0. Физиологические механизмы научения

Генетическая основа процесса научения

Научение представляет собой относительно стойкое изменение поведения, возникающее в результате приобретаемого опыта, или конечный результат опыта, образующий новую форму поведения, которая позволяет полнее приспосабливаться к условиям жизни.

Врожденные формы поведения (рефлексы, инстинкты) определяются специфическими связями между сенсорными и эфферентными нейронами, которые образуются в процессе развития мозга в соответствии с генетической программой. Гены кодируют синтез белков, необходимый для сохранения, развития и регуляции переключений между нейронами, образующими рефлекторные дуги. Так, еще до рождения, к концу внутриутробного периода формируются механизмы пищеварительных, защитных и ориентировочных рефлексов, которые сохраняются на протяжении всей жизни живого организма, несмотря на естественную гибель отдельных нейронов и регулярное обновление белковых молекул в сохраняющихся клетках.

К врожденным механизмам поведения, присущим каждому представителю вида, в результате индивидуального развития, приобретения жизненного опыта постепенно добавляются все новые формы взаимодействия с окружающим миром. Вновь приобретенные образцы поведения в дальнейшем сохраняются благодаря пластичности центральной нервной системы, то есть способности нервных элементов к перестройке своих функциональных свойств под влиянием внешних воздействий. В отличие от врожденных форм поведения, которые обеспечивают стабильный минимум поведенческих реакций, программы приобретаемых форм поведения мозг создает в соответствии с индивидуальным опытом, то есть в процессе непрерывного обучения. При этом молекулярно-генетические процессы, происходящие в синапсах во время научения, непосредственно связаны с характером конкретной деятельности человека.

Формы научения

Учеными выделено несколько подходов к классификации научения. В частности, все виды научения принято подразделять на две группы:

• неассоциативное, когда реакция возникает без какой-либо связи (ассоцации). Примером неассоциативного научения является привыкание, сенситация, импритинг и подражание;

• ассоциативное. При этом формируется связь (ассоциация) между сигналом и раздражителем (подкреплением).

Наряду с данным подходом, предлагается все виды научения объединять в четыре основные группы преимущественно по критерию активности животного или человека в процессе научения:

• Пассивное (реактивное) научение. Имеет место во всех случаях, когда организм не прилагая целенаправленных усилий, реагирует на какие-либо внешние факторы. Пассивным научением являются следующие его формы:

- привыкание – угасание ориентировочной реакции. Если раздражитель многократно повторяется и не имеет особого значения для организма, то организм прекращает на него реагировать. Так, человек, живущий на шумной городской улице, привыкает и не замечает посторонних доносящихся шумов. Привыкание – это не только самая простая, но, как полагают ученые, и самая распространенная форма научения как у животных, так и у человека. Привыкание – это особый приспособительный нервный процесс, который не следует путать с адаптацией анализаторов (т.е. с снижением их чувствительности при непрерывной стимуляции). Согласно точки зрения Е.Н.Соколова, привыкание – это стимул-зависимое обучение, являющееся универсальной формой простейшего отрицательного условного рефлекса, в котором условным сигналом может быть любой раздражитель, а безусловным – биологическая безразличность. Подкреплением в данном случае выступает внутреннее состояние, соответствующее отсутствию раздражителя. Таким образом, привыкание формируется по механизму угасательного торможения условных рефлексов;

- сенситизация – усиление реакции организма на повторяющийся стимул при условии, что он каждый раз вызывает неприятные ощущения. Например, капание воды из крана, непрекращающееся жужжание назойливой мухи постепенно становятся неприятными, непереносимыми. В данном случае научение носит негативный характер и выражается в соответствующих поведенческих реакциях типа стимул-ответ. В основе механизма данного вида научения лежит механизм синаптическиго облегчения. Длительность синаптического облегчения зависит от свойств синапса и характера раздражения. После одиночных стимулов она выражена слабо. По мере повторения стимулов повышается фоновая активность нейронов, что приводит к возбуждению в соответствующих нервных центрах;

- импритинг – запечатление в памяти предметов, объектов окружающей действительности. Это особая форма неассоциативного научения, основанная на врожденной предрасположенности к определенным сочетаниям раздражителей и возникающих ответных реакций уже на ранних стадиях развития организма. Явление импритинга (как доказали ученые, в частности, исследования К.Лоренца) типично для выводковых птиц. Только что вылупившийся птенец будет осуществлять движение, перемещение в пространстве за любым двигающимся объектом, поскольку первым движущимся объектом в памяти птенца является его мать. Данная форма поведения переносится и на другие двигающиеся предметы или объекты. Различают несколько разновидностей импритинга: 1) запечатление образов и объектов (вид пищи), 2) усвоение поведенческих актов (повторение детьми действий взрослых), так называемое имитационное поведение, 3) реакция следования (примером здесь может быть появление у младенца комплекса оживления при виде близкого взрослого). Как полагают ученые, импритинг имеет определенное сходство с безусловным и условным рефлексами: а) подобно безусловным рефлексам эти реакции сохраняются, как правило, на протяжении всей жизни; б) реакции являются врожденными, однако для их проявления необходимы определенные условия. Вместе с тем импритинг имеет и определенные отличительные особенности относительно рефлексов: а) импритинг проявляется в определенные критические периоды (как правило, сразу после рождения): б) запечатление происходит очень быстро, иногда с первого раза;

- классические условные рефлексы.

• Оперантное научение (от лат. operatio – действие). Это научение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Ученые выделяют два основных вида оперантного научения:

- метод проб и ошибок. Американский ученый Э.Торндайк проводил экспериментальные исследования с животными, помещая их в так называемую «проблемную клетку». Например, животное помещалось в клетку. Для того чтобы выйти из клетки и получить пищу, клетку необходимо было животному открыть (потянуть за шнурок, поднять лапой крючок и пр.). По мере повторения процедуры выхода из клетки (увеличения числа проб и ошибок) скорость выполнения задачи возрастала. Данные экспериментальные исследования были продолжены еще одним известным психологом Скиннером;

- инструментальный условный рефлекс – научение действию с помощью вознаграждения (подкрепления). Например, животное по световому сигналу нажимает на рычаг и выключает электрический ток для того, чтобы избежать раздражения. Таким образом, животное научается использовать какой-либо инструмент (отсюда и название данного вида научения – инструментальное). Примером инструментального научения у человека является овладение речью в детском возрасте. Дети быстро научаются правильно говорить в том случае, если получают от родителей определенное подкрепление. В случае неправильного произнесения слова этого подкрепления не происходит, в результате слова постепенно исчезают из употребления.

• Научение с помощью мышления (когнитивное, рассудочное). Здесь также выделяются разновидности:

- научение путем наблюдения, которое может происходить в результате простого подражания, а также в результате викарного научения, когда результат действия оценивается. Викарное научение свойственно только человеку. Особенно часто им пользуются маленькие дети;

- научение как следствие психонервной деятельности. В 1935 г. появилась концепция И.С.Берштейна, согласно которой у высших позвоночных животных и у человека имеется особая форма деятельности мозга – психонервная деятельность (образная память). Ее сущность в том, что у животных может возникать определенный образ при однократном восприятии конкретных явлений окружающей действительности (пищи, врага и пр.), т.е. тех объектов внешней среды, которые имеют какую-либо связь с биологически важным состоянием животного. Данный тип поведения включает в себя информационный (образ) и мотивационно-эмоциональный компоненты. Животное может при определенных условиях приобретать целостный образ об окружающей среде. Таким образом, научение с помощью мышления осуществляется, во-первых, путем наблюдения, во-вторых, путем решения задачи в условиях, в которых организм оказывается впервые.

• Научение путем инсайта (озарения). Это внезапное, нестандартное правильное решение задачи. Данный вид научения является следствием объединения опыта, накопленного в памяти, с той информацией, которой располагает индивид при решении проблемы.

Необходимо отметить, что в конкретных ситуациях для достижения того или иного полезного приспособительного результата индивид чаще всего пользуется не одним, а сразу несколькими видами научения. Не случайно ученые говорят о том, что большинство форм научения являются сложными.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое научение?

2. Каковы генетические основы процесса научения?

3. Характеристика подходов к выделению форм научения.