Тема 4. Научение у животных и его виды
Закодированное генетически поведение всегда видотипично. Но не все видотипичное поведение – инстинктивно. Существуют видотипичные формы поведения, которые сформированы в ходе научения. Те формы научения, которые являются результатом накопления индивидуального опыта в жестких видотипичных рамках, называются облигатным научением. Наиболее гибкий компонент поведения животных – это факультативное научение. Это все формы индивидуального приспособления к особенностям конкретных условий жизнедеятельности. Наибольшую роль научение играет на начальных этапах поискового поведения. Диапазон научения тоже является строго видотипичным. Животное может научиться только тому, что эффективно способствует продвижению к завершающим фазам видотипичного поведения. Широта диапазона способности к научению, наличие резервных возможностей является показателями психического уровня животных.
Английский этолог У. Торп дал такое определение научению. Научение – это появление адаптивных изменений индивидуального поведения в результате приобретения опыта. У. Торп выделяет две группы процессов, связанных с научением:
- неассоциативное научение – ослабление или усиление реакции при повторных предъявлениях раздражителя;
- ассоциативное научение – временная связь между двумя стимулами, один из которых изначально был для животного безразличен, а другой выполнял роль вознаграждения или наказания. Обнаруживается в виде изменений в поведении животного, которые называются условными рефлексами.
Промежуточной между инстинктивным поведением и научением формой поведения является импринтинг. Импринтинг – это запечатление впервые увиденного движущегося объекта и реакция следования за ним. Особенности заключаются в том, что он:
а) не требует пищевого или иного подкрепления;
б) это надежный механизм облигатного научения, обеспечивающий выживание неопытного беззащитного потомства;
в) главная функция импринтинга – установление социальных отношений;
г) это особая форма научения в виде формирующейся в сензитивный период долговременной образной памяти после однократного предъявления объекта;
д) является основой формирования подражательного поведения.
Формы неассоциативного научения.
Сенсибилизация – это усиление реакции на новый стимул или на изменившиеся параметры ранее незначимого стимула.
Первый тип – это модификация поведения, возникающая под воздействием какого-либо стимула. Ярким примером может служить так называемое обучение инфузорий. В обычных условиях инфузории-туфельки передвигаются в воде как бы толчками. Их движения носят хаотичный характер. Никаких закономерностей и ни малейшей целенаправленности в поведении инфузорий не наблюдается. Если же инфузорию перенести в небольшую емкость, имеющую форму круга, глубиной не больше 1 мм и диаметром 3–5 мм, то ее поведение резко изменится. Сначала она будет хаотично двигаться по сосуду, изредка натыкаясь на его стенки. Спустя некоторое время движения инфузории примут упорядоченный характер и она будет двигаться по вполне определенной траектории. Например, если поместить инфузорию в квадратный сосуд, то спустя несколько минут после помещения в сосуд другой формы инфузория будет сохранять траекторию движения по периметру квадрата.
Второй тип - способность организма под воздействием одних раздражителей изменять чувствительность к другим. Например, многие виды реснитчатых червей-полихет недолюбливают яркий свет и предпочитают прятаться от него в норки. Кормление животных заметно усиливает предпочтение темноты.
Третий тип реакции возникает при систематическом воздействии раздражителя: только в этом случае чувствительность к нему повышается. Например, удар электрическим током вызывает возбуждение нервной сети гидры. Если каждое следующее воздействие обрушивается на гидру, когда эффект предыдущего еще частично сохранен, новая порция возбуждения суммируется с остатками старого. В результате даже небольшое воздействие вызывает у гидры оборонительную реакцию.
Этот тип реакций в нашей стране называют суммационным рефлексом. Поскольку привыкание не определяется специфическим парным сочетанием раздражителей, то этот рефлекс не является ассоциативным. Это – псевдоусловный (квазиусловный) рефлекс.
Сенсибилизация:
а) является обязательным условием обучения;
б) играет важнейшую роль в индивидуальном развитии;
в) в сложном комплексе поведения входит во взаимодействие с условными рефлексами;
г) является основой такого психического нарушения как излишняя тревога, крайняя форма сенсибилизации сохраняется в течение многих дней после прекращения действия стимулов.
2. Привыкание (габитуация) – это снижение силы рефлекторных реакций на монотонно повторяющиеся незначимые стимулы. Это научение не отвечать на безразличные стимулы. Она возникает при многократном систематическом повторении определенного раздражителя, не грозящего организму последствиями. Происходит устойчивое ослабление самой реакции или уменьшении частоты появления вплоть до полного ее исчезновения. Привыкание распространено чрезвычайно широко: от примитивных существ до человека включительно.
Формы ассоциативного научения.
Условные рефлексы существенно отличаются от форм неассоциативного научения. Главное отличительное свойство условных рефлексов – способность к угашению и самопроизвольному восстановлению через несколько минут или часов после угашения. Условные рефлексы классифицируются по
- по модальности условного раздражителя (зрительные, звуковые, обонятельные, кожные и т. д.);
- по характеру ответной реакции (двигательные или секреторные);
- по ее биологическому смыслу (пищевые, оборонительные, половые);
- по способу образования (условные рефлексы первого, второго, третьего и высших порядков, имитационные условные рефлексы и др.);
- по временным характеристикам образуемых условных рефлексов (наличные и следовые).
Условные рефлексы, возникающие на один стимул, называются простыми. Но чаще всего условные рефлексы вырабатываются на комплекс из двух и более раздражителей. Такие рефлексы являются сложными и называются рефлексами второго, третьего и т.д. порядка. У животных рефлексы не превышают четвертого порядка, у человека можно выработать условные рефлексы двадцатого порядка. Двигательные рефлексы, вырабатываемые на разные условные сигналы и многократно повторяющиеся в определенной последовательности, образуют динамический стереотип – цепной рефлекторный комплекс, запускаемый стимулом первого рефлекса.
Основным качественно новым компонентом ассоциативного научения является навык. Навык – это центральная форма факультативного поведения. При формировании навыка видотипичные, инстинктивные движения применяются в новой ситуации и если эти действия приводят к положительному результату, связь ситуации и действия закрепляется, упрочняется и проявляется сходным образом при возникновении соответствующих ситуаций. Для упрочнения навыка необходима тренировка навыка. Наиболее интенсивно навыки изучаются с помощью различных методов, которые изучались нами в теме «Методы зоопсихологии и сравнительной психологии»
1. Классические условные рефлексы. К ним относятся слюнные условные рефлексы, детально изученные в лабораториях Павлова. Их особенность заключается в том, что они точно воспроизводят эффект, вызываемый безусловным раздражителем. Если пища, используемая в качестве безусловного раздражителя, вызывает обильное выделение слюны, то и условный пищевой рефлекс, образуемый на основе этого подкрепления, тоже будет выражаться в слюнотечении. При выработке классического рефлекса последовательность событий в опыте не зависит от поведения животного. Она устанавливается либо экспериментатором, либо специальной программой, в соответствии с которой включаются те или иные стимулы, и в ответ на них можно наблюдать образование условных реакций.
2. Инструментальные условные рефлексы. Инструментальный рефлекс заключается в том, что животное самостоятельно случайно находит способ действия и если он соответствует замыслу экспериментатора, оно подкрепляется. 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. При классических рефлексах временная связь между условным сигналом и безусловной реакцией возникает непроизвольно при действии безусловного раздражителя (подкрепления). При инструментальных условных рефлексах подкрепление дается только после того, как животное совершает определенное действие, которое не имеет прямой связи с безусловным раздражителем.
Начало исследований инструментальных рефлексов связано с именем Э. Торндайка. Дальнейшее развитие метод инструментальных условных рефлексов получил в работах Б. Скиннера (1904 – 1990). Выработка навыков по методу Скиннера получила название «оперантное», или «инструментальное», обусловливание. Как и при «классической» выработке условных рефлексов, адекватная реакция животного подкрепляется полезным результатом. Например, в сложно устроенных установках крысы могут выбирать между двумя способами действия, приводящим к разным результатам. Включение одного рычажка ведет к включению обогревающего рефлектора, включение другого ведет к включению охлаждающего вентилятора.
3. Образное поведение (образная или психонервная память). Для образования условных рефлексов необходимо многократное сочетание условного сигнала с подкреплением. Но нередко животное сразу, с первого предъявления, запоминает какой-либо сигнал или образ. Такое обучение называется образной памятью. По И.С. Бериташвили (1884-1974), поведение, обусловленное образной памятью, называется психонервной деятельностью. По механизму образования образная память представляет собой условный рефлекс с первого предъявления. Такие рефлексы образуются в естественных условиях. Образная память формируется в связи с сильной мотивацией и эмоциями.
4. Разумное довербальное поведение – это способность животных выявлять закономерности и связи между событиями, компонентами среды, особями и учитывать их в программе адаптивного поведения в изменяющихся условиях, в том числе и в совершенно новых ситуациях. О наличии разумного поведения у животных говорит то, что у них возможны:
а) перенос ранее приобретенного опыта на решение новых проблем;
б) организация подготовительных действий;
в) решение одной и той же задачи разными способами;
г) манипулирование биологически незначимыми объектами;
д) учет действий сородичей.
Оно включает в себя элементы сознания. Но поскольку сознание проявляется только в форме довербального обобщения, то их разумное поведение принято обозначать разумным довербальным поведением.
Какова роль познавательных процессов при формировании навыков? В начале ХХ в. считалось животное научается путем проб и ошибок (Э. Торндайк). Т.е. случайно, беспорядочно двигаясь животное приходит к нужному поведению. В 20-х г. возникли возражения, которые выразил Э. Толмен. Он считал, что животное активно анализирует ситуацию и выбирает то поведение которое адекватно данной ситуации задачи. На направленность действий при выработке навыка указывал И. Кречевский. Он показал, что животное руководствуется при выборе решения задач активно вырабатываемыми «гипотезами». Например, крысе предлагается решить неразрешимую задачу (в лабиринте двери проходов закрываются и открываются без всякой системы. У разных групп крыс обнаруживались устойчивые индивидуальные типы поведения. Одни сворачивали на развилках в одну и ту же сторону. Другие начинали регулярно чередовать повороты влево и вправо. Т.е. животное стремилось организовать поведение по одному принципу. Это - не хаотичное решение методом проб и ошибок, а активное построение двигательных гипотез. Тезис о случайности нахождения правильного решения задачи животными в опытах на обучение опровергается опытами на латентное обучение. В этих экспериментах животных перед началом эксперимента помещают в лабиринт «побегать», т.е. они могут предварительно активно ознакомиться с установкой. При эксперименте эти крысы значительно быстрее вырабатывали навык. Таким образом, крыса познает лабиринт еще до начала решения задачи за подкрепление. Она активно латентно приобретает знания, которые ей помогут ориентироваться в дальнейшем.
Существенную роль в формировании поведения высших животных играют явления подражания, которые в основном, хотя и не все, относятся к сфере научения. Научение путем подражания («имитационное научение») заключается в индивидуальном формировании новых форм поведения путем одного лишь непосредственного восприятия действий других животных. Выделяются:
- Облигатное имитационное научение – все чему подражает животное, укладывается в рамки видового стереотипа. Например, детеныши путем подражания научаются некоторым жизненно важным действиям.
- Факультативное имитационное научение – имитация невидотипичных действий – имитация обезьянами действий человека при содержании в домашней обстановке. Например, действия с предметами быта выходят за рамки видового поведения. Высшее проявление факультативного научения – решение задач через подражание. Одно животное смотрит на другое, которое успешно решает задачу, и повторяет это решение.