НАУЧЕНИЕ В ФОРМЕ КЛАССИЧЕСКИХ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ

НАУЧЕНИЕ В ФОРМЕ КЛАССИЧЕСКИХ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ

Немного истории

Почему условный рефлекс во всех наших книгах о дрессировке? Потому, что только он и ничего другого? Потому, что в научении и поведении он преобладает? Потому, что все можно свести к условному рефлексу? Да нет, конечно. Просто ничего другого мы и не знали. Да и как было узнать, если начиная со школьной программы и кончая всей литературой, которая касалась научения и поведения, нам позволяли знать только условный рефлекс? Поэтому до сих пор выходят книги по дрессировке, где говорят о формировании условных рефлексов и собаку представляют не иначе как машину с кнопочками. Нажал кнопочку «Сидеть» — села, нажал «Лежать» — легла.

Мы странная страна. Мы почему-то считаем, что если раз, то навсегда. Но как говорит известный английский ученый С. Роуз: «Может показаться странным, что знание об окружающем мире устаревает. Но это случается…»

Благодаря художественной литературе многие знают, что с 31 июля по 7 августа 1948 года проходила печально известная сессия ВАСХНИЛ, на которой победил Т. Д. Лысенко и «мичуринское направление» в биологии. Это не было началом геноцида талантливых генетиков и биологов нашей страны, он начался гораздо раньше, сессия подтвердила участие правительства в этом акте. И конечно И.В. Мичурин никакого отношения не имел к расстрелу науки, к этому времени он был давно мертв, как и не имел отношения И.П. Павлов к «павловской сессии», которая сделала его учение единственно правильным и верным для Советского Союза.

Но о «павловской сессии» мало кому известно. Она состоялась в 1950 году. А первой ласточкой была статья президента Академии медицинских наук Н.Н. Аничкова, опубликованная в июне 1949 в газете «Медицинский работник», в которой он писал: «… Всем известно, что советская физиология занимает первенствующее положение в мировой наук. Подлинно научная материалистическая физиология создана трудами корифеев отечественной физиологии. Именно поэтому наши враги критикуют, ревизуют, замалчивают, ненавидят его. Не только развивать, но и активно защищать, отстаивать учение Павлова, бороться против всяких попыток его умаления — дело чести советских физиологов и, конечно, в первую очередь — учеников Павлова». И началось…

Объединенная научная сессия АН СССР и АМН СССР 1950 года, была посвящена проблемам физиологического учения И.П. Павлова и получила название «Павловской». На ней было констатировано отставание в развитии учения И.П. Павлова, а такие крупные ученые, как Л.А. Орбели, И.С. Бериташвили, Л.С. Штерн, П.К. Анохин, А.Н. Леонтьев, А.В. Запорожец, А.Р. Лурия, Л.С. Выготский, Н.А. Бернштейн были объявлены врагами павловского учения и преданы анафеме.

Сессия послужила призывом к борьбе и во многих медицинских институтах проходили собрания, которые обычно заканчивались суровым решением для ученого не цитировавшего И.П. Павлова. Спасались только те, кто мог доказать свою преданность учению И.П. Павлова и своевременно покаяться. Тогда приговор мог быть смягчен.

П.К. Анохина, например, обвинили в том, что он пытался «поправить классическое учение Павлова теоретическими измышлениями зарубежных ученых» и утверждал, «что за все 14 лет после Павлова в его школе, исключая работы по интерорецептивным рефлексам академика Быкова, никакого движения вперед и вглубь не было». В результате П.К. Анохин был снят с поста директора института, руководителя кафедры и в течение ряда лет не имел даже лаборатории. Н.А. Бернштейн был объявлен космополитом в физкультуре. Что касается И.С. Бериташвили, то после сессии в 1951 г. на заседании Павловского совета было организовано публичное обсуждение его концепции, на котором было сказано, что И.С. Бериташвили «ушел в болото идеализма», его деятельность наносит вред советской науке и так далее. После чего И.С. Бериташвили сняли с поста директора института.

Таким образом, психология и ее младшая сестра зоопсихология, были отброшены назад и надолго. Первый учебник, который предлагает не только классические условные рефлексы, вышел в 1989 году (Н.Н. Данилова, А.Л. Крылова «Физиология высшей нервной деятельности», М., МГУ, 1989), а в 1991 году — второй (А.С. Батуев «Высшая нервная деятельность», М., Высшая школа, 1991). В это же время выходит и первая книга о дрессировке, предлагающая иной, не условно рефлекторный, подход к дрессировке («О чем лают собаки», М., Патриот, 1991).

Все сказанное совсем не означает, что классический условный рефлекс не верен, это не так, просто он не исчерпывает всей проблемы. На современном этапе развития психологии (Ж. Годфруа, 1992) «можно выделить три категории научения, различающиеся по степени участия в них организма как целого. Речь идет 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 информируются новые следы памяти. К таким типам научения относятся следующие (перечислены в порядке усложнения): привыкание и сенсибилизация, импринтинг и условные рефлексы.

Оперантное поведение — этой 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 относятся формы поведения, обусловленные когнитивным научением. Здесь уже речь 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 такому типу научения можно отнести латентное научение, выработку психомоторных навыков, инсайт и в особенности научение путем рассуждений».

Таким образом по современным понятиям, классический условный рефлекс относится к элементарным формам научения. И в этом нет ничего для него оскорбительного. В своих исследованиях И.П. Павлов применил так называемый метод редукционизма — разложение сложного на его элементарные части и изучение основных закономерностей этого элементарного. И это ему удалось, никто не умаляет гениальности И.П. Павлова. Проблемы начались тогда, когда последователи начали из свойств и закономерностей элементарного выводить свойства целого. А как известно свойства целого не сводимы к свойствам его составляющих, хотя и определяются ими. Попробуйте по виду шестеренки определить свойства механизма к которому она принадлежит или по особенностям микросхемы рассказать о возможностях электронного устройства, откуда она выковорена. И, наконец, головной мозг это совсем не нейрон из множества которых, однако, он состоит.

В современной мировой науке существует множество научных школ, имеющих различные, порой взаимоисключающие подходы к изучению поведения. Кто из них более, а кто менее прав покажет время, но все они вносят равнозначный вклад в общую картину под названием «Поведение» и имеют право на существование.

Что касается современного состояния классического условнорефлекторного подхода к изучению поведения, то в заключение мне хотелось бы еще раз процитировать С. Роуза, книга которого «Устройство памяти» была недавно издана в России: «Во время моего последнего приезда в получивший свое прежнее название Санкт-Петербург я посетил институт, который теперь носит имя Павлова, и видел его превращенную в музей лабораторию. К немалому своему удивлению я обнаружил по соседству точно такую же действующую лабораторию, где до последних деталей воспроизводятся опыты Павлова с той лишь разницей, что кормление животных и регистрация слюноотделения производятся теперь с помощью компьютерных программ. Увы, это не демонстрационное воспроизведение классических экспериментов; это пример закамуфлированного под науку идолопоклонства».

Особенности классического условного рефлекса

Смысл классического условнорефлекторного научения заключается в том, что через определенные интервалы времени после условного раздражителя предъявляется какой-либо безусловный (подкрепляющий) раздражитель. Подкрепляющий раздражитель (подкрепление) следует за условным сигналом независимо от того, будет ли осуществляться видимая ответная реакция организма или нет. При достаточно многократных повторениях условного и безусловного раздражителей, изолированное действие условного стимула начнет вызывать условную реакцию, которая полностью или частично имитирует безусловную реакцию на подкрепляющий раздражитель.

По мнению А.С. Батуева, «благодаря этим условным рефлексам обеспечивается первичная ориентация животного по признакам окружающей среды еще с самого начала любого поведенческого акта. С помощью классических условных рефлексов животное адаптируется к внешней среде. Принимая во внимание модулирующее значение физиологических потребностей, в этих случаях животное все же выступает в качестве достаточно пассивного участника событий, не имеющего возможности кардинально изменить их последовательность. Деятельное же, активное начало сведено к достаточно простым безусловнорефлекторным актам».

Выработка классических условных рефлексов подчиняется следующим правилам:

1. Для образования условного рефлекса необходимо совпадение во времени (сочетание) 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 условного раздражителя, как правило, используются воздействия, не имеющие отношения к данной 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 большинства условных рефлексов наиболее эффективно 0,5-секундное опережение условным раздражителем безусловного.

3. Условный раздражитель должен быть физиологически более слабым по сравнению с безусловным. 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 не происходит вовсе.

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, научение, как правило, не происходит.

Существует несколько классификаций условных рефлексов:

1) по рецепторному признаку:

— экстероцептивные условные рефлексы образуются на раздражения внешней среды;

— интероцептивные условные рефлексы образуются на раздражения из внутренней среды организма. Такие рефлексы образуются более медленно по сравнению с экстероцептивными;

— проприоцептивные условные рефлексы образуются при сочетании раздражения мышц и сухожилий с безусловным рефлексом;

2) по эффекторному признаку:

— вегетативные условные рефлексы образуются на базе всех без исключения обменных процессов, протекающих в организме;

— сомато-двигательные условные рефлексы образуются на базе безусловнорефлекторных двигательных реакций. Простые двигательно-оборонительные рефлексы образуются очень быстро;

3) в зависимости от соотношения во времени действия условного и безусловного раздражителей:

— наличные условные рефлексы, образующиеся при совпадении во времени условного раздражителя и подкрепления. К наличным относят совпадающие условные рефлексы, когда подкрепление почти сразу же (не позднее 1—2 сек) присоединяется к действию условного раздражителя. Оставленные условные рефлексы при образовании которых подкрепление присоединяется к условному раздражителю спустя 5—30 сек. Запаздывающие рефлексы, когда подкрепление предъявляется после длительного изолированного действия условного раздражителя;

— следовые условные рефлексы, при образовании которых условный раздражитель и подкрепление отделены друг от друга определенными интервалами времени, то есть 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 минут;

4) в зависимости от структуры условного сигнала:

— условные рефлексы на простые раздражители;

— рефлексы на одновременные комплексные раздражители, состоящие из нескольких компонентов, действующих одновременно;

— рефлексы на последовательные 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. Сначала условнорефлекторная реакция возникает не только на сложный раздражитель, но и на его отдельно взятые компоненты при их изолированном применении. По мере упрочнения условного рефлекса, его компоненты постепенно утрачивают сигнальное значение изолированного применения и сливаются в единое целое;

5) в зависимости от особенностей подкрепления:

— условные рефлексы первого порядка, образующиеся на базе безусловных рефлексов, то есть при безусловнорефлекторном подкреплении;

— условные рефлексы высшего порядка, образующиеся 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 сек (если эта пауза будет меньше, то вместо условного рефлекса второго порядка, 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, при выработке которых подкреплением является не безусловное раздражение, а лишь вид действия другого животного (однако в последнее время выяснилось, что это не так);

— ассоциации, образующиеся при сочетании индифферентных раздражителей, на базе ориентировочных реакций.

Выделяют также условные рефлексы на отношение (вес, размер и т. п.) и на временные интервалы (время). Условные рефлексы «на время» 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, образующийся под влиянием стереотипно повторяющихся изменений и воздействий внешней и внутренней среды организма.

Неизменный, стереотипный порядок следования раздражителей получил название внешнего стереотипа.

Динамический стереотип вырабатывается с трудом, но образовавшись, приобретает инертность и при неизменных условиях существования становится все прочнее и прочнее. Переделка динамического стереотипа возможна, но представляет большую трудность для нервной системы.