Когнитивные процессы у животных. Исследования Э. Толмена и И. С. Бериташвили.

Психологическую концепцию американского исследователя Эдварда Толмена (1886-1959) иногда называют необихевиоризмом. Она основывается на признании целенаправленности в поведении животного. Толмен выдвинул представление о том, что животное учится выявлять, «что ведет к чему», причем то, что оно усваивает, может и не обнаруживаться внешне, в виде какой-либо деятельности («реакции»), но хранится в памяти в форме представлений или образов. На основе экспериментов по обучению крыс в разных типах лабиринтов Толмен пришел к выводу, что схема Дж. Уотсона «стимул-реакция» недостаточна для описания поведения, поскольку при этом оно сводится к совокупности элементарных ответов на стимулы и как таковое теряет свое своеобразие. Для объяснения получаемых результатов он выдвинул представление о том, что, находясь в лабиринте, животное обучается выявлять смысловые связи между элементами среды (стимулами). Так, в разных типах экспериментов по обучению крыс он показал, что животные усваивают информацию об общих характеристиках экспериментальной камеры или лабиринта, хотя сначала это никак не сказывается на поведении. С точки зрения Толмена, в процессе обучения животное приобретает знания (cognition) обо всех деталях ситуации, сохраняет их в форме внутренних представлений (infernal or mental representations) и может использовать в «нужные» моменты. У животного формируется некая «когнитивная карта», или «мысленный план», всех характеристик лабиринта, а затем по нему оно строит свое поведение. «Мысленный план» может создаваться и в отсутствие подкрепления (латентное обучение; см. 3.4.2). Придерживаясь в целом бихевиористской схемы «стимул-реакция» для объяснения своих данных, Толмен ввел представление о так называемых промежуточных переменных, т.е. внутренних процессах, которые «вклиниваются» между стимулом и ответной реакцией, определяя характер ее течения. К промежуточным переменным он относил, в частности, мотивацию и формирование мысленных (внутренних) представлений. Сами эти процессы, по его мнению, могут быть исследованы строго объективно — по их функциональному проявлению в поведении. Предположение Толмена о существовании у животных некоего «процесса представления» согласовывалось с данными, ранее полученными американским психологом У. Хантером (Hunter, 1913). Для исследования такой способности он предложил метод отсроченных реакций, который позволял оценить, в какой степени животное способно реагировать на воспоминание о стимуле в отсутствие этого реального стимула (см. 3. 4.1). Представления Э. Толмена лежат в основе практически всех современных исследований когнитивных процессов у животных. Основные результаты его работ были изложены в монографии «Целенаправленное поведение животных и человека» (1932). Д. Мак-Фарленд (1988) пишет, что Толмен во многом опередил свое время и что его можно считать отцом современного когнитивного подхода к изучению поведения животных. Это особенно ясно из обзора работ, в которых проводится анализ формирования пространственных представлений у животных (O'Keefe, Nadel, 1978; Nadel, 1995; см. 3.4.3). В отечественной физиологии сходные представления развивал Иван Соломонович Бериташвили (или Беритов, 1884—1974), создатель Института физиологии Грузинской АН и известной грузинской нейрофизиологической школы. Еще в конце 20-х годов XX в. Бериташвили начал оригинальные экспериментальные исследования способности животных к отсроченным реакциям. На их основе была создана гипотеза о «психонервных образах», согласно которой поведение собаки, поставленной в ситуацию решения задачи, определяется не действующими в данный момент стимулами, а мысленными представлениями о них, или их образами. Исследования и взгляды И. С. Бериташвили (1974), как и Э. Толмена, во многом опередили время, хотя его эксперименты были больше похожи на наблюдения, а результаты не всегда могли быть обработаны количественными методами. Труды школы И. С. Бериташвили, наравне с работами Э. Толмена, стоят у истоков современных исследований когнитивных процессов у животных. Ученики Бериташвили (А. Н. Бакурадзе, Т. А. Натишвили и др.) исследуют нейрофизиологические механизмы отсроченных реакций у животных и закономерности пространственной памяти (Натишвили, 1987). В них подтверждается егогипотеза о существовании у животных «психонервного процесса представления».

Продолжение и развитие положения И. С. Бериташвили получили в уникальных исследованиях Я. К. Бадридзе (1987). Он проанализировал онтогенез пищевого поведения волка — весьма трудного для экспериментальной работы животного. Длительные и подробные наблюдения за становлением рассудочной деятельности этого животного проводились как в условиях полусвободного содержания, так и в природе. В настоящее время исследования Бадридзе связаны с разработкой проблемы реинтродукции редких и исчезающих видов млекопитающих в Грузии. Одно из необходимых условий решения таких задач автор видит в точном знании поведения животных в естественных условиях и, в частности их реакций на человека и элементы антропогенной среды, которые, по его данным, осуществляются с участием различных форм элементарного мышления

Или Соколова Е Е Когнитивный необихевиоризм Э. Толмена. Понятие «промежуточные переменные»

В экспериментах с крысами, бегающими по лабиринтам в по­исках пищи или выхода из них, Э.Толмен обнаружил, что их по­ведение никак не может быть объяснено примитивной связью сти­мула и реакции на основе принципа обусловливания. В одном из этих экспериментов крыса должна была найти пищу, которая помещалась экспериментатором всегда в одном и том же «тупике» лабиринта. Рано или поздно крыса выучивала путь в лабиринте к пище, что, согласно Дж.Уотсону, происходило путем проб и ошибок, т.е. исключительно механическим путем. После этого Э.Толмен внезапно изменил путь к пище, закрыв проходы, по которым крыса добегала до корма, и открыв ходы, которые рань­ше были, напротив, закрыты. Как вела бы себя крыса, если бы прав был Дж. Уотсон? Крыса должна была приобрести новую при­вычку (с помощью опять-таки проб и ошибок) проходить лаби­ринт другим путем. Но поведение крысы в этой новой для нее ситуации было таково, что Э.Толмен предположил наличие у крысы некого плана, «когнитивной карты» лабиринта, которая, очевидно, сформировалась при прежних пробежках крысы по этому лабиринту. Крыса сначала двинулась в старом направлении, обна­ружила, что ход закрыт, сделала еще пару пробующих исследова­тельских движений в определенной зоне лабиринта — и вдруг без нового специального обучения путем проб и ошибок выбрала со­вершенно правильный и новый для нее путь к пище.

Э.Толмен предположил, что в связь «стимул — реакция» вме­шиваются «промежуточные» переменные, которые опосредству­ют влияние стимула на реакцию. В данном случае этой перемен­ной выступила «когнитивная (от англ. cognition — познание) кар­та». Таким образом, нельзя было обойтись при объяснении пове­дения без психологических понятий, которые, казалось бы, на­всегда были изгнаны из бихевиоризма как ненаучные: ведь когда Э.Толмен говорил о «когнитивной карте», речь шла фактически о категории образа (в данном случае образа лабиринта). С данных экспериментов началось превращение бихевиоризма в необихевиоризм, в котором схема «стимул — реакция» превратилась в более усложненную схему: «стимул — какая-либо промежуточная пере­менная — реакция».
Помимо когнитивной карты в качестве промежуточных пере­менных в необихевиоризме были названы цель и потребность, причем предполагалось также сугубо объективное исследование этих реалий (без привлечения каких-либо интроспективных про­цедур). Так, например, то, что поведение крысы определяется не­кой целью, можно обнаружить с помощью измерения скорости ее пробежки по лабиринту — она больше, чем ближе крыса к пище, которую до этого она не раз находила в этом месте. Или, скажем, в ряде экспериментов над высшими животными (обезьянами) было обнаружено, что, если показать животному банан и убрать его в ящик, а потом, выпустив обезьяну из клетки, дать ей возможность открыть этот ящик, в котором банана уже нет (его незаметно для обезьяны убирают), обезьяна еще долго будет искать, где же банан. Значит, ее поведение опосредствует некая цель (как желаемый ре­зультат действий, который обезьяна явно планирует достичь)¹.

Наконец, силу потребности можно также объективно изме­рить, например, величиной силы тока, который пропускают по решетке, перегораживающей лабиринт. Если крыса при немалой силе тока все еще пытается протиснуться через эту решетку для встречи с крысой противоположного пола или пищей, значит, ее потребность (сексуальная или пищевая соответственно) достаточно велика. В противном случае (когда крыса перестает совершать по­добные попытки) сила ее потребности мала.
Надо отметить, что возвращение в психологию изгнанных из нее категорий произошло в необихевиоризме не без влияния не­которых психологических концепций, возникших одновременно с бихевиоризмом в Европе, в частности гештальтпсихологии, к рассмотрению которой мы перейдем в § 7 данной главы. Однако прежде завершим разговор о бихевиорально ориентированной психологии указанием на дальнейшее развитие ее идей. Некото­рые позже возникшие концепции ближе по своим методологи­ческим основам к классическому бихевиоризму Дж. Уотсона, дру­гие — к необихевиоризму в варианте Э. Ч.Толмена. К первым отно­сится «оперантный бихевиоризм» Б.Ф.Скиннера, ко вторым — «социальный бихевиоризм» А. Бандуры, получивший широкое распространение в социально-психологических исследованиях. Несмотря на то что бихевиоризм уже не столь влиятелен в совре­менной психологии, его идеи в той или иной форме присутствуют во многих общепсихологических и социально-психологических раз­работках, а также в работах по педагогической психологии.

Или

Монизм снизу (механицизм). Основной идеей механицистов является признание абсолютной пассивности мира, полной предопределённости жизни и деятельности живых существ «физико-химическими свойствами их организации», их автоматизации. Механицистами был сформулирован принцип детерминизма (стимул – реакция). Фактически, эти исследователи (Ж. Леб, Ваде) мерят человека и животных мерой одноклеточных организмов. Эта идея нашла своё выражение в рефлексологии и бихевиоризме.

1.
Согласно механистическому направлению, психика животных и человека является абсолютно идентичной, и всё, что свойственно животному в плане психической организации, можно обнаружить и у человека. Таким образом, весь живой мир превращается в мир автоматический (мир машин). Впервые данный подход был озвучен в работе Жака Леба.Ж.Леб – автор теории тропизмов. Тропизмы – это генетические фиксированные механизмы пространственной ориентации двигательной активности животных и растений в сторону благоприятных либо от неблагоприятных условий среды. Согласно гипотезе Ж.Леба, активность любого живого организма направляется физическими и химическими факторми среды: силой тяготения, теплотой, солнечным светом. Эту гипотезу Леб распространял и на человека. Леб отрицал наличие в человеческом организме нервных центров и их влияние на поведение человека. Механистический подход до сегодняшнего дня прослеживается в рефлексологии и бихевиоризме.

1.
Представители рефлексологии – И.П.Павлов (автор метода выработки классических условных рефлексов, а такжее теории о типе ВНД), Эдвард Торндайк (параллельно с Павловым разрабатывал инструментальные условные рефлексы, а также первым предложил экспериментальный метод изучения скорости научения у животных – проблемную клетку).

Основатель бихевиоризма – Джон Уотсон. Согласно положениям классического бехевиоризма, поведение животных и человека объясняется схемой «стимул-реакция». Это означает, что активность животных обсловлена действующими на них внешними факторами.

2.
Анализируя поведение человека, не следует обращать внимание на внутренние психические процессы, которые не поддаются наблюдению. Следовательно, и животных, и человека можно научить чему угодно (любое поведение контролируется внешними факторами). Бихевиористы разработали высокоточные приёмы количественного анализа поведения животных. Берхаус Фредерик Скиннер – автор эксперимента по типу проблемного ящика, в котором Скиннер изучал оперантное научение, а именно научение путём последовательного поощрения или наказания. Таким образом экспериментатор добивался выполнения всех необходимых ему действий. Все выявленные закономерности, характерные для психики животных, Скиннер переносил на поведение человека. При этом он заявлял, что у человека отсутствует внутренняя мотивация. Скиннер считал, что в основе человеческой речи лежит внешняя мотивация.

3.
Необихевиоризм. Его основатель – Эдвард Толмен. В классическую схему «стимул-реакция» он вносит промежуточные переменные, к которым он относил явление внутренней мотивации (относительно человека), а также когнитивные карты или мысленные лабиринты. Когда Толмен наблюдал две группы крыс. Первая группа крыс запускалась в лабиринт, в котором не было пищевого подкрепления, но при этом животные имели возможность познакомиться со структурой лабиринта. Вторую группу крыс запускали в лабиринт с пищевым подкреплением и обращали внимание на скорость нахождения пищевой приманки. В качестве гипотезы выступало предположение о том, что животные, имевшие возможность предварительно познакомиться с пространством лабиринта, смогут быстрее обнаружить пищевое подкрепление всвязи с тем, что у них сформировалась когнитивная карта данного пространства. Гипотеза подтвердилась. Впоследствии эта форма поведения была обозначена как латентное научение – научение в отсутствие явного подкрепления.

Вместе рефлексология и бихевиоризм в психологии получили название атамистического подхода. Это связано с тем, что их представители пытались выделить атомы (элементарные части) в поведении животных и человека. Эти направления считаются механистическими, т.к. отождествляют психику животных и человека, перенося полученные сведения о психике животных на человеческую психику.

Бихевиоризм Э. Ч. Толмена. Основные положения учения Эдварда Чейса Толмена представлены в его работе “Целенаправленное поведение животных и человека” (1932г.). Данная научная концепция получила название целенаправленный бихевиоризм. По мнению Толмена, схема Торндайка - Уотсона S-R является наивной и недостаточной для описания поведения живых существ. При использовании данной схемы поведение как таковое теряет своеобразие, становится “раздробленным”, “молекулярным” (термин Толмена). Сам Толмен предложил свое понимание поведения, которое он считал молярным или связанным процессом.

Единицей поведения, по Толмену, являлся целенаправленный акт. Каждый такой акт строится из мускульных движений, организованных вокруг цели и направляемых когнитивными элементами. Что же представляют собой эти “когнитивные элементы”? на основании многочисленных экспериментов Толмен предположил наличие внутренних когнитивных процессов, которые “вклиниваются” между классическими S и R и детерминируют поведение. Формула S-R таким образом, превратилась в формулу S-О-R, где О – организм.

Важное место в научной системе Толмена заняла его концепция научения. Толмен отвергает законы Торндайка, утверждая, что поощрение слабо влияет на научение. Взамен Толмен предлагает когнитивную теорию научения. Он предполагает, что организм учится устанавливать смысловые связи между ситуациями (стимулами) и реакциями. Таким путем организм (животное или человек) познает окружающий мир. Результатом научения оказываются смысловые связи, которые сам Толмен называл “гештальт-знаками”; они вырабатываются в результате многократного повторения какого-либо действия в определенной ситуации. В результате научения организм вырабатывает целую сеть гештальт-знаков по всем точкам (ситуациям) выбора. Толмен называл такую сеть когнитивной картой. В известном смысле, крыса обретает всеобъемлющее знание своего лабиринта или иной окружающей среды.

Другие эксперименты Толмена показали наличие латентного научения - то есть такого научения, которое нельзя наблюдать, когда оно фактически происходит, но которое сказывается на последующем поведении.

Или

Толмен – любитель крыс. Это он говорил (если я не ошибаюсь), что крысы идеальные испытуемые, ибо они не напиваются на вечер перед экспериментом. Считал, что крысы могут объяснить все самое важное в психологии, а теории, полученные в ходе изучения крыс, применял в психотерапевтической практике. В отличие от Уотсона и Скиннера, которых он беспредельно уважал и беспредельно критиковал, Толмен не берет в качестве единицы изучения S-R. Мало того, он убедительно доказывает, что поведение одними S-R не описать, это ненужное упрощение, из-за чего его бихевиоризм называют «молярным». На своих крысах он доказал, что кроме выработки реакций, у них образуется некоторый ментальный конструкт как результат собственной активности. Он называет его «когнитивной картой». Доказывает он это на простом эксперименте. Берем крысу. Сажаем ее в небольшой кружочек, из которого много-много коридоров. Один из них ведет к Еде, но немного в обход. Она его выучивает. Затем мы закрываем этот коридор, но открываем другой, который ведет к еде напрямую. Потыкавшись в старый проход, она сразу выбирает правильный, то есть тот, который ведет к Еде напрямую. Не тыкается рандомно во все коридоры, а именно в нужный. Почему? Толмен объясняет это тем, что крыса не просто выучила, какой коридор правильный, а составила нечто вроде карты лабиринта. Это опровергает механизм S-R, который так любили до этого бихевиористы. С помощью этих «когнитивных карт» он пытался объяснить чуть ли не всю психику. Например, наш опыт, мировоззрение, он тоже называл когнитивными картами. А когда с человеком происходит что-то не то, это значит, что его когнитивная карта не оправдала себя, и он возвращается к предыдущей. Это, по Толмену, объясняет инфантильность в поведении у некоторых ебанутых дам.

Следующая его находка – латентное (скрытое) научение. И опять все началось с экспериментов на крысах. Делим на три группы. Суем их в лабиринт (см. картинку – примерно такой, но посложнее). В первой группе (I) крысы не подкрепляются, когда проходят лабиринт до конца. Во второй (II) – подкрепляются, в третьей (III) подкрепляются, но только после 11ого дня. Как только их (III) начинают подкреплять, они внезапно показывают результаты не хуже (и даже лучше), чем вторая группа (II).

Это говорит о том, что классическое обуславливание здесь не работает, что крыска и так научается, без ваших подкреплений, т.е. научение носит активный характер.