1 курс / Психология / Общая психология 2

Оптимум мотивации. Закон Йеркса-Додсона

Р. Готгсданкер

[Закон Йеркса-Додсона:

Исследование научения и определение оптимального уровня его стимуляции]*

Гипотеза о максимальной (или минимальной) величине1

Эксперимент по исследованию научения

Экспериментаторами были Роберт Йеркс и Джон Додсон. Йеркс, который инте­

ресовался эволюционным развитием, в то время тщательно изучал любопытное маленькое животное под названием танцующаямышь2. Это название связано с тем, что иногда из-за генетического дефекта данная разновидность домашней мыши непрерывно движется по кругу или выписывает восьмерки. Кстати, поз­ же Йеркс провел свои известные исследования на шимпанзе и призывниках на

военную службу.

* Готтсданкер Р. Основы психологического эксперимента. М.: Изд-во Моск, ун-та, 1982. С. 278—283, 349-352. В книге представлены основные экспериментальные схемы, и два исследования, приведенные в тексте, являются примерами, соответственно, многоуровневого и факторного экспериментов. Многоуровневый, или мультивалентный, эксперимент — это эксперимент с несколькими (более двух) уровнями независимой переменной. Факторный эксперимент — это эксперименте двумя или несколькими независимыми переменными. (При­ мечание В.В. Петухова.)

1 «Экспериментальная гипотеза о максимальной (или минимальной) величине — предпо­ ложение о том, при каком уровне независимой переменной зависимая переменная принимает максимальное (или минимальное) значение. Основана на представлении о двух базисных про­ цессах, оказывающих противоположное действие на зависимую переменную: при достижении определенного (высокого) уровня независимой переменной «негативный» процесс становится сильнее «позитивного»; проверяется только в многоуровневом эксперименте» (Петухов В.В. Сло­ варь экспериментатора // Готтсданкер Р. Основы психологического эксперимента. С. 432).

2 См.: Yerkes R.M. The Dancing Mouse. N.Y.: Macmillan, 1907.

https://t.me/medicina_free

В эксперименте 1908 г. у мыши вырабатывался навык, основанный на раз­ личении черного и белого. Перед мышью находились две двери в два туннеля.

В каждой пробе мышь осторожно вынуждали войти в тот или другой туннель,

постепенно уменьшая с помощью листа картона пространство камеры перед туннелями. Стены и потолок одного туннеля, как и пространство перед входом

в него, были выложены белым картоном. Второй туннель аналогичным образом выстилался черным картоном. Пол каждого туннеля представлял собой про­ волочную сетку. Только в том случае, когда мышь входила в белый туннель, через

сетку пропускался ток. Пройдя через любой туннель, мышь попадала в свою камеру-гнездо, где ее ожидала мышь противоположного пола. Так что страдание

экспериментального животного компенсировалось состраданием.

Мышь не могла научиться избегать удара тока, просто ориентируясь на

правую или левую сторону, поскольку местоположение белого и черного тун­ неля менялось в случайном порядке от пробы к пробе. С каждым животным

ежедневно проводилось по 10 проб. Тренировки продолжались до тех пор, пока животное не совершало все пробежки в течение трех дней подряд без ошибок.

Например, самец № 128 смог это сделать на 16, 17 и 18-й дни. Очевидно, он научился различать черное и белое к концу 15-го дня. Поэтому можно было считать, что данное животное достигло критерия научения после 150 проб —

ведь ежедневно было по 10 проб.

Разным мышам подавали ток различной силы. Он измерялся в услов­ ных «единицах стимуляции». Слабый уровень (125 единиц) почти не замечался

мышью. «Сильный стимул (500 единиц) был крайне неприятен даже самим экс­

периментаторам, и мыши также энергично реагировали на него»3. Средний

Рис. 1. Влияние силы электроудара на успешность научения

(опыты на танцующих мышах):

ось абсцисс — сила электроудара (в условных единицах);

ось ординат — среднее количество проб, необходимых для достижения критерия успешного решения задач

3См.: Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation ofstrength ofstimulus to rapidity ofhabit formation

//Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908. Vol. 18. P. 467—468.

https://t.me/medicina_free

уровень составлял 300 единиц. Действие каждого уровня электроудара иссле­

довалось на четырех мышах — двух самках и двух самцах. В качестве зависимой переменной было выбрано среднее число проб, необходимых для достижения

критерия научения всеми четырьмя мышами. Результаты показаны на рис. 1. Видно, что минимальное значение зависимой переменной, 80 проб, было по­ лучено при промежуточном уровне независимой переменной, 300 единицах стимуляции. На самом деле научение при самой слабой стимуляции было даже

хуже, чем показано, поскольку одна из четырех мышей так и не научилась раз­

личать черный и белый туннели, и ей условно приписали 200 проб, ибо после них эксперимент прекратился.

Конечно, использование только трех уровней независимой переменной

с трудом позволяет квалифицировать эксперимент как многоуровневый. Это беспокоило и Йеркса и Додсона: «Следует иметь в виду, что поскольку исполь­ зовалось только три интенсивности стимула <...> возможно, наиболее благо­ приятная сила стимуляции обнаружена не была»4.

Прогресс в понимании

Существует множество экспериментов, в которых гипотеза максимума или минимума вполне оправдана. Между прочим, не нужно считать, что термины

максимум и минимум означают в этих экспериментах разное. Если бы в экспе­ рименте Йеркса и Додсона мерой научения служило число правильных ответов,

то при 300 единицах стимуляции достигался бы максимум. <...> Одним из оснований гипотезы максимума (или минимума) является тео­

рия двух противоположных основных процессов, определяемых независимой

переменной. Причем «негативный» процесс при достижении высокого уровня становится сильнее «позитивного». <...>

Можно показать, что танцующая мышь, учившаяся избегать удара током,

<...> должна была различать два туннеля и ассоциировать туннель с ударом тока или его отсутствием. По свидетельству Йеркса и Додсона, различение было пло­

хим при слишком сильном ударе. «Поведение мышей менялось по мере усиле­ ния стимуляции. При сильной стимуляции они выбирали не менее быстро, чем при слабой, однако в первом случае они были менее осторожны и действовали с меньшей осмотрительностью и уверенностью»5. Таким образом, различение

стимулов (черного и белого) ухудшалось с увеличением силы удара. Ассоции­ рование же белого туннеля с ударом (при состоявшемся различении) могло с

усилением удара только усиливаться. Следовательно, здесь снова должен был существовать некоторый уровень независимой переменной (силы удара), опти­ мальный для дискриминационного научения.

4См.: Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation ofstrength ofstimulus to rapidity ofhabit formation

//Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908. Vol. 18. P. 482.

5См.: Там же. P. 476.

https://t.me/medicina_free

Наверное, некоторые из вас уже предвосхитили дальнейшее рассужде­ ние. Оно состоит в том, что более сложное различение требует большей ос­ торожности и осмотрительности, чем простое. Это означает, прежде всего, что

оно протекает медленнее. Более того, оптимальным для его освоения будет удар, более слабый, чем для простого различения. Как раз такие результаты и полу­

чили исследователи в своей дальнейшей работе. Вот их заключение: «По мере увеличения сложности различения интенсивность стимула, оптимальная для формирования навыка, приближается к порогу»6. Эта зависимость сегодня из­ вестна под названием закона Йеркса—Додсона. <...>

Проверка комбинированных гипотез7

С появлением факторных схем в технике экспериментирования совершается еще один шаг вперед. Теперь исследователи попытаются проверять гипотезы о том, каким образом влияют на поведение сразу две независимые переменные,

сочетаясь друг с другом. Есть немало примеров, когда мы совершенно уверены, что данная деятельность определяется не единственной независимой перемен­ ной. Еще до экспериментов Йеркса и Додсона8 было известно, что на количе­

ство проб, необходимых для научения, будет влиять как сила электроудара, так и трудность различения стимулов. <...> У Йеркса и Додсона были основания для

конкретного предположения об отношении между комбинациями силы электроу­ дара и трудности различия, с одной стороны, и количеством проб, необходимых для достижения критерия научения, — с другой. <...>

Закон Йеркса-Додсона:

определение оптимального уровня

<...> Йеркс и Додсон повторили свой эксперимент, введя новые условия, за­

труднявшие и облегчавшие различение стимулов. Различение облегчали, со­ кращая доступ света в черный туннель и делая его тем самым еще чернее, а

затрудняли, сокращая доступ света в белый туннель, так что он больше походил на черный.

6 См.: Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation ofstrength ofstimulus to rapidity ofhabit formation //Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908. Vol. 18. P. 481.

7 «Комбинированная экспериментальная гипотеза — предположение об отношении между определенным сочетанием (комбинацией) двух (или нескольких) независимых переменных, с одной стороны, и зависимой переменной — с другой <...>; проверяется только в факторном эксперименте» (Петухов В.В. Словарь экспериментатора // Готтсданкер Р. Основы психоло­ гического эксперимента. С. 432).

8См.: Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation ofstrength ofstimulus to rapidity ofhabit formation

//Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908. Vol. 18. P. 459—482.

https://t.me/medicina_free

Затем отдельным группам мышей давали задачи с легким различением (при

пяти разных уровнях электроудара) и с трудным различением (четыре уровня электроудара). По каждой группе определяли количество проб, необходимых

для достижения критерия успешного решения задач. Все полученные результа­ ты, в том числе и те, что уже были представлены <...> для задач средней трудно­

сти (рис. 1), показаны на рис. 2. Очевидно, что основной результат воздействия

переменной трудности различения очень высокий. Выделяются следующие

общие закономерности: во-первых, при всех уровнях интенсивности электро­

ударов быстрее всего научение протекало в тех случаях, когда различать туннели было легко. Во-вторых, можно говорить о некотором преимуществе при силь­ ных ударах: правые ветви каждого из графиков несколько ниже левых. Однако

по-настоящему интересно именно взаимодействие между двумя независимыми переменными, силой электроудара и трудностью различения. Гипотеза, о ко­ торой мы говорили <...>, подтвердилась. Мы уже знаем, что для задач средней

трудности минимальное количество проб, необходимых для успешного науче­ ния, приходится на силу удара в 300 единиц. Теперь мы видим также, что для

задач с трудным различением этот минимум наступает при более слабом уда­ ре — 195 единиц. И наконец, для самых легких задач результаты продолжают улучшаться даже при 420 единицах; весьма вероятно, что при еще более сильном

ударе мыши будут научаться еще быстрее.

Рис. 2. Влияние силы электроударов на успешность научения

при различных уровнях трудности задач (опыты на танцующих мышах):

I — трудные, II — средние и III — легкие задачи;

ось абсцисс — сила элекгроудара (в условных единицах);

ось ординат — среднее количество проб, необходимых для достижения критерия успешного решения задач

https://t.me/medicina_free

П. Фресс

Оптимум мотивации*

Оптимум мотивации. Идея оптимума мотивации, в сущности, столь же стара, как

и человеческая мысль, и моралисты всегда осуждали чрезмерные страсти, из-за

которых человек терял контроль над собой.

Поэтому психологи разных стран признавали, что интенсивная стимуляция

отрицательно сказывается на нашей эффективности, точнее говоря, на адап­ тации к задачам, которые непрерывно ставит перед нами среда. Как говорил в 1920 г. Пьерон,

объективно эмоция, видимо, характеризуется также довольно сильной диффуз­

ной реактивностью, которая выходит за рамки ответов, непосредственно соот­ ветствующих возбуждению1.

Даже психологи, признающие континуум активации, отмечают это на­ рушение адаптации, возникающее, когда интенсивность ситуации становится слишком сильной. Так, Линдслей2 показал, что, когда активация становится

чрезмерной, эффективность человека ухудшается, появляются признаки дез­ организации и ослабления контроля. Однако экспериментальное доказатель­

ство существования оптимума мотивации было получено гораздо позже ввиду трудностей экспериментального изучения эмоций. Первые работы, в которых

был выявлен этот оптимум, не касались собственно эмоций, но они установи­ ли зависимость между показателем активации и качеством исполнения. Йеркс

иДодсон3 были первыми, кто обнаружил оптимум мотивации у животных. В

*Экспериментальная психология / Ред. П. Фресс, Ж. Пиаже. М.: Прогресс, 1975. Вып. V. С. 120-125.

1 См.: Pieron Н. De l’actinie a 1’homme. Paris: P.U.F., 1959. Vol. 2. P. 149.

2См.: Lindsley D.B. Psychophisiology and motivation // Jones M.R. Nebraska symposium on motivation. Lincoln: Univ. Nebr. Press, 1957. P. 44—104.

3Cm.: Yerkes R.M., Dodson J.D. The relation ofstrength ofstimulus to rapidity ofhabit formation //J. comp, neurol. Psychol. 1908. Vol. 18. P. 458-482.

https://t.me/medicina_free

следующем параграфе мы вернемся к их важному вкладу в науку. Однако их

работы не сразу получили признание. Даффи4 установила, что результаты де­ тей, которые были чрезмерно напряжены (напряжение измерялось с помощью

динамографа), оказались хуже. Она вновь высказала мысль о существовании

оптимума напряжения, зависящего от задачи и индивидов.

Рис. 1. Соотношение между величиной сопротивления кожи ладони

и временем реакции у испытуемого в различных состояниях бодрствования5

Наиболее важный эксперимент был поставлен Фрименом6. Он измерял у

одного испытуемого время реакции и одновременно уровень сопротивления ко­ жи (КГР). Эти измерения, сделанные на протяжении нескольких дней и в разное время суток, дали результаты, представленные на рис. 1. На нем отчетливо виден оптимум активации. Шлосберг7, сомневаясь в этом, повторил эксперимент, из­

меряя помимо времени реакции тремор руки (амплитуду дрожания); сопоставив

эти два измерения с сопротивлением кожи, он получил ту же самую кривую с

максимумом.

С этими результатами изучения спонтанного континуума активации, оце­ ниваемой по физиологическим показателям, следует сопоставить данные, сви­

детельствующие о том, что с усилением мотивации повышается качество ис­ полнения, но до определенного предела: если она слишком велика, исполнение

ухудшается.

4См.: Duffy Е. The relationship between muscular tension and quality of performance // Amer. J. Psychol. 1932. Vol. 44. P. 535-546.

5По: Freeman G.L. The relationship between performance level and bodily activity level // J. exp. Psychol. 1940. Vol. 26. P. 606.

6См. Там же. P. 602—608.

7См.: Schlosberg H. Three dimensions of emotions // Psychol. Rev. 1954. 61. P. 81—88.

https://t.me/medicina_free

Это можно наблюдать и в повседневной жизни. Учащиеся теряются на эк­ замене, военным хорошо известно, что войска лучше маневрируют на учениях,

чем в бою. Установлено, что в бою лишь треть солдат стреляет по команде.

Исследование Стеннетта8 показывает отношение между активацией, мо­

тивацией и исполнением. Задача была на слуховое слежение (tracking): испы­

туемый должен был поворачивать ручку так, чтобы исчез звук, при этом точка, соответствующая нулю, периодически перемещалась программистом. После обучения испытуемого вводились три уровня мотивации:

1)слабая мотивация: задача представлялась как калибровка прибора;

2)средняя: небольшие вознаграждения за успехи;

3)сильная: большое вознаграждение за успех, электрические удары за не­

удачу.

Активация, измеряемая по КГР и тонической активности (ЭМГ активной

инеактивной руки), увеличивалась от ситуации 1 к ситуации 3, однако лучшие

результаты были получены в ситуации 2.

Фримен9 обобщил эти результаты и представил их в виде кривой (рис. 2). Он явно связывает ухудшение эффективности с эмоциональной реакцией, чего

не было в прежних исследованиях, в которых сильная активация, измеряемая по мышечному напряжению или уменьшению сопротивления кожи, означала

только факт превышения оптимума мотивации.

Рис. 2. Оптимум реакции10

Если точно воспроизвести схему Фримена, то нельзя согласиться со спо­ собом выражения переменных, отложенных им на ординатах и особенно на

абсциссах. Если принять его формулировку, которая объясняется общей кон­

8См.: Stennet R.G. The relationship ofperformance level and to level ofarousal // J. exp. Psychol. 1957. 54. P. 54-61.

9Cm.: Freeman G.L. The energetics of human behavior. Cornell Univ. Press., 1948. P. 112.

10 По: Freeman G.L. The energetics of human behavior. Cornell Univ. Press., 1948. P. 114.

https://t.me/medicina_free

цепцией автора, то окажется, что то, что мы назвали уровнем активации, будет просто энергетическим эффектом стимуляции. Эта узкобихевиористская точка зрения не согласуется с психологическими фактами и даже с данными нейрофи­

зиологии, которые показывают, что стимуляции воздействует на ретикулярную формацию в зависимости от чувствительности субъекта.

Хебб11 подчеркивает, что ситуация оказывает двоякое действие на нервную

систему. Она дает субъекту информацию (cue function), а также посредством вос­ ходящей ретикулярной системы определяет уровень активации (arousal). Если

этот уровень повышается и более сложная ситуация требует более тонкой адап­ тации, то происходит взаимодействие двух систем (cue function и arousal) и при наличии тревожных и эмоциональных реакций наблюдается ухудшение испол­

нения. Таким образом, Хебб получил кривую, которая имела такую же форму,

что и кривая Фримена, хотя он стоял на совершенно иной позиции.

Мальмо12 также предложил аналогичную кривую, устанавливая зависимость

непосредственно между уровнем исполнения и уровнем активации. Ухудшение исполнения при сильной активации, очевидно, связано с природой задачи: за­ медленные реакции в задачах, требующих быстроты; неловкость, когда надо

быть точным; более медленное научение, более низкое качество интеллектуаль­ ных решений. Нарушение адаптации может выражаться не только в количест­

венной, но и качественной форме, и, в частности, наблюдается ухудшение во всех областях деятельности. <...>

Вариации оптимума. Закон Йоркса—Додсона. Оптимум мотивации изменя­

ется, очевидно, при каждой задаче. Йорке и Додсон провели в 1908 г. важный эксперимент, который дал одинаковые результаты на крысах, цыплятах, кошках и человеке. Задача состояла в различении двух яркостей, при этом один из от­

ветов произвольно оценивался как неправильный. Задача была более или менее сложной и предполагала три уровня трудности различения. Кроме того, преду­

сматривались три уровня мотивации, а именно: слабый, средний или сильный

электрический удар как наказание за ошибки.

Общие результаты представлены на рис. 3. На абсциссе отложены уровни силы электрического удара, на ординате — число проб, необходимых для дос­

тижения одного и того же критерия хорошего различения. Три кривые соответ­ ствуют трем уровням трудности задачи. Они показывают, что в каждом случае

имеется оптимум мотивации, при котором научение является наиболее быст­ рым. Однако результаты свидетельствуют также о том, что этот оптимум зависит и от трудности задачи, поэтому закон Йеркса—Додсона можно сформулировать

следующим образом: «С увеличением трудности задачи интенсивность наказа­ ния, определяющаяся оптимальную скорость научения, должна приближаться

11См.: Hebb D.O. Drives and the conceptual nervous system // Psychol. Rev. 1955. Vol. 62. P. 243-254.

12Cm.: Malmo R.B. Activation. A neuropsychological dimension // Psychol. Rev. 1959. Vol. 66. P. 367-386.

https://t.me/medicina_free

к пороговой величине». Это означает, что в случае трудной задачи оптимум дос­

тигается при слабой мотивации, тогда как при легкой задаче он соответствует сильной мотивации. Очевидно, что при легкой задаче избыточная мотивация

не вызывает нарушений поведения, но такая возможность возникает при труд­ ных задачах.

Рис. 3. Схема, иллюстрирующая закон Йеркса—Додсона13

Такие же результаты были получены Хаммесом14 и Бродхерстом15 на кры­ сах. Другие исследования показали, что усиление возбуждения, или в более об­

шей форме мотивации, влечет за собой ухудшение исполнения.

Так, Кардо16 изучал влияние амфетамина на условную реакцию избегания у крыс. Он установил, что слабые дозы улучшают эту реакцию, тогда как сильные

вызывают беспорядочные ответы.

13По: Young Р.Т. Emotion in man and animal. N.Y.: Wiley, 1943. P. 307.

14Cm.: Hammes J.A. Visual discrimination learning as a function of shock fear and task difficulty //J. comp, physiol. Psychol. 1956. Vol. 49. P. 481—484.

15Cm.: Broadhurst P.L. Emotionality and the Yerkes—Dodson Law//J. exp. Psychol. 1957. Vol.

54.P. 345-352.

16Cm.: Cardo B. Rapports entre le niveau de vigilance et le conditionnement chez l’animal. Etude pharmacologique et neurologique. Paris: Masson, 1961.

https://t.me/medicina_free