Условные рефлексы

Второе павловское положение гласит, что выработка  реакции избегания не должна непосредственно  зависеть от возможности избегания  как такового. Именно применение отрицательного подкрепления усиливает реакцию, вызываемую этим подкреплением. Отсутствие подкрепления, являющееся или не являющееся результатом  избегания, не улучшит процесс классической выработки УР. Здесь, однако, стоит  указать, что отсутствие подкрепления иногда не оказывает действия, а  иногда оказывает сильное влияние  на научение избеганию (Mackintosh, 197410). Так, например, серебряные караси плывут из одного отделения аквариума в  другое, когда это избавляет их от удара током, но они плывут с  той же готовностью, когда этот удар неизбежен. И напротив, отключение тока служит эффективным подкреплением, заставляющим морских свинок бегать в колесе (Brogden et al., 193811) или крыс перебегать из одного отделения ящика в другое (Miller, 194812). Эта методика лучше применяемой  при классической выработке УР (рис. 3) 

Рис 3. Сравнение классической методики подкрепления и методики его  отмены. А. - Бег морских свинок в  колесе. Б. - условно-рефлекторное сгибание ноги у собаки. (По Wahlsten, Cole, 1972) 

Макинтош (Mackintosh, 197413) указывает, что разница между  классическим и инструментальным подходами  к выработке реакции избегания  может быть связана с вопросом о том, сигнализируют ли внешние  стимулы об ударе током или  о безопасности и образуют ли реакции  на эти стимулы адекватные обратные связи у животного. В тех случаях, когда животное избегает тока, выпрыгивая из ящика или убегая от опасного стимула, само избегание отлично  от других форм поведения животного  и переносит его в иную внешнюю  стимульную ситуацию. Впрочем, для непрерывно плавающего карася уплывание в определенное место (для избегания тока) не очень  отличается от обычного поведения, В  то же время для неподвижно сидящей  крысы убегание туда, где она не получит удара током, представляет собой особую реакцию с ее очевидными последствиями. Поэтому не следует  удивляться тому, что крысе легче  научиться реакции избегания  такого типа, чем нажиму на рычаг.

Крысы, которые могут  нажать на рычаг, чтобы избежать удара  током и попасть в отделение  ящика, где тока никогда не бывает, научаются нажимам быстрее, чем  крысы, которые могут нажимать на рычаг, но при этом не получают доступа  в такое отделение (Masterton, 197014). Простой  нажим на рычаг оставляет животное в более или менее той же внешней стимульной ситуации, что  и раньше, а убегание в другое отделение удаляет его от стимула, связанного с током. Научение избеганию  идет гораздо эффективнее в перегороженном ящике с одним “электрическим” отделением, чем в таком же ящике с поочередным включением тока в обеих его половинах, вероятно, потому, что в последнем случае нет участка, ассоциирующегося у крыс с безопасностью.

Научение типа инсайта

Идея об участии  в научении животного когнитивного процесса имеет долгую историю. Она  нашла ясное выражение в работах  школы гештальт-психологов, которые  считали, что животные способны к  инсайту, т.е. что животные способны решать проблемы посредством инсайта (“озарения”) благодаря врожденной тенденции воспринимать ситуацию как  целое.

Классическая серия  опытов была проведена Кёлером между 1913 и 1917 гг. Во время первой мировой  войны Кёлер был интернирован на острове Тенерифе. Там он занялся  исследованием шимпанзе на опытной  станции по изучению человекообразных обезьян и опубликовал результаты своей работы в книге “"The Mentality of Apes" (“Мыслительные способности  высших обезьян”), вышедшей в 1925 г. В  опытах Кёлера шимпанзе для получения  вознаграждения (корма) должны были пользоваться орудиями. Так, в одном случае шимпанзе нужно было доставать палкой еду, находящуюся вне клетки. Кёлер  считал, что его задачи отличались от задач Торндайка очень важной деталью. Животные Торндайка не могли  понять, как действует замок, открывающий  дверцу их клетки, потому что он находился  снаружи и был скрыт от глаз. Они могли решать поставленную задачу только путем проб и ошибок. А  в опытах Кёлера все составляющие, необходимые для решения задачи, находятся в пределах видимости  животного.

Одной из шимпанзе в  опытах Кёлера давали две бамбуковые палки, ни одна из которых не была достаточно длинной для того, чтобы достать  плод, лежащий вне клетки. Но палки  можно было соединить и получить из них одну, более длинную. После  многих безуспешных попыток дотянуться до плода одной из коротких палок  шимпанзе прекратила попытки, принялась  играть с палками и случайно соединила  их, всунув более тонкую в полый  конец второй. Тогда обезьяна подпрыгнула  и немедленно побежала к прутьям  клетки, чтобы достать плод длинной  палкой. Кёлер истолковал это, как  пример инсайта. В другом опыте плод был подвешен высоко под потолком клетки. Его можно было достать, поставив друг на друга ящики. Некоторые шимпанзе научались решать эту задачу.

Объясняя результаты своих опытов, Кёлер пришел к выводу, что его животные проявляли инсайт. Этот термин обозначает понимание отношений  между стимулами или событиями. Научение по принципу инсайта отличается от научения методом проб и ошибок, потому что полагает внезапное возникновение  новой реакции. Философа Бертрана Рассела  позабавила разница между взглядами  Торндайка и Кёлера. Он писал: “У всех тщательно наблюдавшихся животных обнаружились национальные черты наблюдателя. Животные, которых изучали американцы, бешено прыгают с невероятными напором  и темпераментом, и, наконец, случайно получают желаемый результат. А животные, которых наблюдали немцы, сидят  спокойно, думают и, в конце концов, выдают решение из своего внутреннего  сознания”.

Толкование решения  задачи животным с точки зрения гештальт - психологии подвергнуто критике  по многим причинам. Опытами предполагается определить, ведут ли себя животные на основе инсайта в условиях, которые, как считается, требуют именно такого поведения. Независимые доказательства того, что задача действительно требует  инсайта, отсутствуют, если животному  удается решить ее, значит явление  инсайта доказано. Не все принимают  такой ход рассуждений. Еще одна проблема связана с тем, что очень  трудно выяснить, является ли реакция, предположительно основанная на инсайте, подлинно новой. Действительно, шимпанзе совершают большое количество посторонних действий, играют и безуспешно пытаются получить еду. Не означает ли это, что они приходят к решению задачи в результате накопления проб и ошибок?

Этот вопрос был  изучен Шиллером (Schiller, 195215), который  систематически исследовал врожденные компоненты поведения шимпанзе при  решении задачи. Например, в одной  работе он дал 48 новым шимпанзе, соединяющиеся  попарно палки, не поставив перед  ними никакой задачи. В течение  часа 32 обезьяны соединили палки, причем 19 из 20 взрослых животных проделали  это за пять минут. На основании этих и других исследований возникло сомнение в правильности гештальт - психологического подхода. Очевидно, очень важен предыдущий опыт животных. Умение обращаться с  палками и ящиками очень сильно сказывается на способе решения  задачи. Шимпанзе, которым дают играть с этими предметами, узнают об их свойствах. Способность использовать имеющиеся орудия так, как это  нужно для решения задачи, во многом зависит от зрелости обезьяны. Обнаружив, что с предметами можно совершать  определенные действия, животное будет  повторять их снова и снова. Некоторые  манипуляции просто слишком сложны для молодых шимпанзе, но после  включения в поведенческий репертуар  могут совершаться в самых  различных ситуациях.

Основные различия между инсайтом и другими формами  научения, по-видимому, состоят в  способности более умных животных пользоваться опытом, приобретенным  в других условиях. Но это необязательно  значит, что инсайт должен рассматриваться  отдельно от научения. Способности  животных решать задачи трудно исследовать, так как человек может плохо  представлять себе, как животное видит  данную ситуацию. Совершенно очевидно, что не следует задавать животному  задачу, которая лежит за пределами  его манипуляционных возможностей или противоречит его естественным склонностям. В то же время каждый вид хорошо приспособлен природой к  выполнению некоторых на первый взгляд “умных” действий, считать которые  свидетельством “инсайта” или “интеллекта” неверно. В действительности эти  термины не более чем условные обозначения для явлений, еще  требующих объяснения.

Ассоциативное научение

Для рассмотрения гипотезы о том, что животные обладают механизмами  обнаружения и узнавания причинных  отношений, следует дать определение  природы таких отношений. Существуют два основных типа причинных связей, и вряд ли можно сомневаться в  том, что оба их животное может  научиться различать (Dickinson, 198016). Одно событие (причина) может вызвать  другое событие (следствие) или не вызвать  его (отсутствие следствия). Первое событие  не обязательно должно быть непосредственной причиной следствия или его отсутствия, но оно может быть определенным звеном причинно-следственной цепи. В самом  деле, событие, замеченное животным, может  быть не частью причинной цепи, а  просто указанием на то, что произошло  вызванное данной причиной событие. Именно кажущаяся причина важна  для животного.

Способность научиться  узнаванию обоих типов причинных  отношений можно показать на простом  опыте. Голодных голубей сажают в  скиннеровский ящик с двумя световыми  ключами и механизмом 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 дисков освещается на 10с с неправильными  интервалами, и пища подается, как  только выключается свет. Во втором случае свет и пищу предъявляют столько же раз, что и в первом, но внимательно следят за тем, чтобы корм никогда не появлялся вслед за включением света. В третьем случае совсем не дают пищи. В первом случае свет сигнализирует о появлении корма, а во втором - о его отсутствии. Затем свет можно предъявить каждой группе голубей отдельно от пищи и отметить, приблизится к нему птица или, наоборот, удалится. Результаты такого опыта ясно показывают, что голуби, наблюдавшие связь свет-корм, стремятся приблизиться к свету, как и можно, ожидать на основе нормальной классической выработки условного рефлекса. Голуби, которым предъявлялось отношение свет-отсутствие корма, также не оставались безразличными к свету, а определенно избегали его (Wasserman et al., 197417). Лишь голуби третьей группы были, по-видимому, безразличны к свету (рис. 4) 

Рис. 4. Приобретение голубями, которым предъявляются  разные сочетания освещения ключа  и подачи корма, тенденции приближаться к освещенному ключу или отдаляться от него. В условиях “свет корм”  освещение ключа сочеталось с  кормом, и голуби вырабатывали реакцию  приближения. В условиях применения только света голуби никогда не получали корма и никак не реагировали  на ключ. В условиях “свет-отсутствие корма”, они получали корм, но ни во время, ни вскоре после освещения  ключа; у этих голубей возникала  реакция удаления от ключа. (По Dickinson. 1980.18) 

Анализируя результаты этого опыта, надо помнить о ряде важных моментов. Во-первых, мы не можем  считать, что голубь научился устанавливать  причинную связь света с пищей  или ее отсутствием. То, чему животные научаются, сталкиваясь с причинными отношениями, можно рассматривать  только с позиций теорий о внутренних изменениях, происходящих в результате приобретенного опыта. Во-вторых, тот  факт, что в одном случае голуби приближаются к свету, а в другом удаляются от него, интересен, но не относится непосредственно к  обсуждаемой проблеме. Многие различия в поведении, вызванные предъявлением  стимулов, можно было бы счесть указанием  на произошедшее научение, однако говорить о значении конкретных действий 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 голубь научится принимать свет за причину  отсутствия пищи, если он никогда не получал ее в данной ситуации, как  это было в третьей опытной  группе. Животное имеет возможность  усвоить ассоциацию “причина-отсутствие следствия”, только когда почему-либо ожидает, что определенное следствие  произойдет (Dickinson, 198019).

Хотя иногда можно  сделать вывод, что изменение  поведения говорит о произошедшем научении, отсутствие таких изменений  нельзя считать указанием на полное отсутствие 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  данные о том, что крысы научаются  игнорировать стимулы, не предсказывающие  никакого изменения в ответ на их действия (Mackintosh, 197320). Если в ходе опыта крысам вначале предъявляют  два стимула независимо один от другого, то потом они научаются связывать  их медленнее, чем животные, которым  эти стимулы предварительно не предъявлялись. Следовательно, крысы научаются  тому, что определенные стимулы незначимы, и это мешает последующему основанному  на этих сигналах научению.

Существуют и другие формы научения, при которых наблюдается  молчание поведения. Животные могут  научиться тому, что два события  не связаны между собой, т. е. следствие  не связано либо с данной причиной, либо с целым классом причинных  событий. Если этот класс действий входит в поведенческий репертуар животного, то такую форму научения называют “приобретенной беспомощностью” (Maier, Seligman, 197621), т.е. животные научаются тому, что они ничего не могут сделать  для улучшения ситуации. Такая  выученная беспомощность замедляет  будущее научение в аналогичных  условиях.