Помоги проекту - поделись книгой:
2. Прекращение применения раздражителей приводит к постепенному восстановлению ответной реакции.
3. Привыкание развивается быстрее и более надежно после повторяющихся серий применения раздражителей и после прекращения их применения до восстановления ответной реакции.
4. Скорость развития и степень выраженности привыкания находятся в прямой зависимости от частоты предъявления раздражителя.
5. Привыкание наступает быстрее при меньшей силе раздражителя. Сильные раздражители могут либо не вызывать привыкания, либо приводить к извращению реакции.
6. Привыкание к одному раздражителю может облегчить привыкание к другим, близким по характеру раздражителям.
7. Появление другого раздражителя может приводить к отмене привыкания.
8. Повторное появление раздражителей, восстанавливающих ответную реакцию (отменяющих привыкание), менее эффективно, так как постепенно и к этим раздражителям развивается привыкание.
Следует отметить, что даже после выработки привыкания раздражитель продолжает восприниматься животным. В этом легко убедиться, если несколько усилить или ослабить раздражитель, — он тут же вызовет реакцию.
Процесс привыкания очень близок к процессу угашения условных рефлексов. Вполне вероятно, что в основе того или другого лежат одни и те же физиологические механизмы, но пока термин «привыкание» употребляют в отношении врожденных, а «угашение» — приобретенных реакций.
Одним из примеров привыкания может служить угашение ориентировочной реакции у животных при любом изменении окружающей среды. Как правило, раздражители внешнего мира вызывают ряд сложных реакций, направленных на лучшее их восприятие. В биологическом смысле это очень важно для организма, поскольку вырабатывается ориентировочная реакция.
В процессе воспитания и дрессировки ориентировочная реакция имеет двоякое значение.
С одной стороны, ориентировочная реакция (ориентированная реакция) позволяет «настроить» на органы чувств тот или иной раздражитель. Без внимания восприятие невозможно, и чем больше внимание будет привлечено новизной, сложностью или интенсивностью стимула (события или объекта), тем больше вероятность того, что он будет воспринят. Образование любого условного ответа начинается именно с ориентировочной реакции. С другой стороны, если ориентировочная реакция не исчезает или поведение принимает характер оборонительного, научение становится невозможным.
Проявление ориентировочной реакции принято делить на два этапа:
— начальный (реакция тревоги, удивления), характеризующийся прекращением текущей деятельности и фиксацией позы;
— исследовательский (усиление внимания), проявляющийся в повороте головы или в форме исследовательских рефлексов и характеризующийся анализом раздражителя.
Скорость образования привыкания и степень его выраженности зависит от специфичности раздражителя, его новизны, силы и состояния организма. Если раздражитель болевой, незнакомый и достаточно сильный, начальная реакция может не перейти в исследовательскую, а завершиться оборонительной. Такое состояние обычно называют страхом или трусостью.
Выраженность реакции тоже зависит от степени новизны и силы раздражителя, но отчасти — и от неожиданности его появления. Считают, что степень новизны обратно пропорциональна частоте появления похожих раздражителей, степени давности (имеется в виду время, прошедшее между появлением похожих раздражителей) и степени сходства раздражителей.
Различают новизну абсолютную (раздражитель никогда не встречался животному) и относительную (необычное сочетание знакомых животному раздражителей). Установлена зависимость степени новизны от степени неожиданности раздражителя. Она определяется тем, насколько действующий раздражитель отличается от ожидаемого животным. Повторение же раздражителей приводит к снижению степени новизны и угашению ориентировочной реакции.
Известно, что животные предпочитают раздражители умеренной интенсивности и избегают слишком сильных, новых и необычных. Чем непривычнее и сложнее обстановка, тем чаще проявляется у животных неуверенность, робость и даже реакция избегания — нежелание находиться в данной обстановке, неповиновение, побег. Животное будет убегать до тех пор, пока ему не удается выйти из сферы действия раздражителя. Если же раздражитель не болевой и если бежать некуда, животное может постепенно привыкнуть к раздражителю, и он перестает вызывать страх. При этом оборонительное поведение ослабевает и сменяется исследовательским. Реакция бегства, возникающая в ответ на неожиданное появление незнакомого раздражителя, при последующем повторном его предъявлении ослабевает гораздо быстрее возникающей одновременно с этим ориентировочной реакции, хотя в дальнейшем прогрессивно угасает и последняя.
Предъявление животному с целью выработки привыкания какого-либо вызывающего страх раздражителя и лишение его возможности скрыться от него получило название избыточного предъявления.
Снижая ориентировочную реакцию, привыкание способствует переходу к более сложной форме научения — условнорефлекторной.
Латентное (непроизвольное) научение
Впервые феномен латентного (скрытого, неявного) научения был обнаружен в лабораторных условиях у крыс, которые обследовали лабиринт без всякого подкрепления. Оказалось, что в дальнейшем крыса с таким опытом обучается проходить лабиринт быстрее и с меньшим количеством ошибок. На основании этого был сделан вывод, что в процессе обследования лабиринта животное приобретает определенный опыт, который затем и использует в организации целенаправленного поведения.
К латентному научению относится и обучение, не соответствующее ведущей мотивации. Так, голодную, но не испытывающую жажды крысу обучали проходить т-образный лабиринт, в котором один из коридоров приводил к пище, а другой — к воде. Оказалось, что если впоследствии та же крыса будет испытывать жажду, она начнет выбирать коридор с водой. Это означает, что процесс обучения шел и в отсутствие соответствующей мотивации.
Биологическое значение латентного научения в том, что благодаря ему происходит накопление информации о свойствах внешнего мира, его образа или освоение двигательных реакций как возможно необходимых для построения поведения в будущем. Латентное научение не пассивно, в основе его лежит потребность в новой информации. Она проявляется в форме исследовательского поведения и характеризуется как любопытство. Потребность в новой информации обеспечивает в конечном счете возможность развития и будущее организма.
Как и при негативном научении, в латентном ведущую роль играет ориентировочная реакция на раздражители, образы и ситуации, особенно ее исследовательский компонент. Но механизм заключается в образовании причинно-следственных связей между индифферентными раздражителями. Образование ассоциативной связи может происходить между раздражителями различной модальности, а подкреплением этому служит безусловно-рефлекторный компонент последующего раздражителя. С психологической точки зрения подкреплением при латентном научении служит удовлетворение потребности в новой информации.
В. Торп определяет латентное научение как «образование ассоциации между индифферентными раздражителями или ситуациями в отсутствие явного подкрепления». Это значит, что в процессе латентного научения сочетание нескольких сенсорных раздражителей приводит к образованию временной связи, которую относят к типу сенсорно-сенсорных ассоциаций. В случае сочетания в дальнейшем одного из сенсорных раздражителей с биологически значимым подкреплением, быстро возникнет устойчивая условнорефлекторная реакция.
Согласно современным понятиям, латентное научение относится к когнитивному научению, т. е. связанному с мыслительными процессами у животных. И речь здесь 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. Предполагается, что при латентном научении в центральной нервной системе животного формируется своеобразная карта окружающей среды с определением возможной значимости ее составляющих. Таким образом, собака на любой прогулке и в любой ситуации все запоминает, чтобы потом, в нужное время, воспользоваться своим опытом и знанием.
Значение латентного научения в воспитании и дрессировке заключается в ознакомлении животного с теми стимульными ситуациями (обстановкой, раздражителями, их связями между собой и двигательными реакциями), в которых ему придется осваивать специальные навыки и работать. Это значительно облегчает процесс формирования нужного поведения. А если вы ненавязчиво, но многократно будете что-нибудь повторять, то ваша собака сможет освоить это даже до навыка, причем не используя пищевых и других мотиваций. Потом вам понадобится только придумать команду для этого действия.
Научение в форме классических условных рефлексов
На современном этапе можно выделить, согласно данным Ж. Годфруа, три категории научения, различающиеся по степени участия в них организма как целого. Речь идет о выработке реактивного поведения, оперантного и такого, 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 изменяются нейронные цепи, информируются новые следы памяти. К таким типам научения относят привыкание и сенсибилизацию, импринтинг и условные рефлексы перечислены в порядке усложнения.
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.
К третьей группе относят формы поведения, обусловленные когнитивным научением. Здесь речь уже идет не просто об ассоциативной связи между какими-то двумя ситуациями, а об оценке данной ситуации с учетом прошлого опыта и возможных ее последствий. К когнитивному научению можно отнести латентное научение, выработку психомоторных навыков, инсайт и, в особенности, научение путем рассуждений.
Таким образом, классический условный рефлекс относится к элементарным формам научения.
Особенности классического условного рефлекса
Смысл классического условно-рефлекторного научения заключается в том, что через определенные интервалы времени после условного раздражителя животному предъявляется какой-либо безусловный (подкрепляющий) раздражитель. Подкрепление следует за условным сигналом независимо от того, будет видна ответная реакция организма или нет. При достаточно многократных воздействиях обоих раздражителей изолированное действие условного стимула начнет вызывать условную реакцию, которая полностью или частично имитирует безусловную.
По мнению А. С. Батуева, благодаря этим условным рефлексам обеспечивается первичная ориентация животного по признакам окружающей среды с самого начала любого поведенческого акта. С помощью классических условных рефлексов животное адаптируется к внешней среде, но при этом все же выступает в качестве достаточно пассивного участника событий, если принять во внимание модулирующее значение его физиологических потребностей, поскольку не имеет возможности кардинально изменить их последовательность. Деятельное же, активное начало сведено к достаточно простым безусловнорефлекторным актам.
Выработка классических условных рефлексов подчиняется определенным правилам.
1. Для образования условного рефлекса необходимо совпадение (сочетание) во времени двух раздражителей — безусловного и индифферентного (условного). Под безусловным раздражителем понимается такое воздействие на животное, которое вызывает врожденную (безусловную) реакцию — глотание (при попадании пищи в рот), слюноотделение, почесывание и т. п. В качестве условных используются, как правило, воздействия, не имеющие отношения к безусловной реакции, т. е. безразличные, индифферентные ей.
2. Условный раздражитель должен предшествовать действию безусловного раздражителя. При обратном порядке следования раздражителей условные рефлексы не образуются или возникают с большим трудом. Для проявления большинства условных рефлексов наиболее эффективно полусекундное опережение условным раздражителем безусловного.
3. Условный раздражитель должен быть физиологически более слабым, чем безусловный. Например, звуковая команда должна быть такой силы, чтобы не вызывать выраженной ориентировочной реакции со слухового анализатора. Увеличение интенсивности безусловного раздражителя (подкрепления) обычно повышает скорость научения, но только до определенного уровня.
4. Для образования условного рефлекса необходимо нормальное, рабочее состояние высших отделов центральной нервной системы. Образование условных рефлексов возможно лишь при определенном уровне возбуждения мозга. На фоне различных видов торможения научение происходит очень медленно или вовсе не происходит.
5. Во время отработки условного рефлекса кора головного мозга должна быть свободна от других видов деятельности. Если у животного во время образования условного рефлекса выражена какая-либо посторонняя потребность, научения, как правило, не происходит.
Существует несколько классификаций условных рефлексов.
По рецепторному признаку:
— экстероцептивные условные рефлексы образуются на раздражения внешней среды;
— интероцептивные условные рефлексы образуются на раздражения из внутренней среды организма, причем медленнее, чем экстероцептивные;
— проприоцептивные условные рефлексы образуются при сочетании раздражения мышц и сухожилий с безусловным рефлексом;
По эффекторному признаку:
— вегетативные условные рефлексы образуются на базе всех без исключения обменных процессов, протекающих в организме;
— сомато-двигательные условные рефлексы образуются на базе безусловно-рефлекторных двигательных реакций, простые двигательно-оборонительные рефлексы образуются очень быстро;
В зависимости от соотношения во времени действия условного и безусловного раздражителей:
— наличные условные рефлексы образуются при совпадении во времени условного раздражителя и подкрепления; к наличным относят совпадающие условные рефлексы (при этом подкрепление почти сразу же, не позднее 1—2 с, присоединяется к действию условного раздражителя), оставленные (то же, но спустя 5—30 с) и запаздывающие рефлексы (подкрепление следует после длительного изолированного действия условного раздражителя);
— следовые условные рефлексы образуются, когда условный раздражитель и подкрепление отделены друг от друга определенными интервалами времени (подкрепление сочетается с какими-то остаточными процессами возбуждения в анализаторных клетках коркового пункта условного раздражителя); в данном случае условным раздражителем становится не сам сигнал, а какой-то след от его действия; при образовании таких рефлексов время между действием условного и безусловного раздражителей может составлять от 1 до 4 мин;
В зависимости от структуры условного сигнала:
— условные рефлексы на простые раздражители;
— рефлексы на комплексные раздражители, состоящие из нескольких компонентов, действующих одновременно;
— рефлексы на комплексные раздражители, отдельные компоненты которых действуют последовательно, накладываясь друг на друга;
— условные рефлексы на цепи раздражителей, когда отдельные компоненты сложного раздражителя действуют последовательно, не совпадая друг с другом; условные рефлексы на сложные раздражители вырабатываются быстро и легко, как на простые раздражители, при этом условно-рефлекторная реакция возникает не только на сложный раздражитель, но и на его отдельно взятые компоненты (при изолированном их применении), которые по мере упрочнения условного рефлекса постепенно утрачивают свое сигнальное значение и сливаются в единое целое;
В зависимости от особенностей подкрепления:
— условные рефлексы первого порядка образуются на базе безусловных рефлексов, т. е. при безусловно-рефлекторном подкреплении;
— условные рефлексы высшего порядка образуются на базе ранее выработанного условного рефлекса;
— условные рефлексы второго порядка образуются при соблюдении определенных правил: пауза между вторичным условным раздражителем и первичным должна быть не менее 10 с (если будет меньше, то образуется условный тормоз); чем сильнее вторичный раздражитель, тем труднее образуется условный рефлекс второго порядка;
— условные рефлексы более высокого порядка (выше третьего) у собак выработать не удается;
— подражательные условные рефлексы образуются, когда подкреплением служит не безусловное раздражение, а лишь вид действия другого животного (в последнее время выяснилось, что это не так);
— ассоциации образуются при сочетании индифферентных раздражителей, на базе ориентировочных реакций.
Выделяют также условные рефлексы на отношение (масса, размер и т. п.) и на временные интервалы (время). Условные рефлексы могут быть выработаны на различные периоды — от нескольких секунд до часов.
Динамический стереотип
Под динамическим стереотипом понимают зафиксированную систему условных и безусловных рефлексов, объединенных в единый функциональный комплекс. Последний образуется под влиянием стереотипно повторяющихся изменений и воздействий внешней и внутренней среды организма. Неизменный, стереотипный порядок следования раздражителей называют внешним стереотипом.
Динамический стереотип вырабатывается с трудом, но, образовавшись, приобретает инертность и при неизменных условиях существования становится все прочнее. Переделка этого стереотипа возможна, но это большая нагрузка для нервной системы.
Научение на основе образования инструментальных условных рефлексов
Отцом инструментальной формы научения (оперантного научения) считается Э. Торндайк, который еще в конце XIX в. назвал ее обучением «методом проб, ошибок и случайного успеха». Основной же вклад в изучение закономерностей образования инструментальных условных рефлексов внес американский ученый Б. Ф. Скиннер. Предложенное им определение оперантного научения и оперантного условного рефлекса сейчас наиболее употребимы при характеристике инструментальной формы научения. Может быть не очень систематично, но популярно и талантливо оперантные методы научения и дрессировки изложены в работах К. Прайор.
В противовес методике И. П. Павлова Скиннер разработал методику свободного оперантного поведения, при которой животному позволяют совершать различные действия и нужные подкрепляют. Чаще всего для таких опытов выбирали крыс и голубей, хотя использовались и другие животные. Знаменитый «ящик Скиннера» с одной из сторон имеет педаль (рычаг), который соединен с кормушкой. Снаружи за стенкой расположен сложный механизм. После каждого нажатия на педаль в кормушку падает гранула корма. Как только крысу сажали в ящик, она начинала активно исследовать его — обнюхивать и карабкаться на стенки. При этом случайно нажимала на педаль, после чего в кормушку падал корм. Обычно животное этого не замечало, но, найдя пищу, съедало ее. Продолжая обследовать ящик, крыса вновь случайно нажимала на педаль… Постепенно она обнаруживает зависимость между этим действием и результатом. Как только временная связь стала для нее понятной, она начинала нажимать на педаль, когда хотела есть. Характерно, что вначале крыса нажимала на рычаг лишь изредка, но затем стала это делать все чаще и чаще. После примерно 140 мин опыта число нажатий вдруг значительно возросло.
Совсем не обязательно ждать от животного случайного нажатия на рычаг. Это действие можно спровоцировать (инициировать) различными способами. Например, при обучении голубя клевать к педали можно приклеить зернышко. Если говорить о наработке форм поведения связанных с пищевой потребностью, то рекомендуется понизить массу тела животного до 80% (!) от первоначальной, т. е. вызвать у животного сильную пищевую потребность (мотивацию).
Хотя открытие и изучение инструментальных условных рефлексов считается заслугой американской науки, они исследовались и в школе И. П. Павлова (например, А. Г. Ивановым-Смоленским, Г. Зеленым). Известный польский ученый Ю. М. Конорски, который был учеником Павлова, считается одним из создателей теории об инструментальных условных рефлексах, которые он называл условными рефлексами второго типа. Однако еще раньше описал эту форму научения талантливый цирковой дрессировщик В. Л. Дуров.
Обстоятельства и ситуации, в которые попадают животные, вынуждают их проявлять разные формы поведения, приспосабливаясь или активно сопротивляясь. Ученые назвали такое поведение оперантным (от лат. operatio — «действие»). Действия животных приводят к определенным последствиям или результатам, от которых зависит, будут ли они повторять эти действия или нет. Другими словами, инструментальные условные рефлексы строятся на основе активной целенаправленной деятельности животного. Последовательность событий и результат в данном случае зависят не только от внешней сигнализации, но и от поведения самого животного. Таким образом, первое отличие инструментального условного рефлекса от классического заключается в активной, целенаправленной деятельности обучающегося животного. Второе отличие в том, что инструментальный рефлекс не воспроизводит лежащую в его основе безусловную реакцию, в то время как классический частично или полностью воспроизводит ее.
При образовании инструментальных условных рефлексов основную роль играет внутрення активность животного — его потребность и мотивация. Иначе говоря, в основе поведения лежит не внешняя сигнализация, а внутренняя потребность животного. Считается, что выбор животным реакции определяется не вызывающим ее раздражителем, а установлением временной последовательности между реакцией, выполняемой в данной ситуации, и подкрепляющим раздражителем. При классических условных рефлексах связь устанавливается между стимулами и результатом, а при инструментальном научении она возникает между реакцией и результатом. Таким образом, действие животного приобретает сигнальную функцию по отношению к результату (подкреплению).
Эффективность научения с использованием инструментальных условных рефлексов заключается не только в том, что животное само стремится совершить какое-либо действие, но и в том, что подкрепление — это не просто событие, связанное временной последовательностью с каким-либо сигналом, а всегда удовлетворение доминирующей потребности. Поэтому оно и становится биологически важным, а действия, приводящие к нему, — биологически целесообразными.
Несмотря на кажущееся сходство инструментальных условных рефлексов и двигательных классических, специальными исследованиями было доказано существование различий между ними. В одном из них собака должна была до тех пор реагировать на первый раздражитель, пока ей не предъявляли второй, за которым следовало пищевое подкрепление. Оказалось, что первый раздражитель вызывал инструментальную реакцию, не сопровождающуюся выделением слюны, тогда как второй вызывал слюноотделение.
Следует отметить, однако, что хотя естественное поведение животных в основном инструментально, в формировании поведенческого акта трудно различить роль и участие того или иного вида условного рефлекса.
1. Создание состояния выраженной потребности у животного.
2. Первичная инициация нужного поведения (поведенческого акта) одним из способов дрессировки. При этом избегают способа болевого воздействия (оборонительного поведения), предпочитая те, что основаны на отборе поведения.
3. Создание условий, при которых животные самостоятельно воспроизводят первично инициированное поведение.
4. Введение стимула, санкционирующего данный поведенческий акт.
5. Использование свойств подкрепления и тренировочного процесса для закрепления поведенческого акта до навыка.
Оперантное научение может быть основано на любой потребности, выбор которой определяется задачами дрессировки и особенностями животного. Например, при отработке навыка подхода к дрессировщику для одной собаки эффективней использовать социальную потребность (потребность в стае), для другой — пищевую, для третьей — потребность в самосохранении или оборонительную.
Инициировать нужное поведение можно любым способом, однако в оперантной дрессировке наиболее употребимы способы отбора поведения, усиления поведенческого акта или его элемента и способ наведения. Важно вовремя прекратить применение вспомогательных способов, добиваясь самостоятельности животного. Ввести команду можно как на втором этапе, так и после отработки необходимого действия. При оперантном научении подкреплению придается особое значение, так как оно определяет скорость и эффективность этого процесса. При этом учитывают знак, величину, режим и время подкрепления. С подкреплением связано несколько «золотых правил» дрессировки.
1. Закрепляется то, что подкрепляется.
2. Отмена положительного подкрепления несет информацию отрицательного подкрепления.
3. Вариабельный режим подкрепления способствует более быстрому закреплению действия и более медленному его угашению.
Многократное повторения действия, связанное с изменением режима подкрепления и сменой мотивации, обеспечивает автоматизацию поведенческого акта до навыка.
В рамках оперантного метода дрессировки в последнее время разработаны оригинальные методики формирования поведения известные как кликер-дрессировка и дрессировка с помощью дисков.
Кликер-дрессировка. Диски
Многие считают, что кликер-дрессировка[1] была изобретена в Центре подготовки водных млекопитающих морской пехоты, но это не совсем так. Еще в Египте объездчики лошадей использовали целевую палку (палку-мишень) и кликер из папируса. А в 1864 г. в штате Вирджиния (США) была предпринята первая попытка использования кликер-дрессировки для подготовки военных собак.
Щелчок как вторичное подкрепление
Есть достаточно много преимуществ в использовании кликера как вторичного (условного) подкрепления в высшей нервной деятельности по сравнению с первичным (натуральным) подкреплением в процессе дрессировки собак. Главное же достоинство кликера в том, что при его воздействии собака немедленно (мгновенно) получает сигнал, что она выполнила правильное действие. При использовании традиционных форм подкрепления часто возникают задержки во времени между действием и предъявлением подкрепления. Например, пока вы произносите какое-нибудь одобрительное слово, ваша собака, совершив правильное действие, успеет совершить неправильное, и получается, что вы хвалите собаку за ошибку.
С другой стороны, при использовании кликера мы отделяем первичное подкрепление от обучения (упражнения, действия). Пищевое подкрепление заставляет собаку сосредоточить внимание на пище, игровое — на игрушке, но не на дрессировщике или изучаемом действии.
Чтобы эффективно использовать кликер-метод, обычно проводят подготовительную тренировку. Некоторые собаки могут пугаться звука щелчка. Чтобы избежать этого, попробуйте сделать следующее:
Поделиться книгой: