Изучение способности животных к экстраполяции направления движения пищевого раздражителя.

Под экстраполяцией понимают способность животного выносить функцию, известную на отрезке, за ее пределы. Экстраполяцию направления движения животными в природных условиях удается наблюдать достаточно часто. Прекрасный пример описан известнейшим американским зоологом и писателем Э.Сетон-Томпсоном в рассказе " Серебряное Пятнышко". Однажды самец вороны Серебряное Пятнышко уронил добытую им корку хлеба в ручей. Ее подхватило течение и унесло в кирпичную трубу. Сначала птица долго всматривалась вглубь трубы, куда исчезла корка, а затем уверенно полетела к ее противоположному концу и дождалась, пока корка не выплыла оттуда наружу.

Типичным случаем использования животными способности к экстраполяции направления движения может служить поведение городских собак при переходе оживленных магистралей. Сначала собака останавливается на обочине и смотрит в сторону движения транспорта, затем, оценив расстояние до машины и ее скорость, она перебегает через дорогу в нужном темпе. Совершенно аналогично ведем себя в данной ситуации и мы. Многие же собаки предпочитают переходить улицу по пешеходным переходам со светофором.

Наблюдения за поведением животных в естественных условиях привели Л.В. Крушинского к заключению, что способность к экстраполяции направления движения раздражителя может рассматриваться как одно из элементарных, но в то же время типичных проявлений рассудочной деятельности животных. На мысль о возможности экспериментального воспроизводства ситуации его навело наблюдение за поведением его охотничьей собаки. Во время охоты в поле пойнтер обнаружил молодого тетерева и стал его преследовать. Вскоре птица скрылась в густых кустах. Собака не стала продолжать ее преследование, а обежала кусты и встала в " стойку" точно напротив того места, откуда должен была появиться двигавшийся прямолинейно тетерев. Поведение собаки в данной ситуации оказалось наиболее целесообразным – преследование тетерева в чаще кустов было совершенно бессмысленно. Вместо этого, уловив направление движения птицы, собака перехватила ее там, где она меньше всего ожидала. Крушинский прокомментировал поведение собаки следующим образом: " это был случай, который вполне подходил под определение разумного акта поведения".

Для изучения способности животных разных видов к экстраполяции направления движения пищевого раздражителя Л.В. Крушинский предложил несколько разнообразных методик, однако в дальнейшем они использовались мало и практически не вышли за стены лаборатории Физиологии и генетики поведения Биологического факультета МГУ. Любознательный читатель может ознакомиться с ними в книге Л.В.Крушинского " Биологические основы рассудочной деятельности" (М.1986).

Наиболее удачной и получившей широкое распространение оказалась методика " ширма".

6.2.2.2.1. Тест на способность к экстраполяции. Опыт с ширмой.

В этом эксперименте животное получало пищу через щель в середине непрозрачной ширмы из одной из двух стоящих рядом кормушек. Вскоре после того, как оно начало есть, кормушки разъезжались симметрично в разные стороны, и, пройдя небольшой отрезок пути на виду у животного, скрывались за непрозрачными клапанами, так что их дальнейшее перемещение животное уже не видело и могло только представлять его мысленно.

Для решения данной задачи животное должно вынуть голову из щели в ширме и обойти ширму со стороны движения корма. При работе с млекопитающими у противоположного края ширмы ставилась кормушка с таким же количеством корма, закрытая сеткой. Это позволяет уравнять запахи, идущие от приманки с двух сторон ширмы, и тем самым препятствовать отысканию корма с помощь обоняния. Ширина отверстия в ширме регулируется таким образом, чтобы животное могло свободно вставить туда голову, но не пролезало целиком. Размер ширмы и камеры, в которой она находится, зависит от размеров подопытных животных.

Чтобы решить задачу на экстраполяцию направления движения, животное должно представить себе траектории движения обеих кормушек после исчезновения из поля зрения и на основе их сопоставления определить, с какой стороны надо обойти ширму, чтобы получить корм. Направление движения корма в опытах менялось в соответствии с разными схемами. В случае успешного решения простого варианта задачи к ширме добавлялись приставки различной формы, усложняющие траекторию пути движения животного.

Для оценки способности к экстраполяции определенной группы животных наиболее существенны результаты решения задачи при первом ее предъявлении. При этом количество протестированных животных должно быть достаточным для проведения статистической обработки результатов. Важным критерием оценки служит траектория движения животного в процессе поиска корма и время, затраченное на его поиск.

Способность к решению этой задачи проявляется у многих позвоночных, но ее выраженность значительно варьирует у разных видов.

6 .2.2.2.2. Результаты изучения способности к экстраполяции у представителей разных таксономических групп позвоночных.

Как показали исследования Л.В. Крушинского, хищные млекопитающие, дельфины, врановые птицы, черепахи, крысы-пасюки оказались способны к решению задачи на экстраполяцию движения пищевого раздражителя. В то же время рыбы, амфибии, куры, голуби и большинство грызунов обходили ширму чисто случайно. В повторных опытах поведение животного зависит не только от способности, или неспособности к экстраполяции направление движения, но и от того, запомнило ли оно результаты предыдущих решений. Поэтому результаты повторных опытов отражают взаимодействие ряда факторов, и для характеристики способности животных данной группы к экстраполяции их надо учитывать с известными оговорками.

Многократные предъявления позволяют точнее проанализировать поведение в опыте животных тех видов, которые плохо решают задачу на экстраполяцию при ее первом предъявлении. Оказывается, что большинство таких особей ведет себя чисто случайным образом и при повторениях задачи. Так, например, куры или лабораторные крысы, постепенно, после очень большого числа предъявлений (до 150) задачи обучаются обходить ширму с той стороны, в которую скрылся корм.

Напротив, у хорошо экстраполирующих видов результаты повторных применений задачи могут быть несколько ниже, чем результаты первого, например, у лисиц и собак. Причиной такого снижения показателей теста может быть, по-видимому, влияние различных тенденций в поведении, напрямую не связанных со способностью к экстраполяции как таковой. К ним относится склонность к спонтанному чередованию побежек, предпочтение одной из сторон установки, характерное для многих животных, и т.д.

У некоторых животных, например врановых птиц и хищных млекопитающих, после первых успешных решений предъявляемых им задач, начинали появляться ошибки и отказы от решений. У отдельных животных перенапряжение нервной системы при решении трудных задач приводило к развитию неврозов в форме фобий, выражавшихся в развитии боязни обстановки опыта. После некоторого периода отдыха животные начинали работать нормально. Это говорит о том, что рассудочная деятельность требует большого напряжения ЦНС.

Одним из главных достоинств теста на способность к экстраполяции направления движения, является возможность точной количественной оценки результатов его решения. При помощи этого теста была впервые дана широкая сравнительная характеристика развития зачатков мышления у позвоночных всех основных таксономических групп, изучены их морфофизиологические основы, некоторые аспекты формирования в процессе онтогенеза и филогенеза.

В настоящее время эта методика широко используется при изучении разных аспектов рассудочной деятельности и обучения. Ее можно по праву считать столь же классической как " проблемная клетка", " скиннеровская камера" или " выбор по образцу".