Инструментальные условные рефлексы (или обучение методом проб и ошибок)

Между классическими и инструментальными условными рефлексами существуют определенные различия. При классических временная связь между условным сигналом и безусловной реакцией возникает непроизвольно при действии безусловного раздражителя – подкрепления. При инструментальных условных рефлексах подкрепление, например подкормка, выдается только после того, как животное совершает определенное действие, не имеющее прямой связи с безусловным раздражителем. При образовании инструментальных УР условно-рефлекторная реакция не является копией безусловно-рефлекторной, возникающей в результате действия подкрепляющего раздражителя. Например, на одном и том же пищевом подкреплении могут быть выработаны разные инструментальные условные рефлексы. Так, в ответ на действие определенного стимула собака может нажимать лапой на педаль, открывать дверцу, ведущую в другое отделение камеры, прыгать на полку или брать в зубы пустую миску. К инструментальным УР относится также обучение подопытного животного находить путь к пище или избегать неприятных стимулов в лабиринте. Инструментальным УР является и реакция избегания– навык переходить в тот отсек экспериментальной камеры, где отсутствует болевое подкрепление. По сути дела вся дрессировка представляет собой выработку инструментальных условных рефлексов, иногда весьма сложных и многоступенчатых.

Начало исследований инструментальных УР связано с именем Э. Торндайка. Как уже говорилось, этим ученым была создана методика, получившая название метода «проблемных ящиков». Она заключалась в том, что посаженное в ящик животное должно было найти выход из него, открыв дверцу. Сначала животное совершало много разных действий – проб, допуская при этом много ошибок, пока ему не удавалось случайно нажать на задвижку, запирающую дверь ящика. При последующих пробах оно находило выход все быстрее и быстрее. Такое обучение Торндайк и назвал «методом проб и ошибок». В дальнейшем обучение животного подобным действиям получило название инструментальных, или оперантных условных рефлексов. Дальнейшее развитие метод инструментальных условных рефлексов получил в работах Б.Скиннера, а затем он стал основным в исследованиях бихевиористов при анализе связей «стимул-реакция». Интересно отметить, что бихевиористы считали, что инструментальные условные рефлексы настолько отличны от классических, что результаты их образования не стоит даже и сравнивать. Предполагалось, что инструментальные рефлексы являются реакциями более высокого ранга, чем классические, и потому их можно использовать в качестве критерия уровня развития высшей нервной деятельности. Однако дальнейшие исследования не подтвердили данное предположение и показали, что эти рефлексы в ряду беспозвоночных могут быть выработаны, начиная уже с кольчатых червей, а у позвоночных – с костистых рыб.

Скиннер считал, что любое поведение, относящееся к категории «оперантное», можно эффективно модифицировать, если при его выполнении давать животному подкрепление. Например, крысу можно обучить нажимать на рычаг, если сначала сопровождать подкреплением любые ее действия в той части камеры, где она находится. Постепенно крыса обучается держаться вблизи рычага, и тогда, подкрепление дают только, если она касается рычага мордой или лапой. Для облегчения этого пищу иногда кладут непосредственно на рычаг. Через некоторое время подкрепление животному дается только после выполнения четких движений – нажатий лапой на рычаг.

Такое постепенное видоизменение поведения животного в результате вмешательства экспериментатора называется методом последовательного приближения или формированием поведения. Именно такой подход Скиннер предложил как эффективный способ анализа поведения. Если для выработки классических условных рефлексов необходимы сочетания условных сигналов и подкрепления, то при методике свободного оперантного поведения, предложенной Скиннером, экспериментатор сопровождает подкреплением выполнение животным только определенного, намеченного им действия.

С помощью метода «последовательного приближения» у животных удается сформировать самые разнообразные, сложные и иногда неожиданные навыки. Данный метод успешно используется при практической дрессировке животных. В последние годы все более широкое распространение получает так называемая кликерная дрессировка. В этом случае в процессе обучения животное сначала приучают к определенному сигналу, подаваемому специальным свистком " кликером", который означает: " сейчас получишь лакомство". Этот сигнал подается при малейшем правильном движении животного в направлении нужного действия. Настоящее подкрепление дается животному в конце, после завершения им действия.

Примером успешного использования этого метода в формировании поведения дельфинов в океанариуме, является работа знаменитой американской дрессировщицы дельфинов и психолога К. Прайор. Разные способы подобной дрессировки животных разных видов подробно описаны в ее книге " Не рычите на собаку" (1995).

Образование инструментальных условных рефлексов по механизму «последовательного приближения» играет важную роль в организации поведения животных не только в эксперименте, но и в естественных условиях.