Когда животное выбирает нужный стимул, оно получает подкрепление. После упрочения реакции стимулы начинают варьировать, проверяя, насколько прочно животное усвоило правила выбора. Следует подчеркнуть, что речь идет не о простой выработке связи между определенным стимулом и реакцией, а о процессе формирования правила выбора, основанного на представлении о соотношении образца и одного из стимулов.
Успешное решение задачи при отставленном выборе также заставляет рассматривать данный тест как способ оценки когнитивных функций мозга и использовать его для изучения свойств и механизмов памяти.
Используются в основном две разновидности этого метода:
* выбор по признаку сходства (соответствия) с образцом (matchingtosample);
* выбор по признаку отличия (несоответствия) от образца (oddityproblem, non-matchingtosample).
Отдельно надо отметить так называемый символьный, или знаковый, выбор по образцу (symbolicmatching, arbitrarymatching). В этом случае животное обучают выбирать стимул А при предъявлении стимула Х и стимул В — при предъявлении Y в качестве образца. При этом стимулы А и X, В и Y не должны иметь ничего общего между собой. В обучении по этой методике на первых порах существенную роль играют чисто ассоциативные процессы — заучивание правила «если., то…». «Выбор по образцу». Опыт с шимпанзе (фото Н. Н. Ладыгиной-Котс).
???
Рис. 3.13.
Первоначально опыт ставился так: экспериментатор показывал обезьяне какой-либо предмет (образец), а она должна была выбрать такой же из других предлагаемых ей двух или более предметов (рис. 3.13). Затем на смену прямому контакту с животным, когда экспериментатор держал в руках стимул-образец и забирал из рук обезьяны выбранный ею стимул, пришли современные экспериментальные установки, в том числе и автоматизированные, полностью разделившие животное и экспериментатора. В последние годы для этой цели используют компьютеры с монитором, чувствительным к прикосновению, а правильно выбранный стимул автоматически перемещается по экрану и останавливается рядом с образцом.
Голубей и крыс обучают выбору по образцу в камере Скипнера (см рис 3 6) На диск, расположенный в центре, проецируется образец, на боковые диски — стимулы для сравнения В качестве стимулов используется, как правило, подсвет дисков разными цветами Животное осуществляет выбор путем клева-пня одного из боковых дисков (голубь) или нажатия на него мордой или лапой (крыса).
Иногда ошибочно считают, что обучение выбору по образцу — это то же самое, что выработка дифференцировочных УР. Однако это не так: при дифференцировке происходит только образование реакции на присутствующие в момент обучения стимулы; при «выборе по образцу» основную роль играет мысленное представление об отсутствующем в момент выбора образце и выявление на его основе соотношения между образцом и одним из стимулов.
Метод обучения выбору по образцу наряду с выработкой дифференцировок используется для выявления способности животных к обобщению (см. гл. 5).
Интерес к этой форме когнитивной деятельности животных возник в связи с обучением обезьян языкам-посредникам, при котором выяснилось, что шимпанзе могут составлять «фразы» из нескольких «слов»-жестов и понимать смысл обращенных к ним «высказываний» (см. гл. 6). Г. Террес (Terrace et al., 1977), один из авторов этих ранних работ, проанализировал структуру таких фраз и высказал гипотезу, что в основе подобного поведения лежит не истинное понимание правильного порядка слов в английском предложении, а более простая и, вероятно, более универсальная для животных способность запоминать длинные ряды («списки») стимулов.
Процесс запоминания цепей стимулов путем их разделения на подгруппы называется «делением на куски» («chunking»). Террес подробно исследовал этот процесс на голубях и показал, что в основе такого запоминания лежит не фиксация некоей последовательности стимулов и ответов, как это предполагалось бы с позиций бихевиоризма и теории условных рефлексов (цепи УР). Эксперименты показали, что здесь происходит формирование иерархически организованных внутренних представлений о структуре такой последовательности, т. е. проявляется способность мысленно проанализировать ряд стимулов и запомнить их, разбивая такой ряд на отрезки, подобно тому, как человек запоминает номера телефонов группами по 3 цифры (Terrace, 1991; Terrace, Chien, 1991a, b).
* Исследования Терреса позволяют понять, каким образом животные обрабатывают информацию о совокупностях, или цепях воспринимаемых стимулов, чтобы выполнить в ответ серию действий.
Предполагают, что внутренняя организация таких представлений осуществляется сходным образом у животных разного уровня организации. У голубей подобное обучение протекает так же, как у высших приматов, однако скорость обучения у них гораздо ниже, а последовательности, которые они в состоянии запомнить, менее сложные (D'Amato, Colombo, 1988).
Термин «инсайт-обучение» (Thorpe, 1963) был введен в 60-е годы для описания ряда случаев сложных форм обучения, а также проявлений мышления, которые явно нельзя было отнести ни к одной из упомянутых выше простых категорий. Его использовали в случаях, когда решение задачи происходило слишком быстро для обычного обучения методом «проб и ошибок». К инсайт-обучению относили описанное В. Келером (1925; 1997) поведение шимпанзе, соединившего две палки, чтобы достать недоступное лакомство, а также опыты Н. Майера (Maier, 1929), в которых, как выражался автор, можно было тестировать способность крыс «к рассуждению» (см. 4.8). Однако согласно современным представлениям эти формы поведения относятся к проявлениям мышления, и они будут рассмотрены в следующих главах. В настоящее время термин «инсайт-обучение» употребляется все реже, уступая место конкретным определениям тех или иных форм обучения или рассудочной деятельности. Так, в 4-м и 5-м изданиях одного из самых известных учебников по поведению животных (Manning, Dawkins, AnIntroductioninAnimalBehavior, 1992; 1998) появился раздел «Могут ли животные думать и осмысливать, планировать свои действия?» В нем авторы приводят ряд примеров разумных действий животных в природе (которые ранее они классифицировали как инсайт-обучение), а также описывают некоторые эксперименты, уделяя особое внимание необходимости строгого анализа и возможности использования «канона К. Л. Моргана» (см. 2.3) при трактовке подобных данных.
Индивидуально-приспособительная деятельность животного и в эксперименте, и в естественных условиях представляет собой сплав способностей к ассоциативному обучению и когнитивным процессам разного уровня сложности. Не только в естественных условиях жизни, но и в спланированных экспериментах бывает трудно разделить ассоциативное обучение и когнитивные процессы. Тем не менее существуют экспериментальные подходы, позволяющие анализировать эти явления раздельно. О них будет рассказано в последующих главах книги.
1. Какие категории поведения относятся к основным типам индивидуально-приспособительной деятельности?
2. Каковы основные принципы учения о высшей нервной деятельности?
3. В чем сходство и отличие классических и инструментальных условных рефлексов?
4. Какие методы позволяют оценивать способность животных к обобщению?
5. Как исследуют формирование у животных пространственных представлений и в чем оно выражается?
6. Можно ли исследовать формирование пространственных представлений у животных в естественных условиях?
Основные понятия и методы изучения
Основные экспериментальные данные о мышлении животных, о способности к экстренному решению новых задач, для которых у них нет «готового» решения. Анализ основных взглядов на природу мышления животных. Определение требований, которые необходимо соблюдать при планировании, проведении и обработке результатов экспериментов. Описание методик изучения рассудочной деятельности животных. Сопоставление экспериментов по орудийной деятельности и характеристик ее проявлений при жизни животных в естественных условиях. Краткие сравнительные характеристики решения элементарных логических задач животными разных таксономических групп. Обоснование необходимости комплексного разностороннего тестирования для получения полноценной характеристики уровня рассудочной деятельности вида.
История изучения проблемы элементарного мышления животных была кратко рассмотрена в гл. 2. Следующие разделы посвящены экспериментальному изучению этой формы когнитивной деятельности, которая по своим приспособительным функциям и механизмам отлична от инстинктов и способности к обучению.
В разд. 1.4 было приведено краткое описание структуры мышления человека и названы критерии, которым должен отвечать акт поведения животного, чтобы в нем можно было видеть участие процесса мышления. Напомним, что в качестве ключевого было выбрано определение А. Р. Лурия, согласно которому «акт мышления возникает только тогда, когда у субъекта существует соответствующий мотив, делающий задачу актуальной, а решение ее необходимым, и когда субъект оказывается в ситуации, относительно выхода из которой у него нет готового решения (курсив наш. — Авт.) — привычного (т. е. приобретенного в процессе обучения) или врожденного».
Иными словами, речь идет об актах поведения, программа которых должна создаваться экстренно, в соответствии с условиями задачи, и по своей природе не требует действий, представляющих собой пробы и ошибки.
Мышление человека — процесс многогранный, включающий и развитую до уровня символизации способность к обобщению и абстрагированию, и предвосхищение нового, и решение задач за счет экстренного анализа их условий и выявления лежащей в их основе закономерностей. В определениях, которые дают мышлению животных разные авторы, сходным образом отражаются всевозможные аспекты этого процесса, в зависимости от того, какие формы мышления выявляются теми или иными экспериментами.
Современные представления о мышлении животных складывались на протяжении всего XX столетия и во многом отражают использованные авторами исследований методические подходы. Интервал времени между некоторыми работами этого направления составил более полувека, поэтому их сопоставление позволяет проследить, как менялись взгляды на эту исключительно сложную форму высшей нервной деятельности.
У высокоорганизованных животных (приматов, дельфинов, врановых птиц) мышление не ограничивается способностью к решению отдельных задач, но представляет собой системную функцию мозга, которая проявляется при решении разнообразных тестов в эксперименте и в самых разных ситуациях в естественной среде обитания.
В структуру процесса мышления многие авторы включали способность как к экстренному решению тех или иных элементарных логических задач, так и к обобщению.
В. Келер (1925), впервые исследовавший проблему мышления животных в эксперименте (см. 2.6), пришел к выводу, что человекообразные обезьяны обладают интеллектом, который позволяет им решать некоторые проблемные ситуации не методом проб и ошибок, а за счет особого механизма — «.инсайта» («проникновения» или «озарения»), т. е. за счет понимания связей между стимулами и событиями.
В основе инсайта лежит, по мнению В. Келера, тенденция воспринимать всю ситуацию в целом и благодаря этому принимать адекватное решение, а не только автоматически реагировать отдельными реакциями на отдельные стимулы.
Предложенный В. Келером термин «инсайт» вошел в литературу для обозначения случаев разумного постижения внутренней природы задачи. Этим термином активно пользуются и в настоящее время при исследовании поведения животных для обозначения внезапных решений ими новых задач, например при описании поведения обезьян, осваивающих амслен (гл. 6).
Современник и единомышленник В. Келера американский исследователь Р. Йеркс на основе разнообразных экспериментов с человекообразными обезьянами пришел к выводу, что в основе их когнитивной деятельности лежат «иные процессы, нежели подкрепление и торможение. Можно предполагать, что в скором времени эти процессы будут рассматриваться как предшественники символического мышления человека…» (курсив наш. — Авт.).
Наличие мышления у животных допускал И. П. Павлов (см. 2.7). Он оценивал этот процесс как «зачатки конкретного мышления, которым и мы орудуем», и подчеркивал, что его нельзя отождествлять с условными рефлексами. О мышлении, по мнению И. П. Павлова, можно говорить в случае, когда связываются два явления, которые в действительности постоянно связаны: «Это уже будет другой вид той же ассоциации, имеющей значение, может быть, не меньшее, а скорее большее, чем условные рефлексы — сигнальная связь».
Американский психолог Н. Майер (Maier, 1929) показал, что одна из разновидностей мышления животных — способность в новой ситуации реагировать адекватно за счет экстренной реорганизации ранее приобретенных навыков, т. е. за счет способности «спонтанно интегрировать изолированные элементы прошлого опыта, создавая новую, адекватную ситуации поведенческую реакцию» (см. также 2.8). К сходному представлению совершенно независимым путем пришел Л. Г. Воронин (1984), хотя в своих ранних работах он скептически относился к гипотезе о наличии у животных рассудочной деятельности. По мнению Л. Г. Воронина, наиболее сложный уровень аналитико-синтетической деятельности мозга животных составляет способность комбинировать и перекомбинировать хранящиеся в памяти условные связи и системы из них. Эту способность он назвал комбинационными УР и рассматривал ее как основу для формирования образного, конкретного мышления (ниже рассмотрены современные методики изучения этой формы мышления — 4.8).
Н. Н. Ладыгина-Коте (1963) писала, что «обезьяны имеют элементарное конкретное образное мышление (интеллект), способны к элементарной абстракции (inconcrete) и обобщению. И эти черты приближают их психику к человеческой». При этом она подчеркивала, что «…их интеллект качественно, принципиально отличен от понятийного мышления человека, имеющего язык, оперирование словами как сигналами сигналов, системой кодов, в то время как звуки обезьян, хотя и чрезвычайно многообразны, но выражают лишь их эмоциональное состояние и не имеют направленного характера. Обезьяны, как и все другие животные, обладают лишь первой сигнальной системой действительности».
Способность к экстренному решению новых задач. Способность устанавливать «новые связи в новых ситуациях» составляет важное свойство мышления животных (Дембовский, 1963; 1997; Ладыгина-Коте, 1963; 1997; Рогинский, 1948).
Л. В. Крушинский (1986) исследовал эту способность как основу элементарного мышления животных.
Мышление, или рассудочная деятельность (по Крушинскому), — это «способность животного улавливать эмпирические законы, связывающие предметы и явления внешнего мира, и оперировать этими законами в новой для него ситуации для построения программы адаптивного поведенческого акта».
При этом Л. В. Крушинский имел в виду ситуации, когда у животного нет готовой программы решения, сформированной в результате обучения или обусловленной инстинктом.
Напомним, что это именно те особенности, которые отмечены в определении мышления человека, данном А. Р. Лурия (1966). В то же время, как подчеркивает Л. В. Крушинский, имеются в виду ситуации, выход из которых может быть найден не методом проб и ошибок, а именно логическим путем, на основе мысленного анализа условий задачи. По его терминологии, решение осуществляется на основе «улавливания эмпирических законов, связывающих предметы и явления внешнего мира* (см. 4.6).
Американский исследователь Д. Рамбо, анализирующий процесс символизации у антропоидов, подчеркивает когнитивную природу этого явления и рассматривает мышление животных как «адекватное поведение, основанное на восприятии связей между предметами, на представлении об отсутствующих предметах, на скрытом оперировании символами» (Rumbaugh, Pate, 1984) (курсив наш. — Авт.).
Другой американский исследователь, Д. Примэк (Premack, 1986) также приходит к выводу, что «языковые» способности шимпанзе (сложная форма коммуникативного поведения) связаны с «умственными процессами высшего порядка».
К таким процессам Примэк относит способности к сохранению «сети перцептивных образов-представлений, к использованию символов, а также к мысленной реорганизации представления о последовательности событий».
Не ограничиваясь обучением шимпанзе созданному им языку-посреднику (см. 2.9.2), Примэк разработал и в значительной степени осуществил комплексную программу изучения мышления животных. Он выделил следующие ситуации, которые надо исследовать, чтобы доказать наличие мышления у животных: