Введение
В предыдущей части мы рассмотрели способы активации организма — как под действием сигналов из окружающего мира, так и благодаря определенному состоянию сознания и мотивации, в котором индивидуум находится в данный момент.
Однако активацию невозможно отделить от обработки информации (поступающей извне и от самого организма), непрерывно осуществляемой мозгом. Вообще надо сказать, что мы не ввели понятие обработки информации раньше только из соображений ясности изложения. Очевидно, что такая обработка происходит на всех уровнях — от самого примитивного до наиболее сложных. Она происходит, как только активируется какая-нибудь нервная цепь и сигналы направляются в основном по какому-то определенному пути. На более высоком уровне именно благодаря обработке информации возможны восприятие и осознание наших потребностей и мотиваций. На высших уровнях эта расшифрованная информация позволяет программировать и формировать более или менее адаптивные формы поведения, позволяющие индивидууму взаимодействовать с окружающей средой. Именно об этих последних уровнях обработки информации пойдет речь в главах 7–9.
Из первой главы мы уже знаем, что многие реакции организма являются врождёнными, и это позволяет ему быстро реагировать в экстренных случаях. Это в особенности касается рефлексов — автоматических ответов на специфические стимулы, требующих лишь минимальной обработки входных сигналов. Сюда же можно отнести и инстинктивные формы поведения, при которых обработка информации тесно связана с запуском врождённых механизмов, позволяющих той или иной специфической форме поведения реализоваться в оптимальных условиях.
В процессе эволюции животных и их мозга такие более или менее стереотипные реакции и связанные с ними способы обработки информации постепенно все больше вытеснялись формами поведения, приспособленными к каждой конкретной ситуации, — формами, которые должны быть более гибкими, но часто также и более сложными. Именно это характерно для действий, вырабатываемых путем научения , которые могут формироваться сравнительно механически — путем образования связей с рефлексами или специфическими ситуациями — или же на базе высших процессов, для чего необходимо непрерывное объединение сигналов, поступающих из внешней среды, с информацией о прошлом опыте.
Во всех этих процессах важнейшая роль принадлежит памяти . Без нее было бы невозможным сохранение опыта и закрепление вновь освоенных форм поведения. Кроме того, память служит основой мышления — процесса, характерного для высших животных, без которого не могли бы осуществляться ни интеграция получаемых сведений о мире, ни программирование новых поведенческих реакций. Что касается речи , свойственной только человеку, то она является одновременно продолжением и основой мышления. Благодаря речи осуществляется быстрая передача информации от одного индивидуума другому, позволяющая ускорить обработку сигналов от окружающей среды и все более гибко формировать новые формы поведения.
И наконец, степень эффективности всех этих процессов и качество формируемых благодаря им поведенческих реакций зависят от уровня интеллекта индивидуума и от того творческого потенциала , который он смог у себя выработать.
В последующих главах мы попытаемся подробно разобраться во всех этих процессах, выделяя те особенности, которые свойственны человеку и позволяют ему учиться, запоминать, мыслить, общаться и таким образом адаптироваться к окружающей среде и осуществлять творческую деятельность.
Адаптация и научение
Жизнь любого организма — это прежде всего непрерывная адаптация к условиям столь же непрерывно меняющейся среды.
Из предыдущих глав мы уже знаем, что существование живых организмов сводится к постоянной выработке форм поведения, направленных на восстановление какого-то нарушенного равновесия или на достижение определенных целей. Это универсальный закон, которому подчиняется все существующее — от атома до Вселенной. Для Вселенной прийти в равновесие, т. е. перестать расширяться, означало бы тепловую смерть. Для нас же — «частиц мироздания» — равновесие может означать лишь биологическую смерть или по меньшей мере психическую смерть. Только такая судьба может ожидать тех, кто перестанет приспосабливаться к окружающей среде.
У животных эта непрерывная адаптация осуществляется благодаря все более и более сложным процессам — от рефлексов до мышления.
В первой главе мы уже убедились в том, что по мере продвижения вверх по ступеням иерархии живых существ стереотипные, предопределенные или запрограммированные формы поведения (у примитивных животных) постепенно уступают место более гибкому и пластичному поведению, позволяющему организмам адаптироваться к тем разнообразным ситуациям, с которыми они ежедневно сталкиваются.
Если рефлекторные и инстинктивные типы поведения не могут претерпевать значительных изменений, то, напротив, приобретенные поведенческие реакции могут изменяться, иногда очень существенно и притом необратимо. Эти изменения происходят в результате того опыта, который в то или иное время приобретает индивидуум.
Именно необратимость или хотя бы стойкость изменений служит отличительной чертой приобретенных форм поведения. Поведенческие реакции порой изменяются и при болезнях, утомлении или сотрясении мозга. Однако изменения в этих случаях — в отличие от научения — бывают лишь временными.
Виды научения
Научение может осуществляться на разных уровнях в зависимости от того, каков его нервный механизм и насколько важны или сложны те структуры, которые в нем участвуют. Некоторые виды научения могут происходить уже на уровне рецепторов или спинного мозга; для других же необходимо участие подкорковых структур или даже миллиардов нервных цепей коры головного мозга.
Одни формы научения осуществляются автоматически и непроизвольно. Другие требуют такого программирования, на которое может быть способен лишь развитый мозг высших млекопитающих и в особенности человека.
Мы можем выделить три категории научения, различающиеся по степени участия в них организма как целого. Речь идет соответственно о выработке 1) реактивного поведения, 2) оперантного поведения и 3) такого поведения, которое требует участия мыслительных процессов в обработке информации (когнитивное научение).
Когда создаются новые формы реактивного поведения , организм пассивно реагирует на какие-то внешние факторы и в нервной системе как бы незаметно и более или менее непроизвольно возникают изменения нейронных цепей и формируются новые следы памяти. К таким типам научения относятся следующие (перечислены в порядке усложнения): привыкание (габитуация) и сенсибилизация, импринтинг и условные рефлексы .
Оперантное поведение — это действия, для выработки которых нужно, чтобы организм активно «экспериментировал» с окружающей средой и таким образом устанавливал связи между различными ситуациями. Такие формы поведения возникают при научении путем проб и ошибок , методом формирования реакций и путем наблюдения .
Во всех этих случаях организм изменяет поведение в результате взаимодействия со средой. Именно от того, какие сигналы поступают извне, зависит, какая именно реакция организма будет закрепляться. «Выбор» реакции при этом определяется тем, каковы ее последствия в отношении удовлетворения потребностей или избегания нежелательной ситуации.
К третьей группе относятся формы поведения, обусловленные когнитивным научением . Здесь уже речь идет не просто об ассоциативной связи между какими-то двумя ситуациями или между ситуацией и ответом организма, а об оценке данной ситуации с учетом прошлого опыта и возможных ее последствий. В результате этой оценки принимается наиболее подходящее решение. К такому типу научения можно отнести латентное научение , выработку психомоторных навыков, инсайт и в особенности научение путем рассуждений .
В последующих разделах мы рассмотрим каждый из этих типов научения с тем, чтобы подробнее описать их и оценить их значение для поведения организма.
Научение реактивным формам поведения
Реактивное поведение можно определить как реакцию организма на тот или иной раздражитель (или ситуацию-раздражитель) (Malcuit, Pomerlau, 1977). Именно поэтому мы можем отнести к этим формам научения не только классическое обусловливание, но и такие более примитивные явления, как привыкание и сенсибилизация.
Привыкание и сенсибилизация
Это чрезвычайно примитивные виды научения, при которых у организма вырабатывается относительно устойчивая и постоянная реакция на повторные стимулы. Эти две зачаточные формы научения проявляются в изменении степени активации организма данным стимулом: в случае привыкания активация уменьшается, а в случае сенсибилизации увеличивается.
Как уже говорилось в главе 4, привыкание (габитуация) наступает, когда организм — в результате изменений на уровне рецепторов или ретикулярной формации — «научается» игнорировать какой-то повторный или постоянный раздражитель, «убедившись», что он не имеет особого значения для той деятельности, которая в данный момент осуществляется. В отличие от этого при утомлении снижается внимание ко всем действующим раздражителям.
Сенсибилизация — это процесс, противоположный привыканию. При сенсибилизации повторение стимула ведёт к более сильной активации организма, и последний становится все более и более чувствительным к данному стимулу; в результате раздражитель, не вызывавший при однократном воздействии никакой реакции, повторяясь, начинает провоцировать то или иное поведение. Представим себе, например, что в комнате, где мы работаем, жужжит назойливая муха или же из плохо завернутого крана в раковину мерно падают капли воды. Эти раздражители становятся для нас постепенно все труднее переносимыми. Можно привести и другие примеры — царапину на музыкальной пластинке, вызывающую при каждом прослушивании треск, который мы уже заранее ожидаем, или слова-паразиты вроде «так сказать», «значит» и т. п. в лекциях некоторых преподавателей; иногда такие слова повторяются настолько часто, что могут полностью отвлекать внимание студентов от содержания лекции.
Импринтинг
У низших позвоночных животных к реактивным типам научения можно отнести также импринтинг . Об этом явлении мы уже говорили в первой главе и поэтому здесь на нем останавливаться не будем. Напомним только, что речь идет о наследственно запрограммированном и необратимом формировании привязанности новорожденного животного к первому движущемуся объекту, который попадает в поле его зрения в первые часы жизни.
Условные рефлексы
Условные рефлексы возникают в результате формирования связи между специфическим стимулом, вызывающим тот или иной врождённый рефлекс, и каким-либо индифферентным стимулом. В результате индифферентный раздражитель сам по себе начинает вызывать данный рефлекс.
У всех нас к моменту появления на свет уже имеется ряд врождённых рефлексов , таких как выделение слюны при попадании в рот пищи или моргание в ответ на громкий звук. К врождённым рефлексам относятся также отдергивание руки при воздействии болевого раздражителя или коленный рефлекс — разгибание ноги при ударе по коленному сухожилию. Для проявления таких рефлексов не нужно никакого предварительного опыта и никаких других условий, кроме специфического стимула. Иными словами, это безусловные рефлексы — они автоматически включаются в ответ на определенные раздражители, тоже называемые безусловными. Например, когда раздается громкий звонок, мы можем вздрогнуть, но слюноотделение у нас не начнется; электрический удар, полученный конечностью, заставит нас отдернуть эту конечность, но не моргнуть; и т. д.
Бывает, однако, что одновременно со специфическим раздражителем, вызывающим какой-либо безусловный рефлекс, действует другой раздражитель, не имеющий с ним ничего общего. Если такая связь между двумя раздражителями достаточно ясна или часто повторяется, то индифферентный раздражитель сам по себе начинает вызывать тот же рефлекс.
Это явление было открыто русским физиологом И. П. Павловым в 1903 году. В ходе своих опытов Павлов обратил внимание на то, что звон миски, в которую накладывали пищу, вскоре начинал сам по себе вызывать у собаки слюноотделение. Таким образом, индифферентный звуковой стимул, если он просто сочетается во времени с безусловным пищевым раздражителем, может приобрести способность вызывать тот же рефлекс. В связи с этим Павлов назвал такие раздражители условными, а вызываемое ими рефлекторное слюноотделение — условным рефлексом (рис. 7.1).
Рис. 7.1. И. П. Павлов и его сотрудники. На фотографии представлена также одна из знаменитых собак, на которых Павлов с 1901 года изучал выработку классических условных рефлексов.
Достаточно быстро было доказано, что при формировании таких рефлексов действительно происходит образование условной связи с безусловным раздражителем. Павлов показал, что достаточно было прекратить предъявление безусловного стимула, чтобы и условный сигнал быстро переставал действовать. Например, если после подачи звукового сигнала животному не выдавалась пища, то этот сигнал вскоре уже не вызывал слюноотделения. Далее мы еще вернёмся к этому феномену угасания , характерному для большинства видов научения путем обусловливания.
С физиологической точки зрения обусловливание можно объяснить тем, что к уже существующей прямой связи между специфическим сенсорным сигналом и безусловным рефлексом как бы пристраивается новый сигнал. В результате этот новый сигнал приобретает возможность сам по себе вызывать тот же рефлекс.
Итак, мы уже знаем, что звонок, подаваемый одновременно с пищей, может в дальнейшем сам по себе вызывать слюноотделение. Точно так же можно добиться того, чтобы электрический удар, наносимый одновременно с сильным звуком, вызывал моргание или, наоборот, чтобы сильный звук в сочетании с ударом тока приводил к отдергиванию конечности, и т. п.
По мнению Павлова, таким ассоциативным обусловливанием можно объяснить большинство приобретенных форм поведения. Такой же точки зрения придерживался и бихевиорист Уотсон, который через несколько лет после Павлова показал, как могли бы развиваться некоторые эмоциональные реакции, не включённые от рождения в естественный репертуар индивидуума (см. документ 7.1).
Научение в результате оперантного обусловливания
Как мы видели, реактивные формы поведения возникают в результате таких событий, при которых организм в основном пассивно испытывает внешние воздействия на какие-то его врождённые структуры.
Между тем для животных организмов особенно характерна активность : в любое время организм должен взаимодействовать со средой, стремясь удовлетворять свои потребности или избегать опасных ситуаций. Поэтому обстоятельства, в которые попадает организм и к которым он вынужден приспосабливаться, выбирая те или иные действия, способствуют формированию многих новых форм поведения.
Бихевиористы назвали такие формы поведения оперантными (от лат. operatio — действие), поскольку в этом случае все начинается с действия, совершаемого над окружающей средой; оно вызывает какие-то последствия, от которых и зависит, будет ли организм повторять это действие или, наоборот, избегать его. Таким образом, выработка подобных форм поведения осуществляется в результате закрепления тех действий, последствия которых для организма желательны, и отказа от действий, приводящих к нежелательным последствиям.
К оперантному научению можно отнести три разновидности: научение методом проб и ошибок, путем формирования реакции и путем наблюдения.
Научение методом проб и ошибок
При научении методом проб и ошибок индивидуум, встретившись с каким-либо препятствием, совершает попытки преодолеть его и при этом, постепенно отказываясь от неэффективных действий, находит в конце концов решение задачи.
Такой тип научения был открыт Торндайком (Thorndike, 1890) — одним из первых ученых, заинтересовавшихся процессами научения (рис. 7.2). В своих опытах Торндайк использовал так называемые проблемные клетки, в которые он помещал голодных кошек (рис. 7.3). Некоторые клетки открывались в том случае, если животное тянуло за верёвку, а в других нужно было приподнять запорный крючок. Торндайк подсчитывал, сколько попыток и сколько времени требовалось кошке для того, чтобы решить стоящую перед ней задачу — выйти из клетки и получить пищу, помещенную снаружи.
Рис. 7.2. Эдуард Торндайк, американский психолог (1874–1949). Он впервые стал изучать решение животными задач в лабораторных условиях. Работы Торндайка привели его к теории научения методом проб и ошибок и к закону эффекта, на котором основана эта теория.
Рис. 7.3. «Проблемная клетка», разработанная Торндайком в 1911 году. Кошка, помещенная в такую клетку, должна была методом проб и ошибок научиться нажимать на деревянную педаль, что благодаря системе блоков и верёвок позволяло открывать дверцу.