Типы научения. Факультативное, ассоциативное, эффект-зависимое научение. Классические и инструментальные условные рефлексы

Причины усложнения поведения животных в онтогенезе и филогенезе.

Общая характеристика проесса научения.

Классификации научения.

Методы научения

Формы обучения/научения животных очень многообразны - отсюда и значительное количество классификаций.

Первый подход к классификации научения принадлежит необихевиористу Э. Толмену. Подход основан на осознании того факта, что механизмы научения разнородны у представителей различных систематических групп (подтверждением этому может выступать, например, поведение голубей, решающих задачу различения сложных фигур быстрее людей и иными способами.).

Толмен классифицировал способности животных и человека к научению и выделил следующие группы способностей:

1) способность ожидать появления раздражителя и действовать в соответствии с этим предвидением;
2) способность к различению и манипулированию;
3) способность к сохранению опыта;
4) способность предвидеть результат своих действий в случае альтернативного выбора вариантов простых моторных реакций;
5) способность к формированию представлений, позволяющая сравнивать альтернативные пути решения задачи;
6) «творческая гибкость».

Для интерпретации условных рефлексов требуются только первые три типа способностей (обучение в лабиринте включает четвертый тип

способностей). Для сложных форм обучения необходимы все перечисленные способности.

Второй подход предполагает, что все многообразие выученного поведения можно свести к нескольким основным типам. Таковы классификации Торпа , Фабри и др. Здесь сложно определить уровень, на котором должен производиться анализ. Вероятно, на субклеточном уровне выученное поведение самых различных типов может описываться одними и теми же процессами. На физиологическом уровне многообразие выученного поведения можно свести к двум процессам: процессам кратковременного и долговременного хранения следов памяти. А можно свести все виды научения у животных к безусловным и условным рефлексам. Важно анализировать разнообразие видов обучения на поведенческом уровне - с учетом адаптивности тех или иных поведенченских актов.

У.Торп выделил две группы процессов, связанных с научением: неассоциативное и ассоциативное, при этом в понятие ассоциативное он включает и те типы, которые некоторыми учеными рассматриваются в качестве когнитивных.

Классификация научения по У.Торпу

Таблица 1

Неассоциативное научение заключается в ослаблении реакции при повторных предъявлениях раздражителя. Способность к обучению базируется на присущем центральной нервной системе свойстве пластичности, которая проявляется в способности системы изменять реакции на повторяющийся многократно раздражитель, а также в случаях его совместного действия с другими факторами. Пластичность может иметь разную направленность: чувствительность к раздражителю может

повышаться - это явление называется сенсибилизацией, или снижаться - тогда говорят о привыкании.

Ассоциативное научение принято подразделять на два вида: классические и инструментальные условные рефлексы. При ассоциативном научении в центральной нервной системе формируется временная связь между двумя стимулами, один из которых изначально был для животного безразличен, а другой выполнял роль вознаграждения или наказания. Формирование этой связи обнаруживается в виде изменений в поведении животного, которые и называются условными рефлексами.

Рассмотрим классификацию научения, предложенную канадским психологом Ж.Годфруа. Классификация основана на степени участия особи в процессе научения, причем, при активном участии организма выделяется еще и когнитивный уровень. Когнитивное научение объединяет высшие формы обучения, свойственные взрослым животным с высокоразвитой нервной системой и основанные на ее свойстве формировать целостный образ окружающей среды. При когнитивных формах научения происходит оценка ситуации, в которой участвуют высшие психические процессы, используется и прошлый опыт, и анализ имеющихся возможностей - в результате формируется оптимальное решение.

Таблица 2

Классификация научения по Ж. Годфруа

Привыкание (габитация) - наиболее примитивная форма научения - самая элементарная, индивидуально вырабатываемая реакция снижения возбудимости. Она возникает при многократном систематическом повторении определенного раздражителя, не грозящего организму никакими существенными последствиями, и заключается в постепенном достаточно устойчивом ослаблении самой реакции или уменьшении частоты появления [вплоть до полного ее исчезновения]. Животное обучается не реагировать на раздражитель, не причиняющий ему вреда, и привыкание становится «отрицательным обучением» (сравним у человека: живущий рядом с аэропортом или железной дорогой вскоре перестает реагировать на шум, хотя вначале он его заметно раздражает и мешает спать).

Реакция привыкания - не утомление! Мышечной усталости нет, сенсорной адаптации нет. После выработки привыкания условный раздражитель продолжает восприниматься животным, и если его усилить, он тотчас же вызовет реакцию.

Привыкание распространено достаточно широко: от примитивных существ и до человека включительно - оно обеспечивает адекватность реакций организма, устраняет лишнее, не приносящее пользы, не затрагивая самое необходимое, что, собственно, и позволяет экономить энергию. Животное способно притерпеться к любым воздействиям, с которыми ежедневно встречается, и не откликаться на них ни ориентировочной, ни оборонительной реакциями, адаптироваться к товарищам по стаду, ограничивать реакции, возникающие в их присутствии (кроме реально необходимых). Благодаря привыканию происходит стандартизация общественного поведения любого сообщества животных. Привыкание - результат изменения в нервной системе, а не форма сенсорной адаптации, ибо новое поведение теперь устойчиво, а после привыкания стимул уже никогда не вызывает реакции.

Сенсибилизацией называется повышение чувствительности организма к воздействию какого-либо агента. В качестве примера можно привести аллергию, когда повышается чувствительность к определенным химическим стимулам, обычно безвредным, но у сенсибилизированных организмов способную вызвать целый комплекс патологический реакций.

- к первому типу реакции относят модификацию поведения, возникающую под воздействием какого-либо стимула. Ярким примером такого рода может служить так называемое обучение инфузорий (см. выше);
- вторым типом реакций, относимых к сенсибилизации, является способность организма под воздействием одних раздражителей изменять чувствительность к другим. Многие виды реснитчатых червей-полихет недолюбливают яркий свет и предпочитают прятаться от него в норки. Кормление животных заметно усиливает любовь к темноте. Сытые полихеты охотнее и быстрее голодных доползают до самого конца норок. Повышенная чувствительность к свету сытых червей имеет адаптивный характер: теперь червям нет смысла оставаться на свету, где их легко может заметить любой хищник. Реакции подобного типа встречаются у любых организмов (у учеловека свет улучшает восприятие музыки - поэтому в филармониях во время концертов зрительный зал остается освещенным);
- третий тип реакции нуждается в систематическом воздействии раздражителя: только в этом случае чувствительность к нему повышается (напуганный человек вздрагивает от любого звука, от любого внезапного раздражителя). Причина повышения возбудимости - суммация возбуждения. Удар электрическим током вызывает возбуждение нервной сети гидры. Если каждое следующее воздействие обрушивается на гидру, когда эффект предыдущего еще сохранен, новая порция возбуждения суммируется с остатками старого. После ряда электрических воздействий возбуждение в нервных цепях гидры накапливается и становится столь велико, что добавления даже небольшой его порции оказывается достаточно, чтобы вызвать оборонительную реакцию. Вот почему свет заставляет теперь гидру сжиматься. Этот тип реакций и суммационным рефлексом. Суммационный рефлекс отличается от условного рефлекса - для образования условного рефлекса необходимо сочетание во времени малозначимого для животного раздражителя с раздражителем, вызывающим безусловный рефлекс, причем первый должен действовать раньше второго. Для образования суммационного рефлекса такие сочетания необязательны. Суммационный рефлекс имеет адаптивное значение: организму,

подвергшемуся вредному воздействию, выгодно отреагировать оборонительной реакцией на любой новый раздражитель, так как в этой ситуации достаточно велика вероятность, что и он связан с опасностью. Образование суммационного рефлекса должно повышать приспособленность животных к условиям существования и увеличивать их шанс на выживание.

При исследовании ассоциативного научения применяют два основных метода: выработку классических и выработку инструментальных условных рефлексов. Различие - при выработке классического условного рефлекса последовательность событий в опыте не зависит от поведения животного. При инструментальном научении поведение животного служит одним из важных факторов, определяющих ход событий.

Процедура инструментального обучения состоит в том, что подкрепление или наказание подаются или устраняются при определенной реакции животного - назовем их правильной или неправильной.

При выработке классического условного рефлекса опыт начинается со стимула (безусловного), который вызывает совершенно определенный ответ (безусловный рефлекс). Затем на протяжении ряда проб одновременно с безусловным предъявляют второй стимул, который, как правило, не вызывает безусловный рефлекс (потенциальный условный стимул). В результате повторяющегося сочетания «условный стимул + безусловный рефлекс» появляется условный рефлекс, который вызывается условным стимулом. Условный рефлекс подобен [но не обязательно идентичен] безусловному рефлексу.

При образовании инструментальных условных реакция не является копией безусловно-рефлекторной, возникающей в результате действия подкрепляющего раздражителя. 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. К инструментальным относится обучение подопытного животного находить путь к пище или избегать неприятных стимулов в лабиринте. Инструментальным условным рефлексом является и реакция избегания - навык переходить в тот отсек экспериментальной камеры, где отсутствует болевое подкрепление.

Начало исследований инструментальных условных рефлексов связано с именем Э. Торндайка . Он создал способ исследования, получивший название метода «проблемных ящиков»: посаженное в ящик животное должно было найти выход из него, открыв

дверцу. Сначала животное совершало много разных действий (проб), допуская при этом много ошибок, пока ему не удавалось случайно нажать на задвижку, запирающую дверь ящика. При последующих пробах оно освобождалось все быстрее и быстрее. Такое обучение Торндайк и назвал «методом проб и ошибок». В дальнейшем обучение животного подобным действиям получило название инструментальных, или оперантных, условных рефлексов.

Дальнейшее развитие метод инструментальных условных рефлексов получил в работах Б.Скиннера , а затем он стал основным в исследованиях бихевиористов (анализ связей «стимул-реакция»), Скиннер считал, что любое поведение, относящееся к категории «оперантное», можно эффективно модифицировать, если при его выполнении давать животному подкрепление. Например, крысу можно обучить нажимать на рычаг, если сначала сопровождать подкреплением любые ее действия в той части камеры, где она находится. Постепенно крыса обучается держаться вблизи рычага, и тогда подкрепление дают только когда она касается рычага мордой или лапкой (для этого иногда на рычаг даже кладут пищу). Через некоторое время подкрепление дается только после выполнения четких движений - нажатий (одного или нескольких) лапкой на рычаг. Такое постепенное видоизменение поведения животного в результате вмешательства экспериментатора называется методом последовательного приближения или формированием поведения. Именно такой подход Скиннер предложил как эффективный способ анализа поведения. Если для выработки классических условных рефлексов необходимы сочетания условных сигналов и подкрепления, то при методике свободного оперантного поведения, предложенной Скиннером, экспериментатор сопровождает подкреплением выполнение животным только определенного, намеченного им действия. С помощью данного метода у животных удается сформировать самые разнообразные, сложные и порой совершенно неожиданные навыки. Данный метод широко используется при практической дрессировке животных.

Обратим внимание еще на одно явление: феномен латентного (скрытого, неявного) научения - он был обнаружен в лабораторных условиях на крысах, которые обследовали лабиринт без всякого подкрепления. Оказалось, что в дальнейшем крыса с таким опытом обучается проходить лабиринт быстрее и с меньшим количеством ошибок. Исследователи пришли к выводу, что в процессе обследования лабиринта животное приобретает определенный опыт, который затем использует в организации целенаправленного поведения. К латентному научению относится обучение, не соответствующее ведущей мотивации голодную, но не испытывающую жажды крысу обучали проходить Т- образный лабиринт, в котором один из коридоров приводит к пище, а другой - к воде. Оказалось, что если впоследствии та же крыса будет испытывать жажду, то она начнет выбирать коридор с водой. Это означает, что процесс обучения шел и в отсутствие соответствующей мотивации!

Биологическое значение латентного научения заключается в том, что именно благодаря ему происходит накопление информации о свойствах внешнего мира, его образа, освоение двигательных реакций в качестве необходимых для построения поведения в будущем. Латентное научение не пассивно - в основе его лежит потребность в новой информации, проявляющаяся в форме исследовательского поведения и характеризуемая как любопытство. Потребность в новой информации, в конечном счете, обеспечивает возможность развития организма, обеспечивая его будущее. В латентном научении ведущую роль играет ориентировочная реакция на раздражители, образы и ситуации, исследовательский компонент. Механизм заключается в образовании причинно-следственных связей между индифферентными раздражителями. Образование ассоциативной связи может происходить между раздражителями различной модальности, и подкреплением этому служит безусловнорсфлекторный компонент последующего раздражителя. С психологической точки зрения, подкреплением при латентном научении, служит удовлетворение потребности в новой информации.

В естественных условиях латентное обучение возможно благодаря исследовательской активности животного в новой ситуации. Оно обнаружено не только у позвоночных. Такую или похожую способность для ориентации на местности используют, например, многие насекомые. Особенно хорошо латентное обучение изучено у перепончатокрылых. Так, пчела или оса, прежде чем улететь от гнезда, совершает рекогносцировочный полет над ним, что позволяет ей фиксировать в памяти мысленный план данного участка местности.

Наличие латентного знания выражается в том, что животное, которому предварительно дали ознакомиться с обстановкой опыта, обучается быстрее, чем контрольное, не имевшее такой возможности.

В настоящее время термин латентное обучение употребляется редко и лишь в определенном контексте, хотя феномен этот достаточно широко распространен.

Высшей формой научения, вероятно, можно назвать инсайт. Он не является результатом прямого научения методом проб и ошибок - он основан на информации, полученной ранее при других похожих обстоятельствах. Инсайт возможен лишь при достаточном развитии интеллектуальных функций. Присущ он только птицам и млекопитающим, обладающим интеллектом. Оказавшись в проблемной ситуации, животное сначала остается неподвижным и только оценивает обстановку, не совершая никаких действий, после чего начинает действовать с учетом реально существующих связей между компонентами среды.

Гештальт-психологи считали, что животные способны решать проблемы посредством инсайта (озарения) благодаря врожденной способности воспринимать ситуацию как единое целое (классические эксперименты Келера). Торп определил инсайт как внезапное осуществление новой адаптивной реакции без предварительных проб и ошибок. Основные различия между инсайтом и прочими формами научения состоят в способности более умных животных пользоваться опытом, приобретенным в других условиях.

К классическому инсайту можно отнести реакции, протекающие так:

- ознакомление с задачей;
- попытка решить ее методом проб и ошибок;
- обдумывание сложившейся ситуации, во время которой наступает принятие решения - озарение (латентный, скрытый период);
- решение проблемы.

При научении путем инсайта решение проблемы может происходить еще и благодаря объединению опыта, накопленного памятью и информации, поступающей из вне, При этом научение путем рассуждений будет проходить в два этапа: на первом учитываются имеющиеся данные и связи между ними, на втором формируются гипотезы, которые потом будут проверяться, а в результате находится решение.

Зпомним - для озарения необходимы пробы, ошибки и на их основе образованные ассоциации - то есть, для обучения в форме инсайта очень важен предыдущий опыт животного. Поэтому инсайтом можно считать способность переносить предшествующий опыт или его элементы в новую обстановку и на его основе решать стоящую задачу.

Отсюда - к инсайту близко понятие переноса, принятое в нашей психологии.

Под переносом подразумевается влияние ранее сформированного действия (навыка) на овладение новым действием. Перенос обнаруживается в том, что освоение нового действия происходит легче и быстрее, чем овладение предыдущим. Различают положительный и отрицательный перенос. Положительный перенос обычно имеет место тогда, когда задачи обучения в чем-то сходны. Когда уже накопленная информация может затруднить приобретение слишком сходной информации, тогда возникает отрицательный перенос. Он проявляется также в тех случаях, когда в двух сходных ситуациях требуются различные или даже противоположные формы поведения. Так или иначе, невозможно говорить о научении (тем более, когнитивном) без учета информации, уже имеющейся в памяти.

Ученые считаю, что явление переноса и инсайта свидетельствует о наличии и участии примитивного мышления животных в решении задач и характеризуется уже некоторым обобщением явлений.

Под вероятностным прогнозированием понимается предвосхищение будущего, основанное на вероятностной структуре прошлого опыта и информации о наличной ситуации. И опыт, и информация служат основой для создания гипотезы о предстоящем будущем. В соответствии с таким прогнозом осуществляется подготовка к действиям в предстоящей ситуации, приводящим к наиболее вероятному достижению цели. Нервная система животных обладает способностью оценивать не только вероятность появления тех или иных стимулов (раздражителей), но и вероятность удовлетворения потребности (подкрепления). Проявления вероятности (наряду с другими характеристиками внешней среды) выделяются нервной системой и фиксируются в памяти не только человека, но и животных. Причем, механизм предвидения в структуре поведенческого акта строится с учетом вероятностной структуры среды и вероятности достижения цели. Таким образом, теория вероятностного обучения исходит из предсказания статистических закономерностей и выбора оптимальных стратегий поведения при обучении животных в среде независимых или зависимых вероятностно возникающих раздражителей. При построении своего поведения животные прогнозируют вероятность нахождения пищевого объекта в данной среде, одновременно прогнозируя поведения возможного хищника или врага, чтобы не стать самому жертвой.

Можно определить несколько форм вероятностного прогнозирования:

- прогнозирование различных форм независимых от субъекта событий;
- прогнозирование ответных активных действий;
- прогнозирование целенаправленных действий не только в соответствии с их частотой в прошлом опыте, но и с их значимостью для животного и предполагаемым результатом;
- прогнозирование в общении с другими объектами (в стае, с человеком) предполагает использование гипотез о наиболее вероятных действиях своих партнеров;
- прогнозирование действий и целей с учетом собственных энергетических затрат.

Когнитивные формы научения, включая в себя все простые формы научения, выступают в качестве одного из фундаментальных свойств высшей нервной деятельности.

Среди натуральных условных рефлексов в особую группу выделяют запечатление - импринтинг, который заключается в очень быстром обучении определенным жизненно важным действиям. Импринтинг может происходить в строго определенные [критические] периоды онтогенеза. Приобретаемое поведение становится относительно стойким и с трудом поддается изменению. Он состоит в том, что в мозгу детеныша (или птенца) запечатлевается образ другого индивидуума, обычно родителя, или какого-то крупного объекта и создается особ огорода привязанность к нему. Обычно запечатление осуществляется в раннем детстве и может произойти только в течение специального чувствительного периода, ибо если этот период будет упущен, в более поздние сроки оно уже не осуществится. Классический пример запечатления - формирование реакции следования за матерью у птенцов выводковых птиц, или запечатление привязанности. Сама по себе реакция эта врожденная, но в течение первых часов после вылупления молодые птицы должны запечатлеть облик матери (если в этот период утята не увидят утки, то впоследствии будут ее бояться. Лоренц выращивал разных представителей отряда гусеобразных в изоляции от сородичей в течение первой недели жизни и отмечал, что такие птицы предпочитают следовать за людьми, а не за птицами своего вида). Классический импринтинг характерен для копытных животных и других

зрелорождающихся млекопитающих и характеризуется исключительно быстрым формированием. Рефлекторные акты, осуществляемые животными на основе информации, усвоенной путем запечатления, обычно являются фрагментами инстинктивных реакций, поэтому необходимость их образования генетически запрограммирована. Они видоспецифичны, и их образование почти так же обязательно, как и наличие самих инстинктов. В естественных условиях импринтинг имеет приспособительное значение, помогая детенышам быстро перенимать необходимые навыки от родителей (например, учиться летать) и запоминать характерные особенности окружающей среды. Импринтинг лежит в основе ключевых стимулов, играющих важную роль в осуществлении инстинктивных реакций. По своим свойствам запечатление существенно отличается от обычного ассоциативного обучения, и прежде всего, тем, что оно происходит в определенный, ограниченный период онтогенеза. Еще одно отличие состоит в том, что эффект запечатления необратим и в обычных условиях не гаснет.

Явление запечатления играет значительную роль в формировании поведения животных разных систематических групп, влияя на параметры запечатлеваемого стимула.

Обратим внимание и на облигатное и факультативное научение.

Облигатное (обязательное) научение - совокупность умений, необходимая для выживания особи.

Факультативное (не обязательное) научение - умения, появляющиеся у некоторых особей в ответ на специфические условия.

Наблюдая млекопитающих в условиях антропогенной среды, ученые выяснили, что у самок главную роль играет облигатное научение, формирующееся преимущественно под воздействием факторов естественной природы. В жизни самцов важнее факультативное научение, которое появляется в ответ на действие антропогенных факторов. Для нормального существования каждого биологического вида, его представитель должен освоить вполне определенный комплекс навыков, составляющих особенности характерного для него поведения. Существуют такие формы научения, которые внешне очень напоминают инстинктивное поведение, но представляют собой результат накопления индивидуального опыта, правда, в жестких, типичных для данного вида рамках. Это как раз формы облигатного научения, которым можно обозначить индивидуальный опыт, необходимый для выживания всех представителей данного вида вне зависимости от частных условий жизни.

Реализация видового опыта в индивидуальном поведении в большой степени нуждается в процессах научения на ранних этапах поисковой стадии инстинктивного акта, поскольку реакции на единичные, случайные признаки каждой конкретной ситуации не могут быть запрограммированы в процессе эволюции. И так как без включения вновь приобретаемых элементов в инстинктивное поведение, реализация видового опыта неосуществима, а значит, эти включения наследственно закреплены, следовательно, диапазон научения является строго видотипичным. Другими словами, представитель биологического вида может быть научен только тем формам поведения, которые ведут к завершающим фазам видоспецифических поведенческих актов.

В противоположность облигатному, факультативное обучение включает в себя все формы индивидуального приспособления к особенностям конкретных условий, в которых живет данная особь. Естественно, что эти условия не могут быть одинаковыми для всех представителей данного вида. Способствуя максимальной конкретизации видового поведения в частных условиях среды обитания вида, факультативное научение является наиболее гибким, лабильным компонентом поведения животных. Конкретизация видового опыта путем добавления в инстинктивное поведение индивидуального опыта присутствует на всех этапах поведенческого акта. Изменения в опыте и поведении охватывают как эффекторную, так и сенсорную сферу. В эффекторной сфере примером научения могут являться как рекомбинации врожденных двигательных элементов, так и вновь приобретенные. У высших животных приобретенные движения эффекторов играют большую роль в процессе познавательной деятельности, интеллектуальной сфере функционирования. Модификация поведения в сенсорной сфере расширяет возможности ориентации животного вследствие приобретения новых групп сигналов из внешнего мира. Таким примером являются случаи, когда сигнал, биологически не значимый для животного, в результате личного опыта и в сочетании с биологически важным, приобретает ту же степень важности. И этот процесс не является только простым образованием новых условных рефлексов. Основой научения здесь являются сложные динамические процессы в центральной нервной системе, особенно в ее внешних отделах, где осуществляется афферентный синтез разнообразных реакций, обусловленных внешними и внутренними факторами. Анализ результатов является пусковым механизмом нового афферентного синтеза и т.д. В дополнение к видовым программам формируются индивидуальные программы, на которых основываются процессы научения. И животное в этом процессе является не пассивно научаемым, а само активно участвует, обладая некой свободой выбора.

Итак, основой научения является формирование эффекторных программ предстоящих действий, в процессе которых происходит сопоставление и оценка внешних и внутренних раздражителей, видового и индивидуального опыта, регистрация параметров и проверка результатов совершаемых действий. Реализация видового опыта в индивидуальном поведении нуждается в процессах научения на начальных этапах поискового поведения - реакции на единичные, случайные признаки в каждой конкретной ситуации не могут быть запрограммированы в процессе эволюции. И поскольку без включения вновь приобретенных элементов в инстинктивное поведение реализация видового опыта неосуществима, диапазон научения является строго видотипичным: представитель вида может быть научен только тем формам поведения, которое ведут к завершающим фазам видотипичных поведенческих актов. А уровень пластичности поведения животного в реализации инстинктивного опыта может служить показателем общего психического развития.

Если говорить о методах и методиках исследования животных, то непременно отметим следующие среди достаточно широкого спектра, достаточно известные, в своем роде прославленные:

- методики с положительным подкреплением. Животное получает какого-либо рода вознаграждение (часто называемое положительным подкреплением), если оно совершило реакцию, оцениваемую экспериментатором в качестве правильной. Выделяются две основные разновидности таких методик - с использованием дискретных проб и свободно-оперантную :
- методика дискретных проб - экспериментатор контролирует ход опытов, предъявляя животному серию четко определенных проб. Один из часто используемых вариантов состоит в том, что животное должно пройти определенный прямой путь, чтобы получить подкрепление (коридор для золотых рыбок от стартовой камеры до целевой камеры с использованием в качестве подкрепления пищи);
- свободно-оперантная методика - животное подвергается не отдельным пробам, а может свободно совершать инструментальную реакцию в любое время. Обычно в установке находится приспособление (рычаг и т.п.), на которое животное должно определенным образом воздействовать воздействие же ведет к подкреплению. В наиболее известном варианте этой методики лабораторная крыса нажимает на рычаг и получает пищу;
- выработка активного избегания. При обучении активному избеганию животное должно совершить определенное действие, чтобы не подвергнуться наказанию. Животное начинает вести себя так, как установлено экспериментатором, чтобы избежать болевых стимулов (в челночной камере, состоящей из двух отделений, одно из которых окрашено в белый, а другое в черный цвет, животному предоставляется несколько секунд, в течение которых оно может покинуть стартовую камеру и перейти в другую часть установки. Если животное не сделает этого в заданное время, оно получает электрический удар). По мере повторения серий таких проб процент успешных реакций избегания - ухода из стартовой камеры до начала болевого раздражения - возрастает;
- задача на избавление. Некоторые опыты проводятся таким образом, что животное научается быстро избавляться от болевого стимула или неприятной ситуации, но совсем избежать их не имеет возможности (для таких опытов тоже используют челночную камеру, включая ток в тот момент, когда открывается дверца между отделениями);
- выработка пассивного избегания. При обучении пассивному избеганию используют животное, которое уже выполняет определенную реакцию. Это может быть или какой-то видоспецифический поведенческий акт или реакция, выработанная в эксперименте. В задаче на пассивное избегание экспериментатор наносит болевое раздражение при каждом осуществлении такой реакции. Научение в этом случае приводит к торможению реакции, которая ранее осуществлялась с большей частотой. Эта методика, по существу, основана на наказании;
- выработка дифференцировки. В данных опытах животному предлагают два или несколько стимулов и предоставляют возможность как- то реагировать. Реакции на один из стимулов подкрепляются, а на другие нет. Стимулы не вызывают реакции, а создают повод для ее появления. При методике одновременной дифференцировки оба стимула (или все) предъявляются в одно и то же время. Задача животного - выбрать правильный стимул и ответить на него.

Вопросы и задания для самопроверки по материалам Темы 13

1. Дайте представление о классификации научения Э. Толмена.
2. Дайте представление о классификации научения У.Торпа.
3. Что такое сенсибилизация?
4. Что такое привыкание?
5. Дайте представление о классификации научения по Ж. Годфруа.
6. Что такое отрицательное обучение?
7. Что такое суммационный рефлекс и чем он отличается от условного рефлекса?
8. Подготовьте сообщения об опытах Торндайка и Скиннера.
9. Что собой представляет феномен латентного научения?

Ю.Что такое инсайт?

11. Расскажите о переносе.
12.Что мы понимаем под вероятностным прогнозированием?
13.Расскажите о роли импринтинга в обучении животных.
14.Что такое облигатное и факультативное научение?
15.Подготовьте доклады об основных методах и методиках исследования животных?

Эдвард Чейс Толмен (1886-1959) - американский психолог, создатель „когнитивного" направлениянеобихевиоризма. Автор программной книги „Целевое поведение у животных и человека" (Purposivebehavior in animals and men) (1932). Его вариант психологии основывался на идее целостного, или„молярного", подхода к анализу поведения. Единицей поведения признавался целостный акт,разворачивающийся на основе мотива, направленный на определенную цель и опосредствованныйкогнитивными картами, которые представляют собой знания и ожидания, формирующиеся в опыте.
Уильям Торн (1902-1986) - английский зоолог, этолог, орниолог.
Эдвард Ли Торндайк (1874-1949)- американский психолог и педагог. Проводил исследованияповедения животных.
Беррес Фредерик Скиннер (1904- 1990)- американский психолог, изобретатель и писатель. Внесогромный вклад в развитие и пропаганду бихевиоризма - школы психологии

Арендный блок

В отличие от облигатного научения факультативное научение представляет собой, как нам также уже известно, приобретение индивидуального опыта, который зависит от частных условий жизни особи и не является необходимым для всех представителей данного вида в качестве компонента их инстинктивного поведения. Факультативное научение модифицирует, совершенствует и приспособляет видотипичное, врожденное поведение в соответствии с особыми, частными, преходящими, а зачастую и случайными элементами среды обитания особи, поэтому факультативное научение носит сугубо индивидуальный характер, оно не приурочено к определенным сенсибельным периодам и отличается большой лабильностью и обратимостью. Видоспецифичными являются здесь лишь сама способность к научению и пределы этой способности.

Ассоциативное научение основывается на формировании связи между двумя стимулами. При классическом обусловливании образуется временная ассоциация между нейтральным условным стимулом и безусловным стимулом, вызывающим ответ. Пример классического обусловливания - поведение собак в опытах И.П.Павлова с рефлексами. Вид пищи вызывает у голодной собаки безусловный рефлекс слюноотделения. Если предъявлению пищи предшествует звонок, собака усваивает связь между этим звуком и едой. В результате звонок начинает сам по себе вызывать слюноотделение. Если сочетание безусловного (пища) и условного (звонок) раздражителей повторяется с сохранением временного соотношения между ними, мозг научается ассоциировать эти два стимула, и тогда предъявление только одного условного стимула станет вызывать безусловную реакцию - слюноотделение. Конечно, если пища перестает регулярно появляться в сочетании со звонком, условная реакция затухает: происходит угасание рефлекса.

Следующая разновидность ассоциативного научения - инструментальное (оперантное) обусловливание. Его механизм основан на том, что при подкреплении реакции изменяется ее вероятность. Подкрепление может быть положительным (вознаграждение) или отрицательным (наказание). Пример положительного подкрепления: дельфин, выпрыгнув из воды через обруч, получает рыбу. Пример отрицательного: ребенок за плохое поведение отослан в детскую. При положительном подкреплении вероятность реакции повышается, а при отрицательном - снижается.

Ассоциативное, факультативное обучение – активный процесс формирования собственной среды путем извлечения ее функциональных составляющих, значимых для выполнения тех или иных актов поведения. Эта категория обучения носит эффект-зависимый характер, то есть определяется результативностью контакта организма со средой. Формы ассоциативного обучения характеризуются совпадением во времени (ассоциацией) какого-либо воспринимаемого индифферентного раздражителя – внешнего или внутреннего – с деятельностью самого организма. Биологический смысл такой ассоциации – условного рефлекса – в его сигнальности, то есть в приобретении этим раздражителем роли предупреждающего фактора, сигнализирующего наступление предстоящих событий и подготавливающего организм к взаимодействию с ними. Формами ассоциативного обучения являются классические условные рефлексы (по И.П.Павлову) и оперантное обучение. Оперантное обучение – это обучение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Имеется три основных подобных вида обучения.

Классические условные рефлексы по И. П. Павлову – положительные и отрицательные.Оперантное научение (от лат. operatio – действие) – это научение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Имеется два основных подобных вида научения – метод проб и ошибок и инструментальный условный рефлекс.1. Метод проб и ошибок. Американский ученый Э. Торндайк (1890), видный представитель направления бихевиоризма (от англ. behaviour – поведение) помещал голодных кошек в так называемые проблемные клетки, которые открывались в том случае, если кошка предпринимала какие-то определенные действия: тянула за веревку, приподнимала запорный крючок и т. д. Когда кошка выходила из клетки, она получала пищу. По мере повторения процедуры выхода из клетки (увеличения числа проб и ошибок) скорость выполнения задачи возрастала. Эти исследования были продолжены Скиннером.

Инструментальный условный рефлекс – научение действию с помощью вознаграждения (подкрепления). Животное (крыса) по световому сигналу нажимает на рычаг и выключает электрический ток, чтобы избежать раздражения. Крыса также научается реагировать на световой раздражитель: нажимает на рычаг, чтобы получить пищу, т.е. она использует какой-то инструмент, отсюда и название этого вида научения. Дети быстро учатся говорить, когда родители одобряют их при правильном произнесении отдельных звуков и слов. В случае неправильного произнесения слова дети не получают подобного подкрепления, в результате чего эти слова постепенно исчезают из употребления в результате неподкрепления. Научение с помощью инструментального условного рефлекса происходит по сигналу, а научение методом проб и ошибок – без сигнала.

Самораздражение структур мозга для получения удовольствия, положительных эмоций или избегание самораздражения. Научение с помощью мышления (когнитивное научение). Во-первых, имеется в виду такой вариант, когда организм оказывается в ситуации, с которой он ранее не встречался, и находит правильное решение в результате мышления. При условном рефлексе по сигналу тоже имеет место мышление, т. е. оценка результата действия, но это происходит после выполнения действия. Однако в научении с помощью мышления первично мышление, а потом – действие, так как это целенаправленное научение. В эту форму научения следует включить научение с помощью рассудочной и психонервной деятельности, признавая, что между ними различий нет. Во-вторых, в эту форму научения следует включить и научение путем наблюдения.

Инструментальный условный рефлекс - это условный рефлекс, при котором реакция на условный раздражитель (обычно двигательная) является обязательным условием получения подкрепления. Например, если нажатие на педаль, сопровождаемое получением животным пищи, предваряется звуковым или световым раздражителем, то после ряда сочетаний нажатие на педаль становится инструментальной реакцией, а внешний стимул - сигналом для совершения такой реакции. Это и есть инструментальный условный рефлекс. Такой вид обучения, основанный на активной деятельности, играет важную роль в организации поведения человека в раннем постнатальном онтогенезе и остается доминирующим на протяжении дальнейшей жизни. Примером инструментальной реакции ребенка является его плач, в результате которого ребенок получает пищу. В этом случае плач играет для ребенка роль инструмента, изменяющего условия среды. Ребенок овладевает реакцией, которая определяет получение поощрения.

Инструментальный условный рефлекс успешно вырабатывается не только на поощрение, но и на наказание. Так, если собаку поместить в помещение, разделенное барьером, с целью научить ее перепрыгивать через него, для эффективного обучения возможно использование не поощрения (пища), а наказания (ток). Металлический пол подвергается воздействию электрического тока и животное, испытывая неприятное ощущение или боль, быстро обучается преодолевать препятствие и оказываться за барьером, где пол не находится под напряжением. При этом, одновременно с током включается световой или звуковой сигнал. В дальнейшем, если за 10 секунд до включения тока загорается световой или слышен звуковой сигнал, то собака избегает «наказания» - она перепрыгивает через барьер в течение того времени, которое отделяет световой или звуковой сигнал от включения тока.

Инструментальные условные рефлексы отличаются от классических условных рефлексов тем, что на их основе возникает бесконечное разнообразие новых двигательных реакций. Таким образом, поведение формируется на основе результата действия. Закрепляются в памяти субъекта в этом случае не безусловно-рефлекторные реакции, а произвольные активные действия.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Эта тема принадлежит разделу:

Зоопсихология

Предмет и задачи зоопсихологии и сравнительной психологии. Методы зоопсихологии, история развития. Допсихическое и психическое отражение. Характеристика психики животных.

К данному материалу относятся разделы:

Предмет и задачи зоопсихологии и сравнительной психологии. Взаимосвязь зоопсихологии и сравнительной психологии с другими науками

Методы зоопсихологии и сравнительной психологии. Проблема переноса результатов исследований, полученных на одном виде животных, на другой вид

История развития зоопсихологии: донаучные знания и научное становление до начала XX века

История развития зоопсихологии и сравнительной психологии в XX веке и в современной отечественной науке

Прикладное значение зоопсихологии в различных контекстах

Проблема происхождения психики: подходы к психическому, критерии психического

Допсихическое и психическое отражение. Проблема психического отражения: необходимость и условия возникновения

Периодизации эволюции психики и их основания

Теория эволюционного развития психики (по А. Н. Леонтьеву и К. Э. Фабри)

Методы исследования психики и принципы изучения развития психики в филогенезе

Общая характеристика психики животных на элементарной-сенсорной стадии низшего уровня

Общая характеристика психики животных на элементарной-сенсорной стадии высшего уровня

Общая характеристика психики животных на перцептивной стадии низшего уровня

Общая характеристика психики животных на перцептивной стадии высшего уровня

Общая характеристика психики животных на стадии интеллекта по А. Н. Леонтьеву или высшего уровня стадии перцептивной психики по К. Э. Фабри

Общая характеристика психического отражения на стадии сознания

Типы онтогенеза и уровень развития психики. Закон рекапитуляции, теория диссолюции, концепция системогенеза

Периодизация онтогенеза: революционные и эволюционные периоды

Ювенильный период развития: основные теории и специфика

Проблема врожденного и приобретенного в поведении животного: инстинктивные действия в раннем постнатальном периоде и раннее научение

Этология как одно из направлений изучения психики животных. История развития, задачи и методы этологии. Направления этологических исследований

Понятие поведения. Уровни, этапы, классификации форм поведения

Инстинкт: определение, критерии, наследственность, изменяемость, шаблонность, безошибочность

Закономерности реагирования животных на сигнальные раздражители: понятие сигнальных раздражителей, свойства сигнальных стимулов

Облигатное, неассоциативное, стимул-зависимое научение. Суммарная реакция. Привыкание. Импринтинг. Подражание

Факультативное, ассоциативное, эффект-зависимое научение. Классические и инструментальные условные рефлексы

Когнитивное научение. Латентное научение. Психонервное поведение

Элементарная рассудочная деятельность. Эмпирические законы Л. В. Крушинского. Экстраполяция. Инсайт. Вероятностное прогнозирование

Уровни организации сообществ. Критерии сообщества. Анонимные и индивидуальные сообщества

Факторы организации сообществ. Условия возникновения общественных отношений. Доминирование. Территориальность. Функции доминирования и территориальности

Развитие общения в филогенезе. Потребность в общении. Внутривидовое и межвидовое общение животных

Понятие социального релизера. Язык действий. Язык эмоций

Интеллект и мышление. Критерии интеллекта животных. Способность животных к обобщению и абстракции. Направления изучения элементов мышления у животных

Ориентировочно-исследовательская деятельность животных и человека. Манипулятивная активность. Орудийная деятельность. Продуктивная деятельность животных. Ранний онтогенез поведения и психики детей и детенышей человекообразных обезьян

Проблема сознания и самосознания животных. Критерии сознания

Язык эмоций и проблема происхождения человеческого языка. Коммуникация в природе и специфика языка человека

Виды языков-посредников. Эксперименты по обучению животных языкам-посредника

Этология человека: определение, направления исследований

Проблема биологического и социального в поведении человека. Культурно-историческая теория Л. С. Выготского

Концепция устойчивого развития как цель общественного развития Беларуси в XXI веке

Термин «устойчивое развитие» происходит от англ.sustainable development – постоянно поддерживающееся развитие.

Задачи, организационная структура и органы управления всероссийской службы медицины катастроф

Служба медицины катастроф Министерства обороны Российской Федерации и силы МВД, МПС России, предназначенные для ликвидации медико-санитарных последствий ЧС

Історія України, питання 29

Україна у складі Великого Князівства Литовського та Речи Посполитої. Початок Другої світової війни, і причини поразок радянських військ на початковому етапі війни. Хрущовська «відлига» на Україні.

Технология подготовки горных пород в выемке

Процесс подготовки горных пород к выемке. Подготовка мягких горных пород. Механический способ. Взрывной способ. Рыхление массива.

История отечественного государства и права. Тесты по ИОГП

Материалы, дополняющие содержание и порядок проведения текущего контроля успеваемости, промежуточной и итоговой аттестации студентов. Тесты по проверке остаточных знаний. Предмет, метод и периодизация истории отечественного государства и права.

Процессы научения подразделяются на два больших класса: неассоциативное и ассоциативное.

Ассоциативное научение основывается на формировании связи между двумя стимулами. При классическом обусловливании образуется временная ассоциация между нейтральным условным стимулом и безусловным стимулом, вызывающим безусловный рефлекторный ответ . Пример классического обусловливания - поведение собак в опытах И.П.Павлова с условными рефлексами . Вид пищи вызывает у голодной собаки безусловный рефлекс слюноотделения. Если предъявлению пищи предшествует звонок, собака усваивает связь между этим звуком и едой. В результате звонок начинает сам по себе вызывать слюноотделение. Если сочетание безусловного (пища) и условного (звонок) раздражителей повторяется с сохранением временного соотношения между ними, мозг научается ассоциировать эти два стимула, и тогда предъявление только одного условного стимула станет вызывать безусловную реакцию - слюноотделение. Конечно, если пища перестает регулярно появляться в сочетании со звонком, условная реакция затухает: происходит угасание рефлекса.

Врожденные формы поведения и индивидуально приобретенные развиваются у животных в тесной зависимости как от генотипа, так и условий содержания и эксплуатации.

То или иное взаимодействие в различных соотношениях врожденных и условных рефлексов называется унитарной реакцией. В зависимости от изменившихся условий среды изменяется соотношение врожденных и индивидуально приобретенных компонентов в формировании унитарной реакции.

Ассоциация (от лат.associatio- соединение). Ассоциация- понятие, тождественное временной связи между той или иной сенсорной зоной и корковым представительством центра рефлекторной дуги безусловного рефлекса, образующейся при выработке условного рефлекса. Различают два основных типа условно- рефлекторного научения, различающихся по методике их выработки: классический условный рефлекс и инструментальный условный рефлекс.

Двигательный условный рефлекс является классическим ассоциативным условным рефлексом.

Инструментальные условные рефлексы- это рефлексы, в которых осуществление двигательных реакций является обязательным условием для получения привлекающего безусловного раздражения или для избавления от неблагоприятного раздражения. Эти рефлексы служат животному инструментом для достижения подкрепления, удовлетворения потребности. Биологически полезный результат выступает в качестве подкрепления при выработке инструментального рефлекса. Отличие инструментального обучения от условно- рефлекторного в том, что индифферентный раздражитель подкрепляется не каждый раз, а лишь в случае правильной реакции. Выработка инструментального условного рефлекса происходит при активации определенного центра, при определенной потребности. Инструментальный условный рефлекс- условный рефлекс второго типа, оперативный условный рефлекс.

Формирование инструментального условного рефлекса, очевидно, связано с когнитивной деятельностью, включающей в себя процессы научения и мышления. Животные узнают об отношениях между событиями, находящимися вне его контроля, и на этой основе формируют соответствующее поведение. Они могут ассоциировать между собой события, не меняя при этом своего поведения. Когнитивная деятельность относится к мыслительным процессам, которые недоступны прямому наблюдению. Животные обладают механизмами обнаружения и узнавания причинных отношений, различают простую причинную связь между двумя событиями.

Животные могут научиться и тому, что два события не связаны между собой. Такую форму научения называют «приобретенной беспомощностью»; такая приобретенная беспомощность замедляет будущее научение в аналогичных условиях.

Улавливание причинно-следственных отношений и способность оперировать этим при формировании программы адаптивного поведения является проявлением элементарного мышления, рассудочной деятельности. Сложное поведение основано на развитии системы временных связей различного типа между нейронами различных структурно-физиологических образований центральной нервной системы, ассоциативных связей. Для восприятия отдельных структурных элементов среды и существующих между ними отношений нейроны мозга объединяются в функциональные констелляции аксодендритными разветвлениями.

1. Сущность научения заключается в освоении особью новых биологических значимых свойств вещей и явлений окружающего мира.
2. Содержание научения заключается в образовании связи между сигналами о свойствах вещей и явлений, поступающими в мозг одновременно или с небольшим интервалом (не более 3--4 минут). Точнее -- связи между отражениями этих сигналов, закрепленными в мозгу.
3. Необходимыми условиями образования такой связи являются:
- а) Подкрепление - один из сигналов должен иметь биологическое значение, т. е. врожденную связь с определенными полезными реакциями организма.

Этим обеспечивается то, что при научении будут выделяться связи вещей, существенные для организма, т. е. такие, которые ему полезны, ведут к удовлетворению его потребностей.

б) Повторение -- совпадение условного сигнала и безусловного должно происходить в опыте животного несколько раз за достаточной короткий промежуток времени.

Этим обеспечивается отсеивание случайных единичных совпадений и выделение устойчивых повторяющихся, т. е. закономерных связей вещей и их свойств.

4. Наконец, основой научения являются генерализация и дифференцировка стимулов, а также их угасание при неподкреплении. Эти особенности механизма научения обеспечивают, как мы видели, синтез, анализ и оценку информации, поступающей из внешнего мира, с точки зрения ее биологического значения для организма.

В основе павловской модели научения лежат три главных предположения.

Первое - что научение заключается в образовании новых связей между различными элементами чувственного опыта организма. Связь по? латински - «ассоциация». Поэтому павловскую модель научения можно назвать ассоциативной.

Второе -- что научение выражается в улучшающейся дифференцировке этих элементов чувственного опыта с точки зрения их биологического значения. Чувство - по-латински «сенсус». Поэтому процесс, который описывает павловская модель можно назвать сенсорным научением.

Третье -- что механизмы поведения имеют рефлекторный характер. Поэтому можно сказать, что павловская модель описывает научение на рефлекторном уровне.

Объединяя все эти черты, павловскую теорию научения можно охарактеризовать как ассоциативную модель сенсорного научения на рефлекторном уровне.

Многочисленные исследования показали, что описываемый ею механизм в той или иной мере обнаруживается почти у всех многоклеточных животных. Когда мы говорили о наличии фактов обучения у большинства живых существ--от гидры до высших млекопитающих, то речь шла именно о их способности к образованию условных рефлексов. И во всех случаях обнаруживаются те же условия их формирования (подкрепление, повторение) и те же закономерности их изменений (генерализация, дифференцировка, угасание при неподкреплении).

Это самая сложная и самая совершенная форма научения, при котором живое существо научается вначале проводить действия над умственной моделью действительности, а затем переносить полученные результаты на реальную действительность.

Представим себе лабиринт, ведущий к кормушке; этот лабиринт сначала раздваивается на левое и правое ответвления, а затем оба ответвления сходятся. Если крысу приучить бежать к кормушке по левому ответвлению а затем его перекрыть, то крыса, наткнувшись на перегородку, внезапно поворачивает и бежит по правому ответвлению, без предварительных проб и ошибок. Иными словами, в процессе обучения у нее в мозге под действием потока осознаваемых и неосознаваемых раздражителей формируется «карта местности» -- так называемая когнитивная карта. В широком смысле слова под когнитивной картой можно понимать не только чисто топографическую схему местности, но любую модель действительности, над которой совершаются умственные действия. Классический пример -- обезьяна, у которой в клетке лежат узкая и широкая метровые трубки, а на отдалении полутора метров от клетки лежит банан; обезьяна безуспешно пытается достать его сначала рукой, потом отдельными трубками, затем на какое-то время замирает («задумывается») и вдруг неожиданно вставляет одну трубку в другую и достает банан -- причем ранее она этого никогда не делала.

У человека когнитивное научение достигло высшего уровня развития, превратившись в научение путем рассуждений.