Когнитивные процессы у животных

терминах бихевиоризма (например орудийная деятельность и сложные виды

коммуникации).

Когнитивная психология человека – направление,  возникшее  как реакция на

господство идей бихевиоризма в области изучения психики человека, – оказала

влияние на исследования когнитивных процессов у животных.  Проведение

аналогий между  работой мозга и вычислительной машиной позволило описывать

память животных как процесс переработки  информации с привлечением

соответствующего  математического аппарата и понятий  теории информации (Солсо,

1996).

Одно из наиболее популярных направлений в анализе  когнитивных процессов у

животных – это  анализ обучения «пространственным» навыкам (главным

образом,  благодаря  введению в лабораторную практику методов  водного и

радиального лабиринтов).  Существует даже тенденция считать эти феномены

основным проявлением  когнитивной деятельности животных (в действительности же в

эту категорию входит значительно более широкий круг

индивидуально-приспособительных  реакций животных, в том числе  довербальные

понятия,  способность  к усвоению и использованию символов,  которая была

обнаружена при обучении языкам-посредникам, и др.).

Понятие «когнитивная деятельность животных» включает способность  к

разным  видам  обучения и элементы довербального мышления.

На формирование представлений основаны следующие  виды обучения животных:

·        латентное обучение;

·        пространственное обучение;

·        выбор по образцу;

·        заучивание последовательностей.

                         II. ЛАТЕНТНОЕ ОБУЧЕНИЕ.                        

По определению  У.Торпа,  латентное обучение – это «.образование связи

между индифферентными  стимулами или ситуациями в отсутствие явного

подкрепления.

Элементы латентного обучения присутствуют практически  в любом процессе

обучения,  но могут  быть выявлены только в специальных  опытах.

В естественных условиях латентное обучение возможно благодаря

исследовательской активности животного в новой  ситуации.  Оно обнаружено не

только у позвоночных.  Эту или исходную 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 такого «латентного  знания» выражается в том, что  животное,  которому

предварительно дали ознакомиться с обстановкой опыта,  обучается быстрее,

чем контрольное,  не имевшее такой возможности.

  III. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ  ОБУЧЕНИЕ.  СОВРЕМЕННАЯ «ТЕОРИЯ  КОГНИТИВНЫХ КАРТ»  

           1.Способность животных к ориентации  в пространстве.          

Сведения об этой форме когнитивной деятельности вкратце заключаются в следующем.

Животное может  искать пути к цели разными способами.  По аналогии с

прокладыванием морских  путей эти способы называют:

·        счислением пути (dead reckoning)

·        использованием ориентиров (landmark use)

·        навигацией по карте.

Животное может  одновременно пользоваться всеми тремя  способами в разных

комбинациях,  т.е. они взаимно не исключают друг друга.  Вместе с тем эти

способы принципиально  различаются по природе той информации, на которую

животное опирается  при выборе того или иного поведения,  а также по характеру

тех внутренних «представлений»,  которые у него при этом формируются.

Рассмотрим способы  ориентации несколько подробнее:

     Счисление  пути – наиболее примитивный  способ ориентации в

пространстве;  он не связан с внешней информацией.  Животное отслеживает свое

перемещение ,  а интегральная информация о пройденном пути, по-видимому,

обеспечивается соотнесением этого пути и затраченного времени.  Данный способ

неточен,  и именно из-за этого у высокоорганизованных животных его практически

нельзя наблюдать  в изолированном виде.

     Использование  ориентиров нередко сочетается  со «счислением пути».

Этот тип ориентации в большей степени близок формированию связей

«стимул-реакция».  Особенность «работы по ориентирам»  состоит в том,  что

животное использует их строго поочередно,  «по одному».  Путь, который

запоминает животное, представляет собой цепь ассоциативных  связей.

     При  ориентации по местности («навигация  по карте») животное

использует встречающиеся  ему предметы и знаки как точки  отсчета для определения

дальнейшего пути,  включая их в интегральную систему  представлений о местности.

Начало лабораторным исследованиям пространственной ориентации животных было

положено в электрофизиологическом исследовании – при анализе клеток

гиппокампа (старой коры).

В 1976г.  появилась  статья американского ученого Дж. О`Кифа,  обнаружившего

«клетки места» в  гиппокампе свободноподвижной крысы.  Эти нейроны разряжались

избирательно только при попадании животного в  определенное место замкнутого

пространства.  Исследования О`Кифа,  изложенные позднее совместно с

Л.Наделом,  положили начало настоящему взрыву работ.  Часть  из них была

посвящена роли гмиппокампа в формировании «когнитивной карты» животного,  а

часть – разработке новых методических приемов тестирования ориентации

животных в пространстве.

Для ориентации «по  карте» у животного должны представления  о расположении как

близких,  так и  далеких объектов среды. Именно пространственные представления

такого рода О`Киф и Надел назвали вслед за Толменом когнитивной картой

.  По их мнению,  такие внутренние представления  содержат аллоцентрическую

пространственную  информацию,  (т.е. информацию,  содержание которой не зависит

от собственного положения в данном пространстве).  Она подобна той,  которую

можно извлечь при  пользовании географической картой.  Это,  однако, не

означает,  что  такие представления в физическом смысле напоминают карту.

Подобные «карты»  не являются ни совокупностью некоторого числа связей типа

«стимул-реакция»,  ни цепями УР,  а представляют собой,  скорее,  устойчивые

инвариантные ассоциации,  вовлекающие ряд стимулов.  Такие  ассоциации,

по-видимому,  сходны с теми,  что формируются в физиологических экспериментах

между двумя условными  сигналами.

Успешность использования  животными внутренних пространственных карт основана

на стабильности расположения объектов внешней среды.  Экспериментально

показано,  что  изменение их положения вносит ошибки в ориентацию.

Существует целый  ряд подходов к исследованию формирования у животного

пространственных  представлений.  Некоторые связаны  с оценкой ориентации

животных в естественных условиях.  В лаборатории наиболее часто используются

две методики – радиальный и водный лабиринты. Роль пространственных

представлений и  пространственной памяти в формировании поведения в основном

исследуется на грызунах,  а также некоторых видах птиц.

                   2. Обучение в радиальном лабиринте.                  

Методика изучения способности животных к обучению в радиальном лабиринте была

предложена американским исследователем Д.Олтоном.

Обычно радиальный лабиринт состоит из центральной  камеры и 8 (или 12) лучей,

открытых или закрытых (называемых в этом случае отсеками, или коридорами).  В

опытах на крысах длина лучей варьирует от 100 до 140 см.  Для экспериментов

на мышах лучи делают короче.  Перед началом  опыта в конец каждого коридора

помешают пищу.  После процедуры приучения к  обстановке опыта голодное

животное сажают в центральный отсек,  и оно  начинает заходить в лучи в

поисках пищи.  При повторном заходе в тот же отсек,  животное пищи больше не

получает,  а такой  выбор классифицируется экспериментатором  как ошибочный.

По ходу опыта  у крыс формируется мысленное  представление о

пространственной  структуре лабиринта.  Животные помнят о том,  какие отсеки они

уже посетили,  а  ходе повторных тренировок «мысленная карта» данной среды

постепенно совершенствуется. Уже после 7-10 сеансов крыса безошибочно  заходит

только в те отсеки,  где есть подкрепление,  и воздерживается от посещения тех

отсеков,  где она  только что была.

Методом радиального  лабиринта можно оценивать:

·        формирование пространственной памяти животных;

·        соотношение таких категорий  пространственной памяти как рабочая

и референтная.

     Рабочей  памятью называют обычно сохранение  информации в пределах

одного опыта.  Референтная память хранит информацию,

существенную для освоения лабиринта в целом

Пространственная  рабочая память достаточно долговечна.  Ее длительность

определяется временем,  в течении которого крыса по окончании эксперимента

помнит, в какие  лучи она уже заходила.  В некоторых  случаях это время

достигало 24-х часов.

Исследуя пространственную память в радиальном лабиринте и проводя с животными

длительные опыты,  исследуется его долгосрочная память (которая может

быть референтной или рабочей).  Однако,  если интересно

выяснить,  как  реагирует животное на экстренное изменение  ситуации в лабиринте

и какова его немедленная  реакция, - мы будем иметь дело с  его краткосрочной

памятью.

Работы с радиальным лабиринтом позволили выявить у  животных (главным образом,

крыс) наличие определенных стратегий поиска пищи.

В самой общей  форме такие стратегии подразделяются на алло- и эгоцентрические:

·        при аллоцентрической стратегии животное при поиске пищи

полагается на свое мысленно е представление о пространственной структуре данной

среды;

·        эгоцентрическая стратегия на знании животным

конкретных ориентиров и сопоставлении с ними положения своего тела.

Такое деление в  большей степени условно,  и  животное, в особенности в

процессе обучения,  может параллельно использовать элементы обеих стратегий.

Доказательства использования  крысами аллоцентрической стратегии (мысленной