Инструментальное научение - Классические условные рефлексы
В то время как исследование классических условных рефлексов было начато в России, принципы инструментальных условных рефлексов были открыты и разработаны в США.
Торндайк провел ряд опытов, в которых кошки должны были нажимать на задвижку или тянуть за пружину, чтобы, открыв дверцу, выйти из ящика и получить снаружи пищу. Ящики были сделаны с вертикальными щелями так, что пища была заметна. Голодная кошка, впервые посаженная в ящик, производит множество действий, в том числе тянется к пище через щели и скребет предметы, находящиеся внутри ящика. Наконец она случайно ударяет по запирающему механизму и выскакивает наружу. При последующих пробах действия кошки постепенно концентрируются вблизи этого механизма, и прочая активность со временем прекращается. Наконец, кошка становится способной правильно вести себя, как только ее поместят в ящик.
Торндайк Thorndeike E. L., 1898, Animal intelligence: an experemental study of the assotiative processes in animals. назвал научение такого типа "методом проб, ошибок и случайного успеха". Теперь оно называется инструментальным научением, поскольку правильная реакция, ведущая к вознаграждению, требует использования "инструментов". Цирковые дрессировщики знали о научении такого типа в течение столетий, но Торндайк первый исследовал его систематически и создал на основе своих наблюдений стройную теорию.
Для объяснения изменений, происходящих в поведении животного в этих опытах, Торндайк Thorndeike E. L.,1913, The psychology of Learning. предложил свой "закон эффекта". Он гласит, что для реакции, за которой следует вознаграждение или состояние удовлетворения, вероятность повторения возрастает, а для реакции, вызывающей вредное или неприятное последствие, вероятность повторения снижается. Таким образом, успех инструментального научения приписывается тому факту, что выработанное поведение может быть непосредственно изменено его последствиями. Торндайк Thorndeike E. L, 1911, Animal intelligence. считал, что подкрепление повышает вероятность реакции, с которой оно сочетается, потому что усиливает установленную связь между ней и присутствующей стимульной ситуацией. Этот взгляд стал известен как "теория научения по принципу стимул-реакция", и варианты этой теории господствовали в течение многих лет. Признавая значение закона эффекта как эмпирического факта, современные психологи в то же время сомневаются в том, что поведение непосредственно модифицируется своими последствиями, как предполагали Торндайк и его школа.
Научение избеганию врагов
Реакции избегания представляют собой форму оборонительного поведения, за счет которого животные сводят к минимуму попадание в ситуации, представляющиеся опасными. Стимулы, вызывающие страх, могут быть сигнальными и вызывать реакцию без какого-либо предварительного опыта. Так же могут действовать и стимулы, с которыми реакция страха или избегания образовала условную связь. К вызывающим врожденное поведение избегания относятся стимулы, связанные с хищниками (например, силуэты, похожие на ястреба, которых избегают птенцы) и с ядовитыми растениями и животными, например змеями и грибами. Врожденное поведение избегания весьма неодинаково у разных видов. Оно выражается в оцепенении (в особенности у животных, обычно хорошо замаскированных), в бегстве, поиске укрытия и тигмотаксисе (т. е. в прижимании к предметам и избегании открытых пространств), в предупреждающих сигналах, служащих для отпугивания нападающего или для оповещения других животных.
В естественной среде обитания животное, обучающееся избегать хищников посредством проб и ошибок, пережило бы лишь несколько таких проб. Поэтому животные большей частью обладают врожденными защитными реакциями, рефлекторными по своей природе, хотя и изменяемыми научением. Р. Боллс (R. Во1les R. Во1les, 1970, Species-species defense reactions and avoidance learning., 1970) указал, что экспериментатор в опыте по научению избеганию намеренно или в силу устройства аппаратуры выбирает эффективную реакцию избегания, которая будет или не будет совпадать с врожденной реакцией животного. Степень совместимости врожденного и вырабатываемого в эксперименте поведения сильно влияет на легкость, с какой приобретается реакция избегания.
В течение многих лет психологи сообщали о значительных различиях в легкости, с какой животные научаются реакциям избегания (Mackintosh, 1974 Mackintosh, 1974, The Psychology of Animal Learning). Так, крысы приблизительно за пять проб научаются перебегать из одного ящика в другой, избегая удара током, но им требуются сотни проб, чтобы для избегания тока научиться нажимать на рычаг. Голуби в этих условиях с большим трудом научаются клевать ключ, но с меньшим - нажимать на педаль. Еще один усложняющий фактор-разница врожденных реакций избегания в зависимости от ситуации. Так, в ответ на удар током крысы обычно убегают, когда есть возможность убежать, и замирают, когда ее нет. Если в такой ситуации присутствует какая-то "мишень", например другой представитель этого же вида, действие тока может вызвать агрессивное поведение (Logan, Boice, 1969 Logan, Boice, 1969, Aggressive behaviours of paired rodents in an avoidance context.). Если ситуация требует, чтобы животное приблизилось к стимулу, связанному с током, тогда выработка реакции избегания становится очень трудной. Такое наблюдается, когда крыса должна нажать на рычаг прямо под источником света, предупреждающим о токе. Если же сигнальный свет находится далеко от рычага, выработать условную реакцию гораздо легче (Biederman et al., 1964 Biederman et al., 1964, Facilitation of discriminated avoidence learning by dissociation of CS and manipulandum/). Применение тока в аппарате с открытым пространством продлевает время, которое крысы проводят в тесном соприкосновении со стенкой (Grossen, Kelley, 1972 Grossen, Kelley, 1972, Species-specific behaviour and acquisiton of avoidance behaviour in rats.). Избегая удара током, эти животные быстрее научаются прыгать на возвышение, находящееся рядом со стенкой, чем на расположенное в середине такого аппарата.
Согласно традиционной теории научения, врожденные оборонительные реакции представляют собой БР. Павловский анализ научения такого типа включает два кардинальных положения (Mackintosh, 1974 Mackintosh, 1974, The Psychology of Animal Learning). Во-первых, успешные реакции избегания тесно связаны с реакциями, которые обычно вызываются неблагоприятным стимулом. Как мы видели, научение избеганию идет гораздо быстрее, если рефлекс, вырабатываемый экспериментатором, совместим с естественной реакцией животного на применяемое "наказание". Мы вкратце проиллюстрируем этот принцип в другом месте.
Второе павловское положение гласит, что выработка реакции избегания не должна непосредственно зависеть от возможности избегания как такового. Именно применение отрицательного подкрепления усиливает реакцию, вызываемую этим подкреплением. Отсутствие подкрепления, являющееся или не являющееся результатом избегания, не улучшит процесс классической выработки УР. Здесь, однако, стоит указать, что отсутствие подкрепления иногда не оказывает действия, а иногда оказывает сильное влияние на научение избеганию (Mackintosh, 1974 Mackintosh, 1974, The Psychology of Animal Learning). Так, например, серебряные караси плывут из одного отделения аквариума в другое, когда это избавляет их от удара током, но они плывут с той же готовностью, когда этот удар неизбежен. И напротив, отключение тока служит эффективным подкреплением, заставляющим морских свинок бегать в колесе (Brogden et al., 1938 Brogden et al., 1938, The role of incentive in conditioning and extinction.) или крыс перебегать из одного отделения ящика в другое (Miller, 1948 Miller, 1948, Studies of fear as an asquirable drive.). Эта методика лучше применяемой при классической выработке УР (рис. 3)
Рис 3. Сравнение классической методики подкрепления и методики его отмены. А. - Бег морских свинок в колесе. Б. - условно-рефлекторное сгибание ноги у собаки. (По Wahlsten, Cole, 1972)
Макинтош (Mackintosh, 1974 Mackintosh, 1974, The Psychology of Animal Learning) указывает, что разница между классическим и инструментальным подходами к выработке реакции избегания может быть связана с вопросом о том, сигнализируют ли внешние стимулы об ударе током или о безопасности и образуют ли реакции на эти стимулы адекватные обратные связи у животного. В тех случаях, когда животное избегает тока, выпрыгивая из ящика или убегая от опасного стимула, само избегание отлично от других форм поведения животного и переносит его в иную внешнюю стимульную ситуацию. Впрочем, для непрерывно плавающего карася уплывание в определенное место (для избегания тока) не очень отличается от обычного поведения, В то же время для неподвижно сидящей крысы убегание туда, где она не получит удара током, представляет собой особую реакцию с ее очевидными последствиями. Поэтому не следует удивляться тому, что крысе легче научиться реакции избегания такого типа, чем нажиму на рычаг.
Крысы, которые могут нажать на рычаг, чтобы избежать удара током и попасть в отделение ящика, где тока никогда не бывает, научаются нажимам быстрее, чем крысы, которые могут нажимать на рычаг, но при этом не получают доступа в такое отделение (Masterton, 1970 Masterson, 1970, Is termination of a warning signal an effective reward for a rat?). Простой нажим на рычаг оставляет животное в более или менее той же внешней стимульной ситуации, что и раньше, а убегание в другое отделение удаляет его от стимула, связанного с током. Научение избеганию идет гораздо эффективнее в перегороженном ящике с одним "электрическим" отделением, чем в таком же ящике с поочередным включением тока в обеих его половинах, вероятно, потому, что в последнем случае нет участка, ассоциирующегося у крыс с безопасностью.
Научение типа инсайта
Идея об участии в научении животного когнитивного процесса имеет долгую историю. Она нашла ясное выражение в работах школы гештальт-психологов, которые считали, что животные способны к инсайту, т. е. что животные способны решать проблемы посредством инсайта ("озарения") благодаря врожденной тенденции воспринимать ситуацию как целое.
Классическая серия опытов была проведена Келером между 1913 и 1917 гг. Во время первой мировой войны Келер был интернирован на острове Тенерифе. Там он занялся исследованием шимпанзе на опытной станции по изучению человекообразных обезьян и опубликовал результаты своей работы в книге ""The Mentality of Apes" ("Мыслительные способности высших обезьян"), вышедшей в 1925 г. В опытах Келера шимпанзе для получения вознаграждения (корма) должны были пользоваться орудиями. Так, в одном случае шимпанзе нужно было доставать палкой еду, находящуюся вне клетки. Келер считал, что его задачи отличались от задач Торндайка очень важной деталью. Животные Торндайка не могли понять, как действует замок, открывающий дверцу их клетки, потому что он находился снаружи и был скрыт от глаз. Они могли решать поставленную задачу только путем проб и ошибок. А в опытах Келера все составляющие, необходимые для решения задачи, находятся в пределах видимости животного.
Одной из шимпанзе в опытах Келера давали две бамбуковые палки, ни одна из которых не была достаточно длинной для того, чтобы достать плод, лежащий вне клетки. Но палки можно было соединить и получить из них одну, более длинную. После многих безуспешных попыток дотянуться до плода одной из коротких палок шимпанзе прекратила попытки, принялась играть с палками и случайно соединила их, всунув более тонкую в полый конец второй. Тогда обезьяна подпрыгнула и немедленно побежала к прутьям клетки, чтобы достать плод длинной палкой. Келер истолковал это, как пример инсайта. В другом опыте плод был подвешен высоко под потолком клетки. Его можно было достать, поставив друг на друга ящики. Некоторые шимпанзе научались решать эту задачу.
Объясняя результаты своих опытов, Келер пришел к выводу, что его животные проявляли инсайт. Этот термин обозначает понимание отношений между стимулами или событиями. Научение по принципу инсайта отличается от научения методом проб и ошибок, потому что полагает внезапное возникновение новой реакции. Философа Бертрана Рассела позабавила разница между взглядами Торндайка и Келера. Он писал: "У всех тщательно наблюдавшихся животных обнаружились национальные черты наблюдателя. Животные, которых изучали американцы, бешено прыгают с невероятными напором и темпераментом, и, наконец, случайно получают желаемый результат. А животные, которых наблюдали немцы, сидят спокойно, думают и, в конце концов, выдают решение из своего внутреннего сознания".
Толкование решения задачи животным с точки зрения гештальт - психологии подвергнуто критике по многим причинам. Опытами предполагается определить, ведут ли себя животные на основе инсайта в условиях, которые, как считается, требуют именно такого поведения. Независимые доказательства того, что задача действительно требует инсайта, отсутствуют, если животному удается решить ее, значит явление инсайта доказано. Не все принимают такой ход рассуждений. Еще одна проблема связана с тем, что очень трудно выяснить, является ли реакция, предположительно основанная на инсайте, подлинно новой. Действительно, шимпанзе совершают большое количество посторонних действий, играют и безуспешно пытаются получить еду. Не означает ли это, что они приходят к решению задачи в результате накопления проб и ошибок?
Этот вопрос был изучен Шиллером (Schiller, 1952 Schiller, 1952, Innate constituents of complex responses in primates.), который систематически исследовал врожденные компоненты поведения шимпанзе при решении задачи. Например, в одной работе он дал 48 новым шимпанзе, соединяющиеся попарно палки, не поставив перед ними никакой задачи. В течение часа 32 обезьяны соединили палки, причем 19 из 20 взрослых животных проделали это за пять минут. На основании этих и других исследований возникло сомнение в правильности гештальт - психологического подхода. Очевидно, очень важен предыдущий опыт животных. Умение обращаться с палками и ящиками очень сильно сказывается на способе решения задачи. Шимпанзе, которым дают играть с этими предметами, узнают об их свойствах. Способность использовать имеющиеся орудия так, как это нужно для решения задачи, во многом зависит от зрелости обезьяны. Обнаружив, что с предметами можно совершать определенные действия, животное будет повторять их снова и снова. Некоторые манипуляции просто слишком сложны для молодых шимпанзе, но после включения в поведенческий репертуар могут совершаться в самых различных ситуациях.
Основные различия между инсайтом и другими формами научения, по-видимому, состоят в способности более умных животных пользоваться опытом, приобретенным в других условиях. Но это необязательно значит, что инсайт должен рассматриваться отдельно от научения. Способности животных решать задачи трудно исследовать, так как человек может плохо представлять себе, как животное видит данную ситуацию. Совершенно очевидно, что не следует задавать животному задачу, которая лежит за пределами его манипуляционных возможностей или противоречит его естественным склонностям. В то же время каждый вид хорошо приспособлен природой к выполнению некоторых на первый взгляд "умных" действий, считать которые свидетельством "инсайта" или "интеллекта" неверно. В действительности эти термины не более чем условные обозначения для явлений, еще требующих объяснения.
Похожие статьи
-
Ассоциативное научение - Классические условные рефлексы
Для рассмотрения гипотезы о том, что животные обладают механизмами обнаружения и узнавания причинных отношений, следует дать определение природы таких...
-
Импринтинг как научение - Классические условные рефлексы
Лоренц (Lorenz, 1935 Lorenz, 1935, Der Kumpan in der Umwelt des Vogels.) считал, что импринтинг принципиально отличается от форм научения; однако в...
-
Привыкание - Классические условные рефлексы
Многократное применение стимула ведет к повышенной реактивности. Этот феномен, называется привыканием, представляет собой форму не ассоциативного...
-
Введение - Классические условные рефлексы
Условный рефлекс павлов Научение - это адаптивное изменение индивидуального поведения в результате предшествующего опыта. Механизмы научения животных...
-
Выработка условного рефлекса - Классические условные рефлексы
В своих исходных опытах по условным рефлексам Павлов ограничивал движения голодной собаки лямками и давал ей небольшие порции пищи через правильные...
-
В ходе эволюции нервной системы уже у относительно простых животных формируется Рефлекторный тип реакций организма, обеспечивающий его целостную и...
-
1) [-]корнуэлская, леггорн, нью-гемпширская 2) [-]русские белые несушки, плимутрок 3) [-]леггорн, банкив 4) [+]первомайская, нью-гемпширская, загорская...
-
1) [-]мозжечком 2) [-]продолговатым 3) [-]средним 4) [+]корой больших полушарий Отдел мозга хищных, имеющий множество складок и отвечающий за выработку...
-
Инстинктивное поведение животных - Элементарная сенсорная психика животных
Многие формы поведения имеют генетический компонент, это результат действия естественного отбора, создавшего организм, поведение которого адаптивно в...
-
Специфика классического естествознания - Неклассическая наука и ее концептуальные основы
Постепенно в первой половине XX в. новая, неклассическая модель естествознания превратилась в целостную систему знания. Вес меньше места в ней оставалось...
-
Мутуализм - Симбиозы в мире животных
Мутуализм -- симбиотические взаимоотношения, когда оба сожительствующих вида извлекают взаимную пользу. Преимущества, которые получает организм,...
-
Коммуникация между животными различных видов - Демонстрация у животных
Животные, которые находятся в тесном контакте с человеком, зачастую ведут себя так, как будто люди принадлежат к их собственному виду. Тот, кто держит...
-
Ритуализация - Демонстрация у животных
В процессе эволюции может происходить ритуализация смещенных действий и они, таким образом, начинают выполнять коммуникативную функцию. Однако не только...
-
Отношения между организмами в биоценозе - Особенности биоценоза
Можно говорить о разных типах отношений между организмами в биоценозе -- мyтуалистических, комменсалистических, хищнических, паразитических и пр. На этих...
-
Возможные последствия клонирования человека - Клонирование
Споры по поводу запрещения клонирования чуть было не привели к свертыванию проекта Уилмута, но ученым удалось отстоять результаты своей работы и...
-
1) рыбы, 2) земноводные, 3) пресмыкающиеся, 4) птицы, 5) в связи с водным образом жизни, 6) в связи с наземным образом жизни, 7) как приспособление к...
-
Собственная родословная всегда интересовала людей больше, чем происхождение растений и животных. Попытки понять и объяснить, как возник человек, отражены...
-
Заключение - Демонстрация у животных
В заключительной части данной работы можно сказать что, в процессе эволюции может происходить ритуализация смещенных действий и они, таким образом,...
-
Организменная среда - Основные среды жизни и их характеристики
Организм может также служить средой обитания - для паразитов и симбионтов (симбиоз - совместное, взаимовыгодное сожительство организмов). Например,...
-
Законы наследственности - Великие открытия в генетике ХХ века
Когда нас зачинают родители, мы наследуем их черты. Но как они перемешиваются? В середине 19 века монах-августинец по имени Грегор Мендель занялся...
-
МОЗГ - НЕРВ - РЕФЛЕКС - ДВИЖЕНИЕ - Физические упражнения
В результате занятий физическими упражнениями развивается способность человека управлять своими органами движения и совершать различные двигательные...
-
Управление поведением других животных - Демонстрация у животных
В последние годы исследователи пытались объяснить коммуникацию животных с точки зрения эволюционной теории. Например, Доукинс и Кребс пишут: "Существует...
-
Генетический скрининг взрослых - Геном человека
В настоящее время нет общенациональных программ генетического скрининга взрослого населения, но некоторые достижения заслуживают упоминания. Лучшим...
-
Конфликт - Демонстрация у животных
Как правило, отправной точкой для процесса ритуализации служит конфликт мотиваций. Он наблюдается в том случае, когда в регуляции поведения начинают...
-
Кора головного мозга. - Память
В хранении долговременной памяти участвует большая часть коры. Ввиду своей сложности кора головного мозга с трудом поддается исследованию. Поскольку у...
-
"В этой малой, срединной и архаической зоне, которую может покрыть ноготь большого пальца, находится основная пружина аффективной и инстинктивной жизни,...
-
Род Klebsiella. Род Klebsiella относится к семейству энтеробактерий. Особенность представителей рода -- способность образовывать капсулу. Основной вид --...
-
Диагностика, Инструментальное обследование пациентов при ИМ - Острый инфаркт миокарда
Лабораторные методы диагностики инфаркта миокарда: Џ Анализ крови Џ Биохимический анализ крови Џ Кровь на миоглобин Резорбционно-некротический синдром -...
-
Польза пива - Скажем "нет" пивному алкоголизму!
С тех пор, как люди стали варить пиво, они находили в нем все новые и новые целебные свойства. Начиная с древних шумеров, врачи прописывали полоскание...
-
Мозжечок (cerebellum - дословно, малый мозг) - структура ромбовидного мозга. В онтогенезе он образуется из дорзальной стенки ромбовидного мозгового...
-
Непосредственным продолжением вверх спинного мозга у всех позвоночных животных и человека является продолговатый мозг. Вместе с варолиевым мостом...
-
"Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится к одному лишь явлению - мышечному движению". И. М. Сеченов Спинной мозг...
-
Введение - Демонстрация у животных
Демонстрация коммуникация конфликт поведение Ранние этологи добились больших успехов в понимании коммуникативных связей у животных. Чарлз Дарвин сделал...
-
Неклассическая наука - Неклассическая наука и ее концептуальные основы
Начиная с Маха, концепции классического знания ставятся под сомнение: в самом ли деле знание есть точная копия реальности? Возникли вопросы, в результате...
-
Введение в биологию - Введение в физиологию
Биология (от греч. bios-жизнь, logos-понятие, учение) - это наука, изучающая живые организмы. Развитие этой науки шло по пути последовательного упрощения...
-
Происхождение вирусов и происхождение клетки - Строгие постулаты Коха
Проблема происхождения вирусов - это, по существу проблема независимости генетических элементов в репродуктивном и эволюционном отношении. Основные...
-
Вирусы животных - Строгие постулаты Коха
Адсорбция и проникновение в клетку Первые этапы вирусной инфекции, независимо от того, о каком вирусек идет речь, традиционно принято называть...
-
Опишите химический состав вирусов - Особенность взаимодействия вируса и клетки
Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких кодируемых ею полипептидов. Более сложные вирусы обычно содержат также липиды и углеводы; у...
-
Классификация мутаций - Мутация
1. По способу возникновения. Различают спонтанные и индуцированные мутации Спонтанные происходят в природе крайне редко с частотой 1-100 на миллион...
-
Механизм, благодаря которому генетическая информация ДНК "транскрибируется" в матричную РНК, а затем транслируется в белок, выяснился через несколько лет...
Инструментальное научение - Классические условные рефлексы