Дифференцировочные условные рефлексы

Перестав подкреплять выполнение условной реакции, можно не только «угасить» УР, но и «усовершенствовать» его, т.е. добиться, что условная реакция будет осуществляться точно на данный и только на данный стимул, а близкие по своим физическим свойствам раздражи­тели ее не вызовут. Как известно, в начале формирования УР живот­ное реагирует не только на строго конкретный условный стимул, на­пример звук определенной частоты, но и на сходные с ним звуки, хотя и не полностью ему идентичные, например звуки близких частот (см. рис. 3.2Б). Эта стадия выработки УР называется генерализацией. Далее исследователь продолжает подкреплять (пищей или избавлени­ем от опасности) условную реакцию только на определенный сигнал и не подкрепляет ответов на сходные, и в результате они постепенно угасают. Таким способом животное обучают различать — дифференци­ровать — весьма похожие сигналы.

В основе формирования дифференцировочных УР лежит дифферен­цированное торможение — один из видов внутреннего торможения.

Процедура такого «совершенствования» сигнального значения условных раздражителей была названа И. П. Павловым дифференци-довкой, или выработкой дифференцировочных условных рефлексов (см. также рис. 3.2).

Выработка дифференцировочных УР (разными методами) успешно ис­пользуется для оценки сенсорных способностей (т.е. возможностей органов чувств) животных разных таксономических групп (см., например: Дьюсбери, 1981; Pearce, 1998). Так, выработав у животного УР дифференцирования (раз­личения) двух цветовых стимулов, можно, выравнивая их другие параметры (например, яркость), изучать механизмы восприятия цвета. При этом если животное, в силу особенностей органов чувств, не воспринимает различий между двумя зрительными стимулами (цветами спектра), то выработать у него устойчивую дифференцировку такой пары стимулов невозможно.

Методики выработки дифференцировочных УР весьма многочис­ленны и разнообразны по процедуре эксперимента. Перечислим ос­новные параметры, по которым различаются такие методики.

1. Порядок предъявления стимулов может быть последовательным или одновременным. При последовательном предъявлении голубь должен научиться клевать кнопку (диск) в ответ на стимул А и воздерживаться от реакции при включении стимула Б (методи­ка go— no go). Выработка дифференцировки, таким образом, состоит в торможении реакции на второй стимул. При одновре­менном предъявлении конкретной пары стимулов животное учится различать (дифференцировать) их абсолютные призна­ки. Например, при дифференцировке стимулов по их конфигу­рации животному одновременно показывают две фигуры — круг и квадрат, и подкрепляют выбор одной из них, например, круга. Это наиболее распространенный вид дифференцировочных УР. Выработка и упрочение такой реакции требует, как правило, многих десятков сочетаний.

2. Животному предлагают сделать выбор стимулов: альтернатив­ный или множественный.

3. Предъявление стимулов может осуществляться в соответствии с двумя режимами: повторение одной пары стимулов до дости­жения критерия и чередование нескольких пар стимулов при систематическом варьировании второстепенных параметров.

Рассмотрим некоторые методы более подробно.

При систематическом варьировании второстепенных параметров стимулов можно оценивать способность животных различать не толь­ко данную конкретную пару раздражителей, но и их «обобщен­ные» (отвлеченные) признаки, совпадающие у многих пар.

Например, животных можно обучить различать не конкретные круг и квадрат, а любые круги и квадраты независимо от их размера, цве-

6-5198

та, ориентации и т.п. С этой целью в процессе обучения каждый сле­дующий раз им предлагают новую пару стимулов (новые круг и квад­рат). Новая пара отличается от остальных по всем второстепенным признакам стимулов — цвету, форме, размерам, ориентации и т.п., но сходна по их основному параметру — геометрической форме, раз­личения которой и предполагается добиться. В результате такой трени­ровки у животного постепенно происходит обобщение основного при­знака и отвлечение от второстепенных. В приведенном примере обоб­щается признак «круг» (подробнее см. гл. 5).

Данный режим оказался весьма эффективным для выработки диф-ференцировочного УР на обобщенный признак «мерность», когда животное училось выбирать любую объемную (трехмерную) фигуру и не реагировать на плоские (двумерные) фигуры (см. 4.6.3). В таких опытах с собаками, обезьянами и воронами у одной группы животных каж­дого вида вырабатывали УР выбора любой объемной (трехмерной) фигуры, а у второй группы — любой плоской (двумерной). Каждый раз животному предъявляли новую пару стимулов из набора, изобра­женного на рис. 4.15' (всего 30 пар), причем плоская фигура всегда представляла собой фронтальную проекцию объемной.

Может возникнуть предположение, что задача по выработке таких дифференцировок для животных очень сложна, однако с ней справ­ляются не только приматы, но и хищные млекопитающие (Дашев-ский, Детлаф, 1974), а также птицы — врановые (Крушинский и др., 1981) и даже голуби. При этом животным всех указанных видов требо­валось примерно столько же сочетаний, как и при выработке диффе-ренцировки с одной парой стимулов. После такой серии обучения они способны выбирать любую новую объемную (или плоскую) фи­гуру без дополнительной тренировки.

При систематическом варьировании второстепенных призна­ков стимулов можно исследовать не только способность животных к обучению, но и более сложную форму их высшей нервной дея­тельности — способность к обобщению, которая составляет одно из важнейших свойств довербального мышления животных (гл. 5).

Как уже упоминалось, животные с разным уровнем структурно-функциональной организации мозга практически не различаются по способности к простым формам условнорефлекторного обучения. Об­разование отдельных дифференцировочных УР в этом плане не со­ставляет исключения. Однако благодаря использованию дифферен­цировочных УР в качестве элементарных единиц обучения и созда­нию их разнообразных комбинаций было разработано несколько экспериментальных процедур, которые называют «сложными фор­мами обучения», или серийным обучением (serial learning). Появление этих методов было связано со стремлением специалистов все же вы­явить какие-то различия в способностях у животных разных таксоно-

цеских групп с разным уровнем организации мозга (см. 8.1). Наи­более важные из этих методов:

* последовательные переделки сигнального значения дифферен­цировочных стимулов;

» формирование установки на обучение;

» формирование «систем» дифференцировочных УР.