4.1. Процесс научения в сравнительной психологии

Психическая деятельность любого животного, многообразие форм его поведения неразрывно связаны с таким процессом, как научение.

Все компоненты поведения формируются под влиянием двух аспектов, каждый из которых бесспорно важен. Во-первых, большое значение имеет видовой опыт, который закрепляется в процессе эволюции вида, и передается конкретной особи в генетически фиксированной форме. Такие компоненты поведения будут инстинктивными и врожденными. Однако существует и второй аспект – накопление индивидуального опыта особи в процессе ее жизни. При этом приобретение особью опыта происходит в довольно жестких видотипичных рамках.

Г. Темброк выделяет две формы накопления особью индивидуального опыта: облигатное и факультативное. В процессе облигатного научения особь приобретает индивидуальный опыт, который не зависит от условий ее жизни, а необходим для выживания любому представителю данного вида. Кфакультативному научению относятся индивидуальные приспособления, которые приобретает конкретная особь в зависимости от условий ее существования. Этот компонент поведения животного наиболее гибок, он помогает перестроить видотипичное поведение в конкретных условиях данной среды. При этом в отличие от облигатного научения факультативное научение будет отличаться у разных особей одного вида.

Инстинктивное поведение может подвергаться изменениям в эффекторной сфере (двигательные реакции), сенсорной сфере (восприятие сигналов) или в обеих сферах поведения одновременно (последний вариант встречается чаще всего).

Рис. виды научений у животных

Если научение захватывает рабочий орган, чаще всего происходит перекомбинация врожденных двигательных элементов поведения, однако могут возникать и новые двигательные элементы. Как правило, такие двигательные элементы формируются на ранних этапах онтогенеза, например подражательное пение молодых птиц. У млекопитающих подобные приобретенные реакции играют одну из основных ролей в процессе познавательной и исследовательской деятельности, в развитии интеллекта.

В случае, если научение происходит в сенсорной сфере, животное овладевает новыми сигналами. Приобретение особью таких новых значимых сигналов позволяет расширить ее способности к ориентации в окружающей среде. Первоначально эти сигналы практически безразличны для животного, в отличие от биологически значимых ключевых раздражителей, однако со временем, в процессе накопления особью индивидуального опыта, изначально почти безразличные сигналы приобретают сигнальное значение.

В процессе научения особь избирательно выделяет из окружающей среды отдельные компоненты, которые из биологически нейтральных становятся биологически значимыми. Основой для этого служат различные процессы в высших отделах центральной нервной системы, которые определяются действием как внутренних, так и внешних факторов. Происходит афферентный синтез (синтез воспринятых раздражений), затем раздражения сравниваются с информацией, которая была воспринята ранее и сохранена в памяти. В итоге у особи появляется готовность к выполнению определенных ответных действий на раздражители. После их совершения в центральную нервную систему по принципу обратной связи поступает информация о результатах произведенных действий. Эти сведения анализируются, на основе чего происходит новый афферентный синтез. Таким образом, в центральной нервной системе не только заложены врожденные, инстинктивные программы поведения, но и постоянно формируются новые, индивидуальные программы, на которых и основан процесс научения.

Из сказанного следует, что процесс научения очень сложен, в его основе лежит формирование программ предстоящих действий. Такое формирование является результатом комплекса процессов: сопоставления внешних и внутренних раздражителей, видового и индивидуального опыта, регистрации параметров совершенного действия и проверки результатов этих действий.

Значение процесса научения. Процессы научения наиболее важны для животного на ранних этапах поискового поведения. Наследственно закрепленные поведенческие программы не могут учитывать всего многообразия ситуаций, в которых окажется особь, поэтому она может рассчитывать только на собственный опыт. При этом чрезвычайно важна своевременная ориентация животного в условиях изменчивых факторов среды. Оно должна быстро и правильно выбрать эффективный способ действия уже на начальном этапе поведенческого акта. От этого будут зависеть быстрота и легкость достижения завершающей фазы акта. Таким образом, в инстинктивное поведение особи неизбежно должны встраиваться приобретенные элементы.

Такое встраивание наследственно закреплено, поэтому можно говорить о видотипичности пределов научения. Процесс научения имеет определенные, генетически закрепленные, рамки, за пределами которых особь не может ничему научиться. У высших позвоночных эти рамки могут быть значительно шире, чем необходимо в конкретных условиях их жизни. Благодаря этому высшие животные имеют возможность изменять свои поведенческие реакции в экстремальных условиях, их поведение становится более гибким. В отличие от них, у низших животных способности к научению чрезвычайно малы, в основном их поведение определяется наследственно закрепленными реакциями. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Таким образом, широта диапазона научения может быть показателем психического развития животного. Чем шире рамки, в пределах которых особь может осуществлять поведенческие реакции, тем более она способна к накоплению индивидуального опыта, тем лучше скорректировано ее инстинктивное поведение и тем более лабильной будет поисковая фаза ее поведения.

Врожденное поведение и способности к научению эволюционно связаны между собой. В процессе эволюции инстинктивное поведение постоянно усложняется, что требует широких рамок способности к научению. Расширение этих рамок позволяет сделать врожденное поведение более гибким, а значит, поднимает инстинктивное поведение на более высокую ступень развития. Процесс эволюции охватывает не только само содержание инстинктивного поведения, но и возможности его обогащения индивидуальным опытом. На низших этапах эволюции возможность научения ограничена и проявляется лишь в таких явлениях, как привыкание и тренировка.

В процессе привыкания постепенно исчезает ответная реакция на многократно повторяющееся раздражение, не имеющее биологической значимости. Этому процессу противоположен процесс тренировки, в ходе которого происходит совершенствование инстинктивного действия, обусловленное накоплением индивидуального опыта.

Примитивные, простейшие формы поведения не исчезают в процессе эволюции, они сменяются более сложными формами. Часто на элементарные формы поведения наслаиваются другие формы, в результате чего первые приобретают сложность и лабильность. Так, процесс привыкания, который проявляется уже у простейших, можно наблюдать в усложненном виде у высших позвоночных. Например, опыты Р. Хайнда на мышах показали, что реакции этих животных на многократные неподкрепленные акустические сигналы ослабевают с разной быстротой. Однако различия в привыкании определяются не только разной интенсивностью стимулов (как у низших животных), но и индивидуальной изменчивостью самого процесса привыкания у высших животных.

Навыки. В процессе эволюционного развития в поведении животных появляется качественно новый компонент научения – навык. Навык является центральной формой факультативного научения. По мнению российского психолога А.Н. Леонтьева (1903–1979, «Проблемы развития психики», 1959; «Развитие памяти», 1931), если рассматривать навыки как любые связи, которые возникают в процессе приобретения индивидуального опыта, это понятие становится слишком нечетким и не может быть использовано для строгого научного анализа. Таким образом, понятия «навык» и «научение» надо строго разграничивать.

Способность к выработке навыков проявляется на определенном уровне эволюционного развития животного. Решающим для формирования навыка будет успешность выполняемых двигательных действий, а также подкрепление этих движений положительным результатом. Научение может происходить на основе информации, которую особь самостоятельно получила при активном поиске раздражителя или в процессе общения с другими особями. К последнему варианту относятся процесс подражания и разнообразные процессы обучения.

Важно отметить, что навык формируется в результате упражнения. Для того чтобы он сохранился, необходима постоянная тренировка, это позволит усовершенствовать навык. При отсутствии систематической тренировки навыки постепенно разрушаются.

Для изучения навыков существует множество специальных методов: метод лабиринта, метод проблемного ящика (проблемной клетки), метод обходного пути (подробнее об этих методах см. 1.2.) Отличительной их чертой является то, что животное для решения определенной задачи должно выбрать определенный сигнал или способ действия. При использовании метода лабиринта основой формирования навыка для животного будет запоминание объекта и пути к нему. При многократном повторении опыта в одних и тех же условиях животное будет пробегать расстояние до пищевого объекта постоянным, кратким путем. В этой ситуации навык нахождения пищи в лабиринте становится стереотипным и доходит до автоматизма. В целом стереотипность вообще свойственна наиболее примитивным навыкам. Большая пластичность характерна для таких навыков только на начальных этапах образования. Напротив, навыки высших порядков отличаются довольно значительной пластичностью на всех стадиях формирования.

Методы выработки навыков. Существует два метода экспериментальной выработки навыков: метод американского психолога-бихевиориста Б.Ф. Скиннера («Поведение организмов», 1938) (оперантное, или инструментальное, обусловливание) и классический метод И.П. Павлова.

При выработке условных рефлексов по методу Павлова животному изначально предлагается выполнить определенные движения, которые оно должно совершить, чтобы получить подкрепление. При методе Скиннера животное должно самостоятельно найти эти движения, возможно, путем проб и ошибок. Примером может послужить эксперимент с крысой, которую помещают в клетку. Пищевое подкрепление она получит лишь в том случае, если случайно нажмет планку, закрепленную у стенки клетки. При этом в нервной системе крысы образуется временная связь между случайным нажатием планки и появлением кормушки. Можно и значительно усложнить эксперимент: дать животному возможность выбрать одно из двух действий, которые приведут к разным, противоположным, результатам. Например, при нажатии на педаль в клетке попеременно включается обогреватель и выключается вентилятор или наоборот. Крыса, таким образом, может регулировать температуру в клетке.

При павловском методе ответная реакция строго следует за стимулом, а безусловное подкрепление связывается с условным стимулом благодаря образованию условно-рефлекторной связи. При инструментальном обусловливании первоначально производится ответная реакция (движение), которое подкрепляется без условного сигнала. Потребность в подкреплении побуждает животное к определенной реакции на педаль, оно корректирует свое поведение в соответствии с восприятием педали. Именно это восприятие и выполняет роль условного раздражителя, поскольку действие педалью приводит к пищевому подкреплению (биологически значимому результату). Если такая временная связь не устанавливается, педаль не имеет для животного сигнального значения.

При выработке рефлексов по методу Павлова учитывается начальная фаза поведенческого акта – фаза ориентации животного. Животное учится, при каких внешних условиях, когда оно должно произвести определенное движение, т. е. осуществляется ориентация во времени. Кроме того, животное должно сориентироваться и в пространстве: найти педаль, научиться пользоваться ею. Все эти моменты не учитываются при инструментальном обусловливании.

Методика И.П. Павлова позволяет качественно проанализировать ориентацию животного по компонентам среды. Однако при изучении процессов научения нельзя ограничиваться только этой методикой, потому что выработка навыков не идентична выработке классических условных рефлексов.

Дрессировка – одна из форм выработки навыков у животного. В отличие от инструментальной выработки навыков, когда животное имеет максимальную возможность проявить самостоятельность, при дрессировке осуществляется строгий контроль над формированием навыков. Перед животным уже не ставится задача самостоятельного поиска способа действия для достижения результата – напротив, в ходе постоянной тренировки устраняются нежелательные действия, а требуемые движения подкрепляются. Результатом дрессировки являются сложные и прочные двигательные реакции, которые выполняются животным в ответ на команду человека. Подкрепление при дрессировке может быть как отрицательным (болевое воздействие за неправильное действие), так и положительным (пищевое подкрепление). Может применяться и смешанный метод, при котором неправильные действия наказываются, а правильные – поощряются. Использование дрессировки в исследовании навыков животного определяется четкостью условий, в которые оно ставится, а также возможностью максимально точного учета сигналов, подаваемых дрессировщиком.

Дрессировка – сложный процесс, она не является цепью условных рефлексов. Наибольшая трудность, с которой сталкивается исследователь, заключена в том, чтобы животное поняло, чего ждет от него дрессировщик. Ожидаемые действия должны быть видотипичны для животного, однако в данных условиях могут быть непривычными для него.

Теория дрессировки разработана советским зоопсихологом М.А. Герд. Процесс дрессировки предлагалось разделить на три этапа: наталкивание, отработка и упрочение.

На этапе наталкивания дрессировщик должен заставить животное выполнить требуемую систему действий. Примером может послужить известный цирковой номер, при котором животное (например, собака) раскатывает ковер. При дрессировке собаки человек демонстрирует ей кусочек лакомства, стоя возле свернутого в трубку ковра, но не дает схватить пищу. Животное приходит в возбуждение, начинает оживленно подскакивать на месте, лаять, перебирать передними лапами. При этом любые случайные прикосновения собаки к ковру подкрепляются небольшими кусочками лакомства. Постепенно собака специально станет касаться лапами ковра, чтобы получить подкрепление, у нее сформируются нужные для номера движения лапами по ковру. Впоследствии все эти движения тщательно отрабатываются, уточняется их направленность.

На этом этапе дрессировки можно действовать тремя методами. Первый метод – метод непосредственного наталкивания, когда дрессировщик заставляет животное двигаться за привлекательным для него объектом (например, пищей). Второй метод – косвенное наталкивание: дрессировщик провоцирует движения, не направленные на приманку, но вызываемые возбуждением животного. Таким методом формируются манипуляционные действия конечностей: перенос предметов, обхватывание, толкание и другие. При методе сложного наталкивания у животного сначала вырабатывается навык, а затем в другой ситуации его заставляют применять этот навык по-другому. Например, вначале морского котика обучают сбрасывать мяч в руки дрессировщику. Затем дрессировщик на несколько мгновений прячет руки за спиной. Котик вынужден задержать мяч на носу, потому что получает подкрепление только после попадания мяча в руки дрессировщика. Постепенно длительность удержания морским котиком мяча увеличивается, а в итоге создается цирковой номер с балансированием мячом.

На втором этапе дрессировки – этапе отработки – дрессировщик сосредоточивает усилия на том, чтобы избавиться от лишних движений животного, которые сопровождают необходимые действия. Особенно это касается всевозможных ориентировочных реакций, вызванных новой для животного ситуацией. Когда лишние движения устранены, первичная система действий «отшлифовывается», необходимые движения делаются достаточно четкими и длительными, подбирается удобная сигнализация для управления действиями животного. При этом реакция на пищевое подкрепление должна заменяться реакцией на сигнал дрессировщика (например, звук свистка).

На этапе отработки также применяются приемы наталкивания. Например, правильная осанка животного, стоящего не задних лапах, может быть зафиксирована поднятием приманки над его головой. С помощью этих приемов осуществляется выработка искусственной сигнализации.

Последний этап дрессировки – этап упрочения. На этом этапе усилия сосредоточиваются на закреплении приобретенных навыков, а также обеспечивается их обязательное воспроизведение в ответ на сигнал. Наталкивание здесь уже не применяется. Пищевое подкрепление производится не после каждого навыка, а по окончании всего комплекса действий. В результате навыки приобретают форму стереотипной реакции, когда конец одного действия является началом второго, и т. д.

Таким образом, искусственная выработка навыков у животных – очень сложный процесс, хотя он бесспорно уступает по степени многоплановости формированию навыков у животных в естественных условиях.