НАУЧЕНИЕ
Определений множество. Для наших целей подходит определение У. Торпа:
Научение – адаптивное изменение поведения, обусловленное индивидуальным опытом.
Следует различать научение – сам феномен приобретения нового опыта или его конечный результат и обучение – конкретная процедура, приводящая к усвоению новой информации (Резникова, 2005).
Существует множество форм научения у разных видов на разных этапах развития. Для знакомства с их разнообразием наиболее подходит феноменологическая (описательная) классификация.
Формы научения
(по: Шеперд, 1987, с изменениями)
ПРОСТЫЕ (НЕАССОЦИАТИВНЫЕ) ФОРМЫ НАУЧЕНИЯ
А. Привыкание = габитуация (от англ.habit – привычка) – ослабление рефлекторной реакции при повторных предъявлениях стимула. Состоит не в появлении новой реакции, а в утрате уже имеющейся, врожденной. Организм учится не реагировать на раздражитель. Привыкание адаптивно, так как позволяет воздерживаться от ненужных реакций, т.е. избегать утомления.
Примеры:
– нереида прячется в свой домик-трубку при предъявлении всех раздражителей, затем учится не реагировать на безопасные;
– лягушка ловит языком любую мелкую движущуюся цель, затем учится не ловить жалящих насекомых: ос или пчел;
– птенцы затаиваются при пролете любых объектов над головой (реакция на затенение фона), затем учатся не реагировать на безопасные (силуэты мирных птиц, листья и т.п.).
Привыкание следует отличать от внешне сходных физиологических и психических процессов:
сенсорной адаптации;
мышечного утомления;
сдвига в мотивации.
При изучении привыкания необходимо создать условия для их исключения.
Процесс противоположный привыканию – дегабитуация (снятие привыкания) – восстановление реакции при воздействии постороннего раздражителя.
Пример: если планарию, привыкшую к прикосновению стеклянной палочки, подвергнуть воздействию яркого света, то она вновь начнет извиваться от прикосновения.
Б. Сенситизация (от лат. sensus – ощущение, чувство) – усиление ответа на слабый специфический стимул под действием сильного (неприятного) или повреждающего постороннего раздражителя. Иными словами это – обострение чувствительности.
Примеры:
– если слабые прикосновения стеклянной палочки, которые раньше планария не замечала, сопроводить действием электротока, то теперь она резко реагирует даже на легчайшие прикосновения (сравни с предыдущим примером);
– при наказании электротоком за какую-то одну реакцию крысы убегают от всех раздражителей. То же и осьминоги.
– если животное напугал громкий звук, повышается настороженность к тихим звукам.
Сенситизация противоположна привыканию и связана с возбуждением общих активационных систем. Как и привыкание, имеет большое адаптивное значение, так как позволяет реагировать на слабые раздражители.
АССОЦИАТИВНОЕ НАУЧЕНИЕ
А. Классический условный рефлекс (КУР) = условный рефлекс первого рода = респондентное (от англ. response – ответ) научение = павловский условный рефлекс.
Подробно изучался знаменитым отечественным физиологом И.П. Павловым. Поскольку это материал школьной программы, подробно останавливаться на экспериментах не будем, а только изобразим схему КУР, которую удобно будет сравнивать с другой формой ассоциативного научения.
Схема КУР
S 1(пища) – R (выделение слюны)
S2 (звук) –– r (не учитывается)
Эксперимент начинается с предъявления собаке, фиксированной в станке, безусловного стимула (пищи), который вызывает безусловную реакцию (выделение слюны). Затем одновременно с пищей или чуть раньше подается еще один стимул, например, свет или звук. У него тоже есть своя безусловная реакция, например, при подаче света собака мигнет, при подаче звука насторожит уши, но в данном случае она не учитывается. При некотором количестве повторений слюна начнет выделяться при подаче только звука (света), уже без предъявления безусловного стимула (пищи). Таким образом, возникает связь (ассоциация) между условным стимулом и безусловной реакцией (S2 – R). А безусловный стимул (пища) сыграл роль подкрепления. Подкрепление может быть как положительным, так и отрицательным (например, раздражение электротоком, тогда формируется оборонительный условный рефлекс, или раздражение глаза струей воздуха, тогда при сочетании со звуком возникает ассоциация звука и мигательного рефлекса).
КУР составляет только относительно небольшую долю в поведенческом репертуаре. В чистом виде практически не проявляется. Даже в классических опытах Павлова голодная собака несется в комнату, машет хвостом, прыгает в станок, реагирует на белый халат и совершает множество других реакций.
Большое затруднение представляет контроль за чистотой КУР. Сходными явлениями являются сенситизация (см. выше) и псевдонаучение, условия для возникновения которых следует исключить при постанове эксперимента.
Псевдонаучение (псевдообусловливание)– усиление ответа на ранее не эффективный раздражитель при действии другого стимула, с которым он не сочетался.
Например, в норме нереиды высовываются из своих трубочек в ответ на освещение лишь в 20% случаев. Если их перед этим покормить, то на свет высунутся около 60% особей, однако это не значит, что они научились реагировать на свет.
В настоящее время вместо павловской методики изучения слюнных условных рефлексов на собаках применяют более удобные лабораторные модели, например, реакцию третьего века (мигательной перепонки) на кроликах. Безусловным стимулом служит струя воздуха (или слабый ток), безусловной реакцией – сокращение мигательной перепонки. Это сокращение можно регистрировать специальным прибором и оценивать его интенсивность. Условным стимулом может служить, как и в опытах Павлова, звук и другие нейтральные раздражители.
Б. Инструментальный условный рефлекс (ИУР) = условный рефлекс второго рода = оперантное научение (лат.operatic –действие) =научение методом проб и ошибок
Этот вид условных рефлексов впервые был обнаружен и изучался англичанином, основоположником американской сравнительной психологии Э.Торндайком (эксперименты с так называемыми «проблемными ящиками»). Идею проблемного ящика Торндайк почерпнул из лекции К. Ллойда-Моргана, который рассказал о своей собаке, самостоятельно научившейся открывать садовую калитку, чтобы сбегать на прогулку. Подобная ситуация была воссоздана в запертом ящике с решетчатыми стенками, который можно было открыть, совершив какое-нибудь действие (потянув за пружину, веревку, нажав на педаль или рычаг, открывающий задвижку и т.п.). Голодное животное (чаще кошка) помещалось в ящик, откуда могло видеть и обонять приманку, которая находилась за пределами ящика и побуждала его выбраться. После множества беспорядочных движений (проб), которые были безрезультатными (ошибки), животное, наконец, совершало нужное действие (случайный успех) и открывало задвижку. Впоследствии при многократном помещении в ящик оно делало это все быстрее и точнее. Отметим, что механизм открывания ящика оказывался вне восприятия животного: оно просто не могло его видеть.
Таким образом, исходным моментом формирования ИУР является наличие проблемной ситуации, т.е. таких внешних условий, для приспособления к которым у организма нет готового двигательного ответа. Решение проблемной ситуации происходит в непосредственном взаимодействии организма со средой, выбор действий осуществляется активно, а формирование правильной последовательности действий происходит путем упражнения.
Схема ИУР
r (царапание стен)
r (мяукание)
S1 (проблемная ситуация – R(нажатие на рычаг) – S2 (решение проблемы–
– помещение в ящик) r (метание по клетке) – освобождение)
r (обнюхивание рычага) и др.
При формировании ИУР изначальное поведение животных избыточно: животное учится исключать из своего репертуара все, что не ведет к желаемому результату. Связь возникает между реакцией и ее результатом.
На основании многочисленных экспериментов с проблемными ящиками Торндайк сформулировал ряд законов научения, которые оказались универсальными для всех видов, способных к такой форме научения (от беспозвоночных до человека):
закон упражнения – сила связи реакции на ситуацию и самой ситуации прямо пропорциональна частоте повторения совпадений;
закон готовности – повторение совпадений повышает готовность организма к проведению соответствующих нервных импульсов;
закон ассоциативного сдвига – если при одновременном действии стимулов один из них вызывает реакцию, то и другие при повторении ситуации приобретают способность вызывать ту же самую реакцию;
закон эффекта – если какое-то действие (любое) в данной ситуации дает положительный эффект, то при повторении ситуации вероятность выполнения этого действия повышается. И наоборот, любое действие, приводящее в данной ситуации к отрицательному эффекту, при ее повторении появляется с меньшей вероятностью.
Примечание: первые три закона были известны в психологии и до Торндайка, но он перенес смысловой акцент с постулирования формирования ассоциаций внутри нервной системы (физиологические процессы) на установление связей между движениями и внешними стимулами (поведение).