Научения у животных

План:
Введение
Классические условные рефлексы
Выработка условного рефлекса
Привыкание
Инструментальное научение
Научение избеганию врагов
Научение типа инсайта
Ассоциативное научение
Импринтинг как научение
Заключение
Список использованной литературы:
Введение
Научение– это адаптивное изменение индивидуального поведения в результатепредшествующего опыта. Механизмы научения животных сложны потому, что простыеформы научения, такие, как привыкание, сосуществуют с более сложнымипроцессами. Например, у людей мы находим привыкание, условные рефлексы,инструментальное научение, рассудочную и когнитивную деятельность. Животные,может быть, не так легко научаются на основе опыта и рассудочной деятельности,однако многие из них в известной степени, несомненно, обладают этими способностями.Правда, разные виды животных значительно различаются по своей экологии иэволюционной истории. Не значит ли это, что естественный отбор формировал способностик научению каждого животного в соответствии с его экологической нишей? Многиебиологи поддерживают эту точку зрения. Психологи склонны считать, что некоторыемеханизмы научения являются общими для многих видов. Оправдан ли такой взгляд?В настоящей работе мы пытаемся ответить на этот вопрос. Психологи пыталисьустановить общие законы научения, но до сих пор все эти попытки былинеудачными. Некоторые свойства среды не меняются, и мы обычно видим, чтореакция животных на них стереотипная, врожденная. Некоторые свойства средыменяются на основе суточных, сезонных и т. д. циклов. Обычно животное реагируетна предсказуемые с эволюционной точки зрения изменения среды с помощью заранеезапрограммированных изменений своей структуры. В некоторых случаях поведениеживотных меняется при созревании без участия научения, однако иногда научениедля этого необходимо, но является заранее запрограммированным, т. е. Происходитна определенной стадии развития животного более или менее независимо отизменчивости индивидуального поведения. Когда проблемы, встающие перед молодымживотным, слегка меняются от поколения к поколению, особи, предрасположенные кузнаванию определенных особенностей среды, близких родичей и источников пищи, могутполучить определенное преимущество. Такой вид научения является формой «сопряженногосозревания», при котором процессу развития сопутствует приобретениеопределенного опыта. «По-видимому, научение представляет собой индивидуальныйпроцесс и осуществляется у разных видов и в разных обстоятельствах по-разному.В этой работе я постаралась охватить весь спектр существующих представлений отипах научения и их экспериментальное подтверждение.
/>
Типичная кривая научения. На графике показано числонападений каракатицы на креветку, находящуюся в стеклянном сосуде. Креветкупоказывали каракатице 8 раз, каждый раз по 3 мин. Ток как попытки напасть накреветку не приводили к успеху, число атак уменьшалось, по мере того каккаракатица усваивала то, что она не может схватить креветку. Приведенная криваяоснована на усреднении результатов, полученных на 40 каракатицах. (Messenger J.B., Symp. Soc. Lond.,1977).Классические условные рефлексыВыработкаусловного рефлекса
Всвоих исходных опытах по условным рефлексам Павлов ограничивал движенияголодной собаки лямками и давал ей небольшие порции пищи через правильныепромежутки времени. Когда он предварял подачу пищи внешним стимулом, напримерзвонком, поведение собаки по отношению к этому стимулу постепенно менялось.Животное начинало поворачиваться к звонку, облизываться и выделять слюну. КогдаПавлов стал систематически регистрировать слюноотделения, вводя животному фистулудля сбора слюны, он обнаружил, что ее количество возрастало по мере увеличениячисла сочетаний звонка и пищи. Стало видным, что собака научилась связыватьзвонок с пищей. Павлов назвал звонок условным стимулом (УС), а пищу безусловным(БС), слюноотделение в ответ на предъявление пищи он назвал безусловнымрефлексом (БР), а в ответ на звонок — условным рефлексом (УР).
Условныерефлексы, при выработке которых применяется мотивационно благоприятное, илиположительное, подкрепление, аналогичное БС, являются примерами положительныхусловных рефлексов. Но условные рефлексы можно выработать и в опытах сприменением отрицательного подкрепления, например удара тока, который животноестремится избежать. Так, включение звукового стимула (определенного тона) переднаправлением в глаз кролика струи воздуха начнет вызывать условный мигательныйрефлекс, т.е. смыкание век (точнее говоря, мигательной перепонки).Первоначально мигание вызывает только воздушный толчок (БС), но посленескольких повторений мигание (УР) происходит в ответ на данный тон (УС) и вотсутствие действия воздуха. Это пример отрицательного УР.
Подкреплениехарактеризуется не столько присущими ему стимуляционными свойствами, сколькосвоим мотивационным значением для животного. Так, пища действует какположительное подкрепление, только если собака голодна, а воздушный толчокдействует как отрицательное подкрепление, только если он вреден или неприятенживотному. Во многих случаях подкрепление является врожденным в том смысле, чтоего мотивационное значение и способность поддерживать условный рефлекс являютсясоставной частью нормальной реакции животного на окружающие условия. Однако этоне обязательно так, и Павлов показал, что как подкрепление может действовать иУС. Допустим, что при обычной выработке УР звонок становится УС и всегдавызывает этот УР, например слюноотделение. Если затем второй УС, например свет,многократно сочетается со звонком в отсутствие пищи, то у животного образуетсяУР на один только свет, даже если пища никогда прямо не сочеталась с ним. Такойметод называется выработкой условного рефлекса второго порядка.
Павловские,или классические, условные рефлексы очень широко распространены в животном миреи пронизывают все стороны повседневной жизни высших животных, включая человека.Павлов показал, что условные рефлексы могут вырабатываться у обезьян и мышей;сообщалось также о выработке условных рефлексов у очень многих беспозвоночных.Однако, оценивая такие сообщения, мы должны отличать истинные классическиеусловные рефлексы от других форм научения и от псевдонаучения.
/>
  сочетания
Рис. 1. Выработка мигательного условногорефлекса. (По Scheidermann et ai., 1962)Привыкание
Многократноеприменение стимула ведет к повышенной реактивности. Этот феномен, называетсяпривыканием, представляет собой форму не ассоциативного научения. Например,реакции избегания у рыбы в ответ на проходящую над ее головой тень постепенноослабевает при повторении этого стимула через каждые несколько минут, пока рыбане перестает реагировать на него. Подобным же образом ориентировочная реакцияжабы на потенциальную добычу постепенно снижается, если не съедобные, похожиена пищу предметы предъявляются многократно. Садоводы хорошо знают, что чучела,поставленные для отпугивания птиц, действуют только короткое время и птицыскоро привыкают к ним. Попытки отпугивать птиц от аэродромов передаваемыми порадио криками тревоги натолкнулись на те же проблемы привыкания.
Реакции,на которые развилось привыкание, спонтанно восстанавливаются при отменестимуляции. Если привыкание с последующим восстановлением реакции повторятьнеоднократно, то привыкание постепенно становится более быстрым. Если впроцессе привыкания предъявить или стимул, то реактивность возрасту какпоказано на рис.2. Это отвыкание, как считают, объясняется изменениями в уровнеактивации ЦНС животного и очень похожа на Павловское растормаживание.Привыкание обычно рассматривают как форму научения, и его можно экспериментальноотличить от затухания реакции при сенсорной адаптации или утомлении. Привыканиесходно с угасанием тем, что животное научается тормозить акции, за которыми неследует подкрепления. В обоих случаях наступают спонтанное восстановление ирастормаживание под действием посторонних стимулов. Реакции, на которые обычноразвивается привыкание, являются врожденными, а не выработанными с участием УС.
 />
Рис.2. Привыкание и стимулированное отвыкание в нейроне, реагирующем надвигательные стимулы. А — исходное привыкание; В и С — привыкание, вызванноевнешними стимулами (стрелки). (По Rowell, Horn, 1968.)Инструментальное научение
Вто время как исследование классических условных рефлексов было начато в России,принципы инструментальных условных рефлексов были открыты и разработаны в США.
Торндайкпровел ряд опытов, в которых кошки должны были нажимать на задвижку или тянутьза пружину, чтобы, открыв дверцу, выйти из ящика и получить снаружи пищу. Ящикибыли сделаны с вертикальными щелями так, что пища была заметна. Голодная кошка,впервые посаженная в ящик, производит множество действий, в том числе тянется кпище через щели и скребет предметы, находящиеся внутри ящика. Наконец онаслучайно ударяет по запирающему механизму и выскакивает наружу. При последующихпробах действия кошки  постепенно  концентрируются вблизи этого механизма, ипрочая активность со временем прекращается. Наконец, кошка становится способнойправильно вести себя, как только ее поместят в ящик.
Торндайк[1] назвалнаучение такого типа “методом проб, ошибок и случайного успеха”. Теперь ононазывается инструментальным научением, поскольку правильная реакция, ведущая квознаграждению, требует использования “инструментов”. Цирковые дрессировщикизнали о научении такого типа в течение столетий, но Торндайк первый исследовалего систематически и создал на основе своих наблюдений стройную теорию.
Дляобъяснения изменений, происходящих в поведении животного в этих опытах,Торндайк[2]предложил свой “закон эффекта”. Он гласит, что для реакции, за которой следуетвознаграждение или состояние удовлетворения, вероятность повторения возрастает,а для реакции, вызывающей вредное или неприятное последствие, вероятностьповторения снижается. Таким образом, успех инструментального научения приписываетсятому факту, что выработанное поведение может быть непосредственно изменено егопоследствиями. Торндайк[3]считал, что подкрепление повышает вероятность реакции, с которой оносочетается, потому что усиливает установленную связь между ней и присутствующейстимульной ситуацией. Этот взгляд стал известен как “теория научения попринципу стимул-реакция”, и варианты этой теории господствовали в течениемногих лет. Признавая значение закона эффекта как эмпирического факта,современные психологи в то же время сомневаются в том, что поведениенепосредственно модифицируется своими последствиями, как предполагали Торндайки его школа. Научение избеганию врагов
Реакцииизбегания представляют собой форму оборонительного поведения, за счет которогоживотные сводят к минимуму попадание в ситуации, представляющиеся опасными.Стимулы, вызывающие страх, могут быть сигнальными и вызывать реакцию безкакого-либо предварительного опыта. Так же могут действовать и стимулы, скоторыми реакция страха или избегания образовала условную связь. К вызывающимврожденное поведение избегания относятся стимулы, связанные с хищниками (например,силуэты, похожие на ястреба, которых избегают птенцы) и с ядовитыми растениямии животными, например змеями и грибами. Врожденное поведение избегания весьманеодинаково у разных видов. Оно выражается в оцепенении (в особенности уживотных, обычно хорошо замаскированных), в бегстве, поиске укрытия итигмотаксисе (т.е. в прижимании к предметам и избегании открытых пространств),в предупреждающих сигналах, служащих для отпугивания нападающего или дляоповещения других животных.
Вестественной среде обитания животное, обучающееся избегать хищников посредствомпроб и ошибок, пережило бы лишь несколько таких проб. Поэтому животные большейчастью обладают врожденными защитными реакциями, рефлекторными по своейприроде, хотя и изменяемыми научением. Р. Боллс (R.Во1les[4], 1970) указал,что экспериментатор в опыте по научению избеганию намеренно или в силуустройства аппаратуры выбирает эффективную реакцию избегания, которая будет илине будет совпадать с врожденной реакцией животного. Степень совместимостиврожденного и вырабатываемого в эксперименте поведения сильно влияет налегкость, с какой приобретается реакция избегания.
Втечение многих лет психологи сообщали о значительных различиях в легкости, скакой животные научаются реакциям избегания (Mackintosh, 1974[5]). Так,крысы приблизительно за пять проб научаются перебегать из одного ящика вдругой, избегая удара током, но им требуются сотни проб, чтобы для избеганиятока научиться нажимать на рычаг. Голуби в этих условиях с большим трудомнаучаются клевать ключ, но с меньшим — нажимать на педаль. Еще один усложняющийфактор-разница врожденных реакций избегания в зависимости от ситуации. Так, вответ на удар током крысы обычно убегают, когда есть возможность убежать, изамирают, когда ее нет. Если в такой ситуации присутствует какая-то “мишень”,например другой представитель этого же вида, действие тока может вызватьагрессивное поведение (Logan, Boice, 1969[6]). Еслиситуация 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 отоке. Если же сигнальный свет находится далеко от рычага, выработать условную реакциюгораздо легче (Biederman et al., 1964[7]).Применение тока в аппарате с открытым пространством продлевает время, котороекрысы проводят в тесном соприкосновении со стенкой (Grossen, Kelley, 1972[8]). Избегаяудара током, эти животные быстрее научаются прыгать на возвышение, находящеесярядом со стенкой, чем на расположенное в середине такого аппарата.
Согласнотрадиционной теории научения, врожденные оборонительные реакции представляютсобой БР. Павловский анализ научения такого типа включает два кардинальныхположения (Mackintosh, 1974[9]).Во-первых, успешные реакции избегания тесно связаны с реакциями, которые обычновызываются неблагоприятным стимулом. Как мы видели, научение избеганию идетгораздо быстрее, если рефлекс, вырабатываемый экспериментатором, совместим сестественной реакцией животного на применяемое “наказание”. Мы вкратцепроиллюстрируем этот принцип в другом месте.
Второепавловское положение гласит, что выработка реакции избегания не должнанепосредственно зависеть от возможности избегания как такового. Именноприменение отрицательного подкрепления усиливает реакцию, вызываемую этимподкреплением. Отсутствие подкрепления, являющееся или не являющеесярезультатом избегания, не улучшит процесс классической выработки УР. Здесь,однако, стоит указать, что отсутствие подкрепления иногда не оказываетдействия, а иногда оказывает сильное влияние на научение избеганию (Mackintosh, 1974[10]). 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 эффективнымподкреплением, заставляющим морских свинок бегать в колесе (Brogden et al., 1938[11]) или крысперебегать из одного отделения ящика в другое (Miller, 1948[12]). Этаметодика лучше применяемой при классической выработке УР (рис. 3)
/>
Рис 3. Сравнениеклассической методики подкрепления и методики его отмены. А. — Бег морскихсвинок в колесе. Б. — условно-рефлекторное сгибание ноги у собаки. (По Wahlsten, Cole, 1972)
Макинтош(Mackintosh, 1974[13])указывает, что разница между классическим и инструментальным подходами квыработке реакции избегания может быть связана с вопросом о том, сигнализируютли внешние стимулы об ударе током или о безопасности и образуют ли реакции наэти стимулы адекватные обратные связи у животного. В тех случаях, когдаживотное избегает тока, выпрыгивая из ящика или убегая от опасного стимула,само избегание отлично от других форм поведения животного и переносит его виную внешнюю стимульную ситуацию. Впрочем, для непрерывно плавающего карасяуплывание в определенное место (для избегания тока) не очень отличается отобычного поведения, В то же время для неподвижно сидящей крысы убегание туда,где она не получит удара током, представляет собой особую реакцию с ееочевидными последствиями. Поэтому не следует удивляться тому, что крысе легченаучиться реакции избегания такого типа, чем нажиму на рычаг.
Крысы,которые могут нажать на рычаг, чтобы избежать удара током и попасть в отделениеящика, где тока никогда не бывает, научаются нажимам быстрее, чем крысы,которые могут нажимать на рычаг, но при этом не получают доступа в такоеотделение (Masterton, 1970[14]).Простой нажим на рычаг оставляет животное в более или менее той же внешнейстимульной ситуации, что и раньше, а убегание в другое отделение удаляет его отстимула, связанного с током. Научение избеганию идет гораздо эффективнее вперегороженном ящике с одним “электрическим” отделением, чем в таком же ящике споочередным включением тока в обеих его половинах, вероятно, потому, что впоследнем случае нет участка, ассоциирующегося у крыс с безопасностью.Научение типа инсайта
Идея об участиив научении животного когнитивного процесса имеет долгую историю. Она нашлаясное выражение в работах школы гештальт-психологов, которые считали, чтоживотные способны к инсайту, т.е. что животные способны решать проблемыпосредством инсайта (“озарения”) благодаря врожденной тенденции восприниматьситуацию как целое.
Классическаясерия опытов была проведена Кёлером между 1913 и 1917 гг. Во время первоймировой войны Кёлер был интернирован на острове Тенерифе. Там он занялсяисследованием шимпанзе на опытной станции по изучению человекообразных обезьяни опубликовал результаты своей работы в книге “«The Mentality of Apes»(“Мыслительные способности высших обезьян”), вышедшей в 1925 г. В опытах Кёлерашимпанзе для получения вознаграждения (корма) должны были пользоватьсяорудиями. Так, в одном случае шимпанзе нужно было доставать палкой еду, находящуюсявне клетки. Кёлер считал, что его задачи отличались от задач Торндайка оченьважной деталью. Животные Торндайка не могли понять, как действует замок,открывающий дверцу их клетки, потому что он находился снаружи и был скрыт отглаз. Они могли решать поставленную задачу только путем проб и ошибок. А вопытах Кёлера все составляющие, необходимые для решения задачи, находятся впределах видимости животного.
Однойиз шимпанзе в опытах Кёлера давали две бамбуковые палки, ни одна из которых небыла достаточно длинной для того, чтобы достать плод, лежащий вне клетки. Нопалки можно было соединить и получить из них одну, более длинную. После многихбезуспешных попыток дотянуться до плода одной из коротких палок шимпанзепрекратила попытки, принялась играть с палками и случайно соединила их, всунувболее тонкую в полый конец второй. Тогда обезьяна подпрыгнула и немедленнопобежала к прутьям клетки, чтобы достать плод длинной палкой. Кёлер истолковалэто, как пример инсайта. В другом опыте плод был подвешен высоко под потолкомклетки. Его можно было достать, поставив друг на друга ящики. Некоторыешимпанзе научались решать эту задачу.
Объясняярезультаты своих опытов, Кёлер пришел к выводу, что его животные проявлялиинсайт. Этот термин обозначает понимание отношений между стимулами илисобытиями. Научение по принципу инсайта отличается от научения методом проб иошибок, потому что полагает внезапное возникновение новой реакции. ФилософаБертрана Рассела позабавила разница между взглядами Торндайка и Кёлера. Он писал:“У всех тщательно наблюдавшихся животных обнаружились национальные чертынаблюдателя. Животные, которых изучали американцы, бешено прыгают сневероятными напором и темпераментом, и, наконец, случайно получают желаемыйрезультат. А животные, которых наблюдали немцы, сидят спокойно, думают и, вконце концов, выдают решение из своего внутреннего сознания”.
Толкованиерешения задачи животным с точки зрения гештальт — психологии подвергнутокритике по многим причинам. Опытами предполагается определить, ведут ли себяживотные на основе инсайта в условиях, которые, как считается, требуют именнотакого поведения. Независимые доказательства того, что задача действительнотребует инсайта, отсутствуют, если животному удается решить ее, значит явлениеинсайта доказано. Не все принимают такой ход рассуждений. Еще одна проблемасвязана с тем, что очень трудно выяснить, является ли реакция, предположительнооснованная на инсайте, подлинно новой. Действительно, шимпанзе совершаютбольшое количество посторонних действий, играют и безуспешно пытаются получитьеду. Не означает ли это, что они приходят к решению задачи в результатенакопления проб и ошибок?
Этотвопрос был изучен Шиллером (Schiller, 1952[15]), которыйсистематически исследовал врожденные компоненты поведения шимпанзе при решениизадачи. Например, в одной работе он дал 48 новым шимпанзе, соединяющиесяпопарно палки, не поставив перед ними никакой задачи. В течение часа 32обезьяны соединили палки, причем 19 из 20 взрослых животных проделали это запять минут. На основании этих и других исследований возникло сомнение вправильности гештальт — психологического подхода. Очевидно, очень важенпредыдущий опыт животных. Умение обращаться с палками и ящиками очень сильносказывается на способе решения задачи. Шимпанзе, которым дают играть с этимипредметами, узнают об их свойствах. Способность использовать имеющиеся орудиятак, как это нужно для решения задачи, во многом зависит от зрелости обезьяны. Обнаружив,что с предметами можно совершать определенные действия, животное будетповторять их снова и снова. Некоторые манипуляции просто слишком сложны длямолодых шимпанзе, но после включения в поведенческий репертуар могутсовершаться в самых различных ситуациях.
Основныеразличия между инсайтом и другими формами научения, по-видимому, состоят вспособности более умных животных пользоваться опытом, приобретенным в другихусловиях. Но это необязательно значит, что инсайт должен рассматриватьсяотдельно от научения. Способности животных решать задачи трудно исследовать,так как человек может плохо представлять себе, как животное видит даннуюситуацию. Совершенно очевидно, что не следует задавать животному задачу,которая лежит за пределами его манипуляционных возможностей или противоречитего естественным склонностям. В то же время каждый вид хорошо приспособленприродой к выполнению некоторых на первый взгляд “умных” действий, считатькоторые свидетельством “инсайта” или “интеллекта” неверно. В действительностиэти термины не более чем условные обозначения для явлений, еще требующихобъяснения.Ассоциативное научение
Для рассмотрениягипотезы о том, что животные обладают механизмами обнаружения и узнаванияпричинных отношений, следует дать определение природы таких отношений.Существуют два основных типа причинных связей, и вряд ли можно сомневаться втом, что оба их животное может научиться различать (Dickinson, 1980[16]). Однособытие (причина) может вызвать другое событие (следствие) или не вызвать его(отсутствие следствия). Первое событие не обязательно должно бытьнепосредственной причиной следствия или его отсутствия, но оно может бытьопределенным звеном причинно-следственной цепи. В самом деле, событие,замеченное животным, может быть не частью причинной цепи, а просто указанием нато, что произошло вызванное данной причиной событие. Именно кажущаяся причинаважна для животного.
Способностьнаучиться узнаванию обоих типов причинных отношений можно показать на простомопыте. Голодных голубей сажают в скиннеровский ящик с двумя световыми ключами имеханизмом подачи корма. Одной группе голубей демонстрируют связь свет-корм(причина-следствие), а другой — свет -• отсутствие корма (причина без следствия).Третьей группе предъявляют только свет. В первом случае один из ключевых дисковосвещается на 10с с неправильными интервалами, и пища подается, как тольковыключается свет. Во втором случае свет и пищу предъявляют столько же раз, чтои в первом, но внимательно следят за тем, чтобы корм никогда не появлялся вследза включением света. В третьем случае совсем не дают пищи. В первом случае светсигнализирует о появлении корма, а во втором — о его отсутствии. Затем светможно предъявить каждой группе голубей отдельно от пищи и отметить, приблизитсяк нему птица или, наоборот, удалится. Результаты такого опыта ясно показывают,что голуби, наблюдавшие связь свет-корм, стремятся приблизиться к свету, как иможно, ожидать на основе нормальной классической выработки условного рефлекса.Голуби, которым предъявлялось отношение свет-отсутствие корма, также не оставалисьбезразличными к свету, а определенно избегали его (Wasserman et al., 1974[17]). Лишьголуби третьей группы были, по-видимому, безразличны к свету (рис. 4)
/>
Рис. 4.Приобретение голубями, которым предъявляются разные сочетания освещения ключа иподачи корма, тенденции приближаться к освещенному ключу или отдаляться отнего. В условиях “свет корм” освещение ключа сочеталось с кормом, и голубивырабатывали реакцию приближения. В условиях применения только света голубиникогда не получали корма и никак не реагировали на ключ. В условиях“свет-отсутствие корма”, они получали корм, но ни во время, ни вскоре послеосвещения ключа; у этих голубей возникала реакция удаления от ключа. (По Dickinson. 1980.[18])
Анализируярезультаты этого опыта, надо помнить о ряде важных моментов. Во-первых, мы неможем считать, что голубь научился устанавливать причинную связь света с пищейили ее отсутствием. То, чему животные научаются, сталкиваясь с причиннымиотношениями, можно рассматривать только с позиций теорий о внутреннихизменениях, происходящих в результате приобретенного опыта. Во-вторых, тотфакт, что в одном случае голуби приближаются к свету, а в другом удаляются отнего, интересен, но не относится непосредственно к обсуждаемой проблеме. Многиеразличия в поведении, вызванные предъявлением стимулов, можно было бы счестьуказанием на произошедшее научение, однако говорить о значении конкретныхдействий животного логично только при анализе того, чему именно оно научилось.В-третьих, имеет смысл считать свет кажущейся причиной непредъявления пищи,только если пища предъявляется в его отсутствие. Нельзя ожидать, что голубьнаучится принимать свет за причину отсутствия пищи, если он никогда не получалее в данной ситуации, как это было в третьей опытной группе. Животное имеетвозможность усвоить ассоциацию “причина-отсутствие следствия”, только когдапочему-либо ожидает, что определенное следствие произойдет (Dickinson, 1980[19]).
Хотяиногда можно сделать вывод, что изменение поведения говорит о произошедшемнаучении, отсутствие таких изменений нельзя считать указанием на полноеотсутствие научения. Дикинсон называет это проблемой молчания поведения. Так,например, в случае описанного выше опыта мы не можем считать, что голуби,которым предъявлялся только свет, ничему не научились. Напротив, имеются данныео том, что крысы научаются игнорировать стимулы, не предсказывающие никакогоизменения в ответ на их действия (Mackintosh, 1973[20]). Если входе опыта крысам вначале предъявляют два стимула независимо один от другого,то потом они научаются связывать их медленнее, чем животные, которым этистимулы предварительно не предъявлялись. Следовательно, крысы научаются тому,что определенные стимулы незначимы, и это мешает последующему основанному наэтих сигналах научению.
Существуюти другие формы научения, при которых наблюдается молчание поведения. Животныемогут научиться тому, что два события не связаны между собой, т. е. следствиене связано либо с данной причиной, либо с целым классом причинных событий. Еслиэтот класс действий входит в поведенческий репертуар животного, то такую формунаучения называют “приобретенной беспомощностью” (Maier, Seligman, 1976[21]), т.е.животные научаются тому, что они ничего не могут сделать для улучшенияситуации. Такая выученная беспомощность замедляет будущее научение ваналогичных условиях.
Длятого чтобы животное научилось различать простую причинную связь — между двумясобытиями должна быть полная положительная корреляция (Dickinson, 1980[22]). С точкизрения животного, всегда имеется множество возможных причин события помимо той,которую применил экспериментатор. Между двумя событиями должна существоватьдостаточно тесная связь, для того чтобы одно из них было принято за причинувторого. Для выяснения значения фоновых, или ситуационных, сигналов Макинтош (Mackintosh. 1976[23]) обучалкрыс нажимать на рычаг для получения корма, а затем вводил в опыт различныестимулы. Одной группе при каждом нажиме предъявляли световой сигнал, другим — сложный, состоявший из света и шума. Для одних групп использовался слабый шум(50 дБ), для других — сильный (85 дБ). Во всех случаях животное сразу послепредъявления каждого стимула получали легкий удар током. В конце опыта всемгруппам предъявляли один только свет, чтобы узнать, насколько, животныенаучились связывать его с током.
Полученныерезультаты показывают, что свет подавлял нажимы на рычаг в разной степени вразных группах. Если предъявлялся только свет или свет со слабым шумом,подавление было значительным, а когда свет сопровождался ильным шумом, оно былогораздо слабее. Таким образом, наличие мощного второго стимула ослабляло связьсвета с током даже несмотря на то, что между ними была полная корреляция. Это явлениеназывается затенением. Степень затенения зависит от сравнительной силызатеняемого и затеняющего стимулов, поэтому слабый шум производилнезначительное затеняющее действие.
Животныенаучаются связывать два события, только если вначале сочетание их былонеожиданным или внезапным (Mackintosh, 1974[24]). В  обычномопыте по условным рефлексам такая внезапность создается подкреплением. Так,если стимул сопровождается ударом тока, причем ни сам этот стимул, ни фоновыесигналы в начале эксперимента не предвещали включения тока, такое подкреплениебудет внезапным. Но предположим, что животное уже испытало раньше удар тока вприсутствии стимула А; тогда, если с током коррелируют стимулы А и Б,присутствие первого из них будет блокировать выработку реакции на второй. Этоявление, впервые открытое Кеймином (Kamin, 1969[25]), называютблокадой. В одном из своих экспериментов Рескорла (Rescorla, 1971[26]) продемонстрировалэтот эффект и показал также, что чем неожиданнее подкрепление, тем лучшеживотное научается
Вприроде временная связь между какими-либо событиями не всегда являетсяпричинной связью. Например, если кошка прыгает на яблоню, когда лает собака, азатем на землю падает яблоко, то мы скорее подумаем, что кошка, а не лайсобаки, была причиной его падения. Как прыжок кошки, так и лай собаки одинаковосвязаны во времени с падением яблока, но другие детали этих событий вводят наск заключению, что его причиной была все же кошка. Точно так же можем показать,что животные легче образуют ассоциации между одними типами стимулов, чем междудругими. Например, крысы легко связывают вкус со следующей болезнью, но нелегконаучиваются связывать с ней тон или свет. Показано, что крысы быстрееассоциируют между собой два события, воспринимаемые одной сенсорноймодальностью (Rescorla, Furrow, 1977[27])или локализованные в одном месте. Наконец, для того чтобы животное связаломежду собой два события, обычно нужно, чтобы они были очень близки во времени.Временные отношения между двумя событиями изучались во многих опытах понаучению (Dickinson, 1980[28]),показавших, что оно наиболее эффективно, когда одно событие (причина)происходит незадолго до второго (следствия). Однако некоторые данные говорят впользу того, что такие отношения объясняются не прямым действием временногоинтервала на процесс научения, а различной степенью затенения первого событияфоновыми сигналами в зависимости от временного интервала (Dickinson, 1980[29]). А этоозначает, что влияние временного интервала на научение должно зависеть отзначимости фоновых сигналов. В частности, следует ожидать, что фоновые сигналыбудут гораздо менее важны при выработке ассоциации вкуса с болезнью, чем присочетании тона с током, потому что присутствующие в экспериментальной ситуациифоновые стимулы обычно не существенны для научения избеганию определенноговкуса.
Ревуски(Revusky, 1971[30])первый предположил, что отсутствием затенения, возможно, объясняется выработкавкусового отвращения, которая происходит несмотря на очень длинные интервалывремени между едой и последующим заболеванием. Он показал, что эффективный интервалможно сократить, введя фон из значимых (вкусовых) стимулов.Импринтинг как научение
Лоренц (Lorenz, 1935[31]) считал,что импринтинг принципиально отличается от форм научения; однако в настоящеевремя эта точка зрения стала неполной. Импринтинг — сужение предсуществующихпредпочтений (a narrowing of pre-existing preferences) — это процесс,который имеет много общего с другими формами перцептивного научения. Вместе стем Импринтинг это и научение организма реагировать особым образом наимпринтированного ситуацию.
Перцептивноенаучение-понятие весьма неоднозначное, поскольку часто трудно определить, докакой степени животное научается организовывать свой перцептивный мир, а докакой степени его восприятие внешних стимулов является ценным. В многочисленныхэкспериментах было показано, что животные, которые на ранних этапах своегоразвития были лишены перцептивного опыта, различали стимулы хуже, чем нормальныеживотные (см. Hinde, 1970[32]).Однако интерпретация экспериментов с сенсорной депривацией в аспектеперцептивного научения вызывает много возражений. Подвергшиеся депривацииживотные могут плохо выполнять тесты по различению сигналов, во-первых, потомучто они научились полагаться на другие органы чувств, во-вторых, потому чтопредъявление новых стимулов вызывает у них эмоциональный дискомфорт и, наконец,в-третьих, потому что у них ухудшаются механизмы сенсорного восприятия. Здесьнужно другое. Хорошее доказательство в пользу перцептивного научения могутпредставить эксперименты, в которых обеспечивалось бы получение специфическогоопыта с помощью особых стимулов. Для развития полной песни зяблика необходимо,чтобы птица, с одной стороны, прослушала ее в особый период своего раннего развития,а с другой — имела бы возможность практиковаться в исполнении этой песни наболее поздней стадии развития. Первую фазу освоения песни, во время которойптица запоминает “образ” полной песни, можно рассматривать как перцептивноенаучение. Точно так же зебровые амадины, которые были воспитаны бронзовойамадиной и на которых они через несколько лет изоляции реагировали как наполовых партнеров, дают нам хороший пример перцептивного научения.
Влаборатории Гибсона был проведен эксперимент, ставший уже классическим. Крысятсодержали в клетках, на стенках которых были прикреплены различныеметаллические фигуры. Затем оценивалась способность крыс приближаться к однойиз двух таких фигур, чтобы получить пищевое подкрепление. Авторы обнаружили,что крысы, ранее видевшие одну из таких фигур, значительно быстрее научалисьрешать данную задачу, чем контрольные животные (Gibson, Walk, 1956[33]). Этирезультаты сходны с данными Бейтсона (1964)[34]о том, что цыплята гораздо легче запечатлевают те объекты, с которыми они ужевстречались в своем “домашнем” окружении. Все это свидетельствует о большойроли перцептивного научения в процессе импринтирования.
Повсей вероятности, импринтинг также имеет отношение и к инструментальномунаучению. Если утятам на следующий день после вылупления показать игрушечныйпоезд, то позже их можно научить клевать столбики, если сразу после клеваниямимо них будет пробегать эта игрушка. Если утятам показывать поезд на болеепоздних стадиях их развития, то они уже не могут научиться выполнять этот тест.Бейтсон и Риз (Bateson, Reese, 1969[35])обнаружили, что утята кряквы и цыплята могут научиться нажимать на педаль,чтобы вызвать включение мелькающего света (к которому у них не былопредварительного импринтирования), если такое обучение, проводить в период,чувствительный к импринтированию. Таким образом, представляется вероятным, чтоцыпленок научается воспринимать свою мать посредством перцептивного научения, ас помощью инструментального обусловливания он научается тем реакциям, которыеприводят его к ней. Бейтсон и Уэйнрайт (Bateson, Wainwright, 1972[36]) показали,что по мере ознакомления цыпленка с заимпринтированным стимулом он начинаетпредпочитать слегка отличающиеся от него стимулы. Способность узнавать родителей“со всех точек зрения” развивается только после того, как птенец построиткомплексную картину из всех сенсорных характеристик своего родителя (Bateson, 1973[37]).
Длянекоторых типов научения подкрепление не всегда бывает обязательно, однако спомощью подкрепления такое научение может быть модифицировано. Более того,животные способны выполнять даже инструментальные поведенческие навыки, чтобыполучить подкрепление в форме песни своего биологического вида или образаполового партнера. Роль подкрепления при импринтировании как раз и относится кэтой категории, и поэтому утверждение, что импринтинг — это особая форма научения,не может получить должной поддержки. С функциональной точки зрения импринтингможно классифицировать как вид предпрограммированного научения. Однако этоттермин также приложим и ко многим другим аспектам научения, например научениюпению, научению узнавать место и, наконец, латентному научению.Заключение
Подводя итог, можно сказать, чтоживотные научаются ассоциировать два события, если отношение между нимисоответствует тому, что обычно называют причинно-следственной связью. Такимобразом, они способны усвоить, что одно событие (причина) предвещает второе(следствие) или говорит о его отсутствии в будущем (в отсутствие следствия). Животныемогут также научиться связывать некоторые стимулы с отсутствием последствий вданной ситуации или не придавать причинного значения определенному классустимулов (включая собственное поведение животного). Условия для такого родаассоциативного научения существуют, если исходить из гипотезы, что животныеприспособлены для приобретения знаний о причинных связях в окружающей их среде.Итак, животное должно уметь отличать потенциальные причины от фоновых стимулов,а для этого должно произойти что-то неожиданное, что привлечет вниманиеживотного к данным событиям, или же сами события должны быть (врожденно)значимыми в отношении определенных последствий. Если эти условия невыполняются, фоновые сигналы могут затенить потенциальные причинные события илиже научение может быть блокировано предыдущей связью с незначимым в данныймомент стимулом. Таким образом, условия ассоциативного научения соответствуютнашим опирающимся на здравый смысл взглядам на природу причинности. Они несогласуются с традиционной точкой зрения на научение как на автоматическуюсвязь между стимулом и реакцией, феномен усваивания информации при молчанииповедения наводит на мысль о необходимости некой когнитивной интерпретациинаучения животного. Но это не должно приводить нас к поспешным выводам окогнитивных способностях животных или о природе их ума.
Список использованнойлитературы:
1. Д. Мак-Фарленд. Поведение животных. М.,Мир. 1988г.
2. Н. Грин, У. Стаут, Д. Дейлор. Биология.В 3-х т. Т. 2, с. 311-312. М., Мир. 1996.
3. Н. Грин, У. Стаут, Д. Дейлор. Биология.В 3-х т. Т. 3, с. 389. М., Мир. 1996.
4. Дикинсон А. Современная теория изученияживотных. М., Наука. 1980.
5. Лоренс Ф. Поведение животных. М. 1986.