Изучение некоторых форм рассудочной деятельности

Выше, при описании ряда экспериментов с дельфинами, неоднократно шла речь об их интеллекте, или рассудочной деятельности, по определению Л. В. Крушинского (1977). В этом разделе мы рассмотрим проблему интеллекта дельфинов.
Прежде всего остановимся на интересных работах К. Прайор. В опытах, проведенных на двух морщинистозубых дельфинах (Steno bredanensis), К. Прайор с соавторами (Pryor et al., 1969) применили для их обучения метод, ранее не использовавшийся на животных. В эксперименте вознаграждались не как обычно, отработанные, ранее сформированные движения дельфина, а только новые, до этого не поощрявшиеся. Поняв суть задачи, дельфины начинали демонстрировать не только движения, свойственные их виду, но изобретали новые, не характерные для морщинистозубых дельфинов.
В проведенном исследовании авторами было показано, что дельфины могут усвоить принцип предложенной им задачи, а не только обучиться еще одной новой реакции. В этом огромное значение проведенной работы.
Г. Бейтсон (Bateson, цит. по: Pryor, 1975), присутствовавший при экспериментах, определил описанное выше поведение у дельфинов как обучение высшего порядка, или «вторичное обучение». К. Лоренц (1981) оценивает результаты экспериментов с другой точки зрения. Он считает, что осмысление животными того факта, что вознаграждаться будет не какое-то определенное движение или система движений, но любое движение, которое никогда прежде не поощрялось, требует совершенно неожиданной для животного степени абстрактного мышления.
К. Прайор полагает, что с помощью этих опытов ей удалось выявить присущее поведению высших животных свойство — оригинальность. Это свойство поведения дельфинов позволяет по-иному подойти к определению существа интеллекта животных.
Первыми исследователями, которые поставили проблему оценки умственных способностей у дельфинов в современной литературе были А. Ф. Мак-Брайд и Д. О. Хебб (McBride, Hebb, 1948). Всесторонне и подробно проанализировав поведение дельфинов в стаде, их игры, сексуальные отношения, ориентировочно-исследовательское поведение, приручение, адаптацию к неволе, авторы пришли к заключению, что с точки зрения эмоционального поведения и действий, обусловленных внешними причинами, дельфины по своему умственному развитию занимают промежуточное положение между собакой и шимпанзе. Хотя авторы и отмечают отсутствие методов, которые могли бы всесторонне оценить развитие умственных способностей у дельфинов, они указали путь, который может привести к успеху в изучении этого вопроса. Они полагали, что нельзя использовать условнорефлекторный критерий для суждения об умственных способностях животных: не скорость обучения, а решение логических задач может служить показателем разума у животных.
Тридцать лет спустя сходную точку зрения высказал X. Джерисон (Jerison, 1978). По его мнению, способность к обучению не может служить критерием для изучения интеллекта у животных, поскольку образование условнорефлекторных связей является универсальным приспособлением для всех видов животных. Он предлагает разработать тесты, с помощью которых можно было бы исследовать способность животных к абстракции.
Исследователями высказываются различные мнения о возможности познания и изучения интеллекта у животных. Так, Е. О. Вильсон (Wilson, 1975), Дж. Гарсиа (Garcia, 1978) подчеркивают, что поведение животных, в том числе и интеллект, следует изучать только в рамках специфики экологии каждого вида. Авторы полагают, что вряд ли можно найти такую методику эксперимента, с помощью которой можно было бы сравнивать интеллект животных, принадлежащих к разным видам. У каждого вида животных, по их мнению, существует специфический набор поведенческих реакций, приспособленных к особенностям условий своего существования, необходимых для выживания.
В то же время Л. Герман (Herman, 1980), обсуждая выявленные способности дельфинов и обезьян к оперированию случайными символами, обозначающими предметы и явления окружающей среды, полагает, что мозг этих животных преадаптирован к высокому уровню познавательных возможностей. Потенциальные возможности мозга дельфинов и человекообразных обезьян гораздо выше, чем это необходимо для существования в естественных условиях. На избыточность потенциальных возможностей мозга указывали еще А. Н. Северцов (1922), К. Лешли (Lashley, 1949) и Б. Ренш (Rensch, 1960). К. Лешли подчеркивал, что мозг животных, способных к элементарной абстракции, обладает избыточным резервом нейронов. Л. В. Крушинский (1958), рассматривая развитие рассудочной деятельности животных, полагает, что эта форма высшей нервной деятельности не может быть охарактеризована только как частное приспособление к условиям существования. Рассудочная деятельность, обусловленная сложнейшей нейронной организацией мозга, развилась как общая адаптивная функция — арогенез.
Один из первых экспериментальных подходов к изучению элементарной рассудочной деятельности у животных в сравнительно физиологическом плане был осуществлен Л. В. Крушинским и его сотрудниками (см. обзор: Крушинский, 1977). По определению Л. В. Крушинского, в основе любой, самой сложной формы рассудочной деятельности животного лежит способность улавливать закономерности, связывающие предметы и явления окружающей среды, и возможность оперировать этими закономерностями.
Для оценки уровня развития рассудочной деятельности у дельфинов были выбраны два критерия: способность к решению экстраполяционных задач и оценка некоторых геометрических свойств предметов (оперирование геометрической мерностью фигур).
Изучение способности черноморских афалин экстраполировать направление движения исчезающих за преградой раздражителей при различных условиях их предъявления проводилось в отсеке размерами 8X10, 5 м2, куда была помещена звуко- и светонепроницаемая ширма длиной 6 м, высотой 2 м, на одну треть погруженная в воду, с окном шириной 0, 8 м в середине (Крушинский и др., 1982). Окно и пространство от ширмы до дна отсека были забраны сетью. Слева и справа от ширмы имелись проходы шириной около 2 м, позволявшие дельфину оплывать ширму с любой стороны. При (проведении эксперимента дельфину, находившемуся на стартовой позиции напротив окна ширмы, предъявлялся в окне натуральный (рыба) или другой привлекавший его раздражитель (мяч). После подхода животного к окну по сигналу (всплеску о воду раздражителя) и при попытке охватить приманку последняя на держателе отодвигалась вдоль ширмы и скрывалась из поля зрения животного. Таким образом, животному предлагалось решить задачу отыскания раздражителя: после получения информации о первоначальном направлении движения раздражителя экстраполировать его последующий путь за ширмой и обойти ее с соответствующей стороны. В следующем опыте приманку продвигали в противоположном направлении, а в дальнейшем направление ее перемещения меняли без строгого чередования.
Были проведены 4 серии опытов, различавшихся характером раздражителей и средой, в которой их предъявляли. В экспериментах первой и второй серий приманкой служила рыба. В первой серии ее передвигали за ширмой под водой на глубине 0, 2 м (22 предъявления). Дельфин правильно решил задачу, допустив только две ошибки. Во второй серии рыбу 15 раз предъявляли и продвигали за ширмой над водой на высоте 0, 2 м. Это не отразилось на решении задачи дельфином, допустившим лишь одну ошибку.
В третьей и четвертой сериях опытов, в которых в качестве приманки использовался мяч, передвигавшийся в 8 пробах по поверхности воды и в 10 — на высоте 0, 2 м над поверхностью, дельфин во всех случаях решил задачу правильно.
Таким образом, афалина четко проявила способность к экстраполяции направления скрывавшихся за преградой как натуральных, так и искусственных раздражителей, предъявлявшихся под водой и над водой (что исключало возможность их восприятия за преградой), т. е. показала высокий уровень элементарной рассудочной деятельности при решении простого варианта экстраполяционной задачи.
Более сложный эксперимент, выявляющий способность животных к оперированию мерностью фигур, основан на том, что из двух фигур, предъявленных животному для выбора — объемной и плоской, только объемная фигура обладает свойством вмещаемости. Животные должны понять, что объемная фигура может быть вмещена только в объемную, но не в плоскую фигуру и в этой фигуре она может быть перемещена из одной точки пространства в другую.
Опыты были проведены с двумя молодыми черноморскими афалинами-самками (Крушинский и др., 1972). Игру с мячом они часто предпочитали очередному кормлению, и поэтому в качестве приманки была выбрана их любимая игрушка — мяч.

Рис. 3. Дельфин перед экспериментальной установкой Фото Л.В. Крушинского

В эксперименте, который проводили обычно раз в день или через день, одному из дельфинов предлагалось решить, к какой из двух геометрических фигур (объемной или плоской) следует подплыть, чтобы найти мяч. Экспериментальная установка помещалась над водой. На высоте 1 м от поверхности воды укреплялась горизонтальная штанга, по которой от центра одновременно раздвигались плоская и объемная пара фигур. В центре установки находился непрозрачный подвижной экран, поднимая который, можно было скрыть фигуры от дельфинов. К обеим фигурам прикреплялись педали. Нажимая на них рострумом, дельфин мог повернуть их вокруг подвески на 180° и из объемной фигуры выпадал мяч. Нажатие на педаль (а в некоторых опытах — обливание фигур водой изо рта) служило индикатором выбора дельфином данной фигуры (рис. 3).
Опыт происходил следующим образом. При открытой ширме дельфину демонстрировали пару фигур, и в это время экспериментатор играл с ним мячом, привязанным к леске. Затем поднимали экран, отгораживая от дельфина фигуры, и мячик прятали в объемную фигуру, отстегивая его от лески. Это занимало 30 — 40 с. Экран опускали, и, если дельфин был ориентирован строго по центру бассейна, фигуры раздвигали со скоростью 30 см/с. Дельфин мог подплывать под фигуру и рассматривать ее спереди из воды и с воздуха. При правильном решении задачи дельфин подплывал к объемной фигуре, нажимал рострумом на педаль и получал мяч. В каждом опыте ему предлагали новую пару геометрических фигур. Всего было использовано 16 пар фигур: девять плоскогранных и семь — тела вращения. Фигуры были одного цвета, фронтальные проекции которых всегда совпадали.
Каждая фигура применялась в эксперименте с одним дельфином не более двух раз с промежутками между опытами в 3 — 4 недели в целях исключить обучение на фигуры данной формы.
Так как фигуры предъявлялись не в воде, а над водой, то необходимой предпосылкой решения этой задачи являлась способность дельфинов к зрительному различению геометрических фигур и восприятию глубины пространства.
Уже давно известно, что дельфины успешно обучаются зрительному дифференцированию изображений геометрических фигур как под водой, так и над водой (Kellogg, Race, 1966). Точно рассчитанные прыжки из воды к высоко поднятой над водой цели, способность точно забрасывать предметы, в сетку свидетельствуют о том, что дельфины хорошо воспринимают глубину пространства в воздухе. Поэтому задачу, предложенную нами дельфинам, можно было считать адекватной для их зрительного восприятия.
Результаты опытов с афалинами показали, что оба животных с первого раза правильно решали задачу с геометрической мерностью фигур. Особенно интересны были два первые опыта с одной из самок по кличке Василиса, когда фигуры не имели педалей. После раздвижения фигур в обоях случаях Василиса подходила к объемной фигуре и обливала ее водой — реакция выпрашивания мяча. Поскольку афалина не получала в этих опытах мяч, то в последующих опытах она просто уходила от экспериментальной установки. Впоследствии во всех экспериментах к фигурам стали прикреплять педали.
Суммарные данные опытов, проведенных с двумя афалинами, продемонстрировали явное преобладание правильных решений (из 48 опытов — 37 правильных выборов, р< 0, 001).
Следующие доводы, с нашей точки зрения, исключают возможность объяснения выбора дельфинами объемных фигур в результате обучения. Во-первых, каждый опыт проводился с разными по форме фигурами. Во-вторых, два первые опыта с Василисой, когда фигуры были без педалей, показали, что оба раза она правильно решила задачу, не получая мяча. В-третьих, неправильные решения задачи не были приурочены к началу опытов, как это обычно бывает в опытах по обучению дифференцированию геометрических фигур (Kellogg, Rice, 1966). Ошибки в экспериментах с мерностью фигур равномерно распределялись по всей серии опытов. Появление ошибочных выборов плоской фигуры у обеих афалин совпадало с перевозбуждением животных в связи с разными причинами.
Проведенные эксперименты с афалинами показали, что они способны без предварительного обучения строить программу поведения, в основе которой лежит способность к оперированию мерностью фигур, т.е. они имеют представление об элементарных геометрических свойствах предмета — вмещаемости объемных фигур.

Рис. 4. Индивидуальные кривые накопления правильных ответов А — при решении задачи оперирования эмпирической мерностью фигур афалиной Василисой; Б — во время выработки дифференцирования геометрических фигур у афалины Леди. 1 — правильный ответ; 2 — неправильный ответ. По оси ординат — разность между числом правильных и неправильных ответов; по оси абсцисс — Число (N) предъявлений задачи

Описанную выше задачу предлагали другим животным: обезьянам (Cercopithecidae), собакам, кошкам и морским львам (Zalophus californianus). В результате проведенных опытов (Крушинский и др., 1972; Дашевский, 1972; Крушинский и др., 1976; Крушинская, Дмитриева, 1974) было показано, что только обезьяны и афалины способны к ее решению без специального обучения. В процессе многочисленных предъявлений задачи у собак удалось выработать дифференцирование объемных фигур от плоских. Однако, как показали контрольные эксперименты, даже в результате длительного обучения собаки оказались неспособными к улавливанию (абстракции) свойства вмещаемости объемных фигур, они научились лишь различать объемные и плоские фигуры (Крушинский и др., 1976).
Приведенные исследования дают основание считать, что афалины способны решать элементарные логические задачи, требующие экстраполяции направления движений раздражителей и оперирования эмпирической мерностью фигур. Это свидетельствует о наличии у этих животных способности к абстракции. Следует также отметить, что эксперименты были построены не на традиционном пищевом подкреплении, а на игровом. Результаты опытов подтверждают мнение целого ряда исследователей, что дельфины (афалины) обладают высокоразвитым интеллектом, сопоставимым с таковым у обезьян.

Заключение

Приведенные в настоящей главе данные свидетельствуют о чрезвычайно высоком уровне развития мозга китообразных и весьма пластичных и сложных формах их поведения. Мощная теленцефализация китообразных не может, по-видимому, быть объяснена лишь высокой специализацией этих животных к водному образу жизни и развитой у них способностью к эхолокации, как полагают некоторые исследователи (Кесарев, 1974; Колдуэлл, Колдуэлл, 1978; Томилин, 1980), а связана в первую очередь с развитием их высших психических функций: сложных форм обучения и рассудочной деятельности.
Исследование высшей нервной деятельности дельфинов методом условных рефлексов показало, что по основным видам условнорефлекторных связей дельфины существенно не отличаются от других высших наземных позвоночных. Это подтверждает известное положение в теории обучения, согласно которому в основе приобретения индивидуальных навыков у всех позвоночных лежат одни и те же процессы (Skinner, 1956; Воронин, 1969).
Переделка сигнального значения раздражителей при их дифференцировании рассматривается (Bitterman, 1965) одним из показателей качественного различия способности к обучению у позвоночных животных, обладающих разным уровнем организации нервной системы. Однако применение этой методики для оценки познавательных способностей дельфинов не выявило у них существенных отличий от других позвоночных.
Изучение более сложных форм поведения, таких, как имитационное научение, показало, что своего наивысшего развития оно достигает у дельфинов и шимпанзе, проявляясь в подражании орудийной деятельности человека. Подражание различным формам орудийной деятельности человека, проявляющееся в виде игр и сбора пищевых объектов, могут служить одним из убедительных доводов в пользу высокого уровня их рассудочной деятельности. Имитационное поведение дельфинов является предпосылкой для возникновения в сообществах китообразных определенных традиций, которые передаются от поколения к поколению.
Способность к имитационному обучению и образование условнорефлекторных реакций на тождество сигналов (выбор по образцу) у дельфинов должна рассматриваться как выражение функций сложного обобщения. Исследование возможности выработки у дельфинов наличного и отсроченного выбора по тождеству сигналов выявило у них способность к решению этих задач того же уровня, что и у обезьян. Процесс образования выбора по тождеству сигналов осуществляется животными не на основе жесткой системы «сигнал — реакция», а путем обобщения одного или нескольких признаков раздражителя. Такая форма обобщений у животных классифицируется исследователями как «интеллектуальные формы поведения».
Способность дельфинов обучаться отсроченному выбору звукового стимула-образца среди нескольких тестовых сигналов является показателем высокого уровня лабильности их оперативной памяти и надежности в реализации следовых процессов. Уровень развития оперативной памяти у дельфинов можно рассматривать как одну из предпосылок к отвлеченной символизации предметов и явлений окружающей их среды.
Многочисленные исследования, направленные на изучение «языковых» способностей дельфинов, до сих пор не подтвердили гипотезы о существовании у дельфинов особых способов коммуникаций, принципиально отличающихся от сигнализаций других животных и тем более тех, по которым их можно было бы приблизить к языковому общению человека.
В настоящее время исследуются возможности усвоения дельфинами звуковых символов-признаков предметов и явлений окружающего их мира, тех качеств, которые лежат в основе человеческого языка. Выяснена возможность обучения дельфинов реагировать определенными действиями на различные комбинации случайно выбранных звуков, что рассматривается как первый этап на пути к установлению двусторонней связи человека с дельфином на основе использования языковых символов.
Как известно, такой путь исследований привел к успешным результатам при обучении шимпанзе азбуке жестов (ASL). Обученные по системе ASL шимпанзе могли использовать эти знаки-символы в качестве средства общения с экспериментаторами и другими обезьянами.
Возможно ли будет осуществить полностью намеченную программу исследований по установлению двусторонней связи человека и дельфинов, зависит от ряда причин.
Успех исследований в большой мере зависит от адекватности выбранной формы эксперимента физиологическим возможностям воспринимающих и эффекторных систем дельфина. Высокий уровень развития слухового анализатора дельфинов и способности к имитации искусственных звуковых сигналов широкого диапазона могут служить залогом успешного проведения запланированной программы исследования.
Вместе с тем нельзя исключить из рассмотрения возможность существования у дельфинов систем кодирования информации, принципиально отличающихся от привычных представлений человека. Например, сложная информация может кодироваться не последовательностью символов во времени, как принято в языке человека (и, видимо, в системах общения у обезьян), а одновременной передачей набора составляющих частотного спектра звуков или каким-либо другим необычным для человека и пока нераскрытым способом. Очевидно, в этом случае навязываемая дельфину экспериментатором «человеческая» система символов может для него оказаться совершенно непривычной.
И, наконец, возможность установления двусторонней связи человека и дельфина на основе «языковой» символизации зависит от того, обладают ли дельфины уровнем развития умственных способностей, необходимым для оперирования отвлеченными символами.
Исследование рассудочной деятельности у дельфинов на основе решения ими простых логических задач (экстраполяция направления движения раздражителя и оперирование имперической размерностью фигур) можно рассматривать как один из этапов подхода к познанию интеллекта этих животных. Экспериментально было показано, что дельфины и обезьяны способны к решению наиболее сложных задач, требующих соизмерения пространственных свойств объемных и плоских предметов, и на основании уловленных при этом закономерностей строить адекватное поведение в новой ситуации. Рассматривая предложенные тесты как объективные параметры для оценки рассудочной деятельности животных, можно заключить, что дельфины и по этому критерию стоят на том же уровне, что и обезьяны.
Обобщая данные морфологических исследований и экспериментального изучения поведения китообразных, можно сказать, что они в совокупности однозначно свидетельствуют о больших потенциальных возможностях их мозга для оперирования большим объемом отвлеченных символов.