланы и другие подчиненные системы, входящие в него, могут в пределах возможного меняться.

В иерархической системе такого типа каждый план и подплан. Должны рассматриваться как совокупность указаний (инструкций) к действию. Как и в случае с военной операцией, мастер-план указывает только главную цель и общую стратегию. Ожидается, что каждый командир на каждой ступени иерархической лестницы разрабатывает более детальный план и отдает более подробные приказы для выполнения его части мастер-плана. Благодаря тому что учет деталей предоставляется подчиненным, мастер-план остается простым и понятным, а более конкретные планы могут разрабатываться и выполняться теми, кто хорошо знаком с местными условиям. При плановой иерархии легче достигается гибкость.

Неоспоримое преимущество организации такого рода заключается, конечно, в том, что одна и та же установочная цель можно достигаться даже при весьма существенном изменении обстоятельств. Вернемся к нашему первому примеру: каждый раз утром мы можем проспать, испачкать рубашку, остаться без кофе или узнав о забастовке водителей автобусов, но с помощью какого-либо многих альтернативных подпланов мы способны справиться любой случайностью и выполнить общий план. Но даже в том о чае, когда поведение организовано как плановая иерархия, существует предел, до которого мы можем справляться с отклонениям окружающей среды. Когда условия внешней среды слишком сильно отклоняются от тех, на которые рассчитан мастер-план — отсутствует одежда или нет транспорта, — выполнить план и достичь установочной цели невозможно.

Первый пример поведения, организованного по принципу иерархии планов, был взят из сферы приобретенного поведение»; взрослого человека. Он представляет собой развитую форму организации поведения на основе иерархии планов. У животных, т.е., уровне ниже человеческого, по-видимому, отсутствуют последовательности действий такой степени сложности (возможно, исключение составляют человекообразные обезьяны). Тем не менее имеются свидетельства того, что отдельные формы поведения у животных многих видов организованы на основе данного принципа.

Элементарным примером может служить бег крысы по лабиринту. После специальных операций на спинном и головном мозге, нарушающих координацию локомоций (передвижение), крысы, тем не менее, сохраняют способность безошибочно пробегать лабиринт, используя при этом новые локомоторные движения. Очевидно, что в этом случае их мастер-план, отвечающий за прохождение лабиринта, остался не затронутым, и если прежние двигательные системы не функционируют, то могут быть созданы и использованы локомоторные системы нового типа.

Данные, которыми мы располагаем в настоящее время, позволяют предположить, что у одних видов животных определенные поведенческие последовательности организованы в качестве фиксированных цепочек, у других — на основе каузальных или планов иерархий, но все же большая часть поведения имеет организации обоих типов. Не будучи взаимоисключающими, эти способы просто дополняют друг друга. Более того, нет причины, по которой схожее поведение, например сооружение гнезда, не могло бы быть организовано как цепочка у одного вида, как каузальная иерархия у другого и как плановая иерархия у третьего; или причины, по которой одно и то же поведение не должно быть организовано как цепочка или каузальная иерархия у детенышей какого-либо вида и затем реорганизовано с учетом плановой иерархии у взрослых его представителей.

На самом деле переход от организации по типу цепочки к иерархическому типу организации представляет собой поразительную особенность развития поведения — и в филогенезе, и в онтогенезе. Биологическое процветание насекомых основано на системах управления поведением, которые приводят к стереотипному реагированию на условия окружающей среды, запускаются элементарными раздражителями и организованы в цепочки. У высших позвоночных системы управления поведением чаще лабильны по отношению к условиям среды, способны к реакции на более сложные раздражители и с большей вероятностью включают каузальные или плановые иерархии в качестве интегративных механизмов поведения. У человека эти тенденции идут гораздо дальше.