Но в какой мере «записанный» в генах код безусловных рефлексов, обеспечивающий их стереотипное повторение, достаточен для приспособления к условиям существования?
Данные сравнительной физиологии животных разных классов показывают, что преимущества врожденных форм поведения проявляются при относительном постоянстве факторов внешней среды. Увеличение диапазона их колебаний снижает приспособительную ценность врожденных реакций и если бы не было других механизмов, повышающих надежность организма, то при резких изменениях обстановки ему грозила бы гибель. Она предотвращается благодаря существованию нескольких фундаментальных механизмов, среди которых основное место занимают условные рефлексы, приобретаемые в течение жизни. Безусловные рефлексы служат фундаментом, на котором возводится здание индивидуальной адаптации — условные рефлексы. Эти рефлексы определяют разнообразные реакции организма на ранее не связанные с этими реакциями раздражители, т.е. позволяют приспособиться к меняющимся (но закономерно повторяющимся в течение некоторого периода) обстоятельствам в окружающем мире и в самом организме. Некоторые задачи возникают перед живым существом в единичных, исключительных обстоятельствах и для их преодоления приходится принимать эвристические решения или полагаться на вероятностно-случайный метод. Для решения задач, не предусмотренных в наследственной программе, требуется индивидуальное обучение.
Кроме условных рефлексов существуют и другие формы обучения, имеющие приспособительный характер. Рассмотрим некоторые из них.
3.4.1. Приспособительные механизмы, отличные от условных рефлексов
Для обучения характерно изменение чувствительности к действию определенных стимулов и способности на них реагировать Простейший вид обучения — суммационная реакция, описанная еще И.М. Сеченовым. Она заключается в облегчении проявления безусловного рефлекса в результате повышения чувствительности нервного центра к определенному раздражителю. Эта реакция длительно не сохраняется в отличие от другого вида обучения — привыкания, представляющего собой фундаментальный механизм снижения величины ответа при повторном действии определенного стимула. Когда его действие прекращается, происходит постепенное восстановление уровня исходного ответа. Привыкание развивается быстрее после повторяющихся серий стимуляций и восстановлений исходного ответа. Типичный пример привыкания — ослабление ориентировочной реакции.
При исследовании механизмов памяти, неразрывно связанных с обучением, различают кратковременные и долговременные процессы привыкания, которое может длиться от нескольких секунд до нескольких недель. Привыкание позволяет организму ослабить или полностью устранить ответы на раздражители, не являющиеся в данной обстановке биологически важными сигналами.
Большое место в обучении занимает запечатление (импринтинг), которое проявляется в быстром установлении связи между определенными раздражителями и целенаправленной двигательной реакцией. Изучались преимущественно характеристики запечатления, направленного на связь новорожденного с матерью, хотя некоторые наблюдения позволяют предполагать, что этот механизм существенен и на более поздних этапах жизни. Запечатление приурочено к определенному чувствительному периоду. Первоначально считали, что оно не уничтожается последующим жизненным опытом. Однако у млекопитающих, в том числе и у собак, этот феномен имеет много общего с условным рефлексом, т.е. он связан с подкреплением, способен к исчезновению, переделке и обладает некоторыми другими особенностями последних (подробнее они будут охарактеризованы ниже). Так, в первые три дня жизни щенка (чувствительный период) формируется положительная пищедобывательная реакция при однократном сочетании с кормлением как естественного (запаха матери), так и экологически неадекватного (например, запаха камфоры или эвкалиптового масла) раздражителей. Хотя эта реакция во многих отношениях напоминает условный рефлекс, ей присущи и признаки, характерные для запечатления. В частности, она проявляется лишь в первые три дня жизни щенка. Способность к выработке пищедобывательной реакции по чисто условно-рефлекторному типу (при многих сочетаниях запахового раздражителя с кормлением) возникает лишь после 10-го дня жизни. Способность к быстрому формированию ассоциативной связи между матерью и щенками в первые дни их жизни имеет важное приспособительное значение, когда центральная нервная система детенышей еще не достигла зрелости. Имеются данные, что такого рода научение — формирование положительной двигательной реакции на химические стимулы, поступающие из материнского организма — возникает в конце внутриутробного периода и проявляется у щенка сразу после рождения; После преждевременного кесарева сечения, довольно часто имеющего место у некоторых пород собак, жизнеспособные щенки обычно ведут себя по отношению к матери нормально, тогда как суке нужно значительное время для того, чтобы освоиться с новой ролью.
Описаны и другие формы поведения, по некоторым признакам отличные от условных рефлексов. И.С. Бериташвили выдвинул концепцию, согласно которой у высших позвоночных важнейшую роль играет образное (психонервное) поведение. Так, например, у щенка или взрослой собаки в определенной внешней ситуации создается образ пищевого объекта и его местоположения. Этот образ возникает в данных условиях и вызывает целенаправленную реакцию. Механизмы такого рода обучения связаны с установлением связей между центрами головного мозга, ответственными за создание определенного образа, и центрами движения. Обязательно при этом вовлечение в процесс коры больших полушарий. При повторении деятельность, направляемая образами, автоматизируется и может сохраняться в случае ее важности на протяжении всей жизни.
Наблюдения над животными дают основание утверждать и о существовании «интеллектуального поведения», в основе которого лежит внезапное решение задачи в целом, так называемый «инсайт» (В. Келер).
Два щенка примерно одного возраста росли вместе: Лайза — сучонка английского бульдога (5 мес), медлительная, неуклюжая, толстая, и Казан — кобелек ротвейлера (4,5 мес), длинноногий непоседа, драчун, задира, «рубаха-парень». Вот оба наелись, отдохнули и задумались: чем бы заняться? Лайза направилась к игрушке. Мгновенно Казан обогнал ее, выхватил любимую куклу и стал дразнить: ну-ка забери! Одна-две попытки отобрать куклу — и Лайза отказалась от силовой борьбы с Казаном. Села, посидела, наморщив свой выразительный лоб. Пошла на кухню, откуда вернулась с тряпочкой. Уселась перед Казаном и стала с притворным увлечением трясти тряпкой, наступать на нее лапой, при этом, искоса поглядывая на Казана. Казан, простофиля, заинтересовался непонятной игрой, стал следить за Лайзой и тряпкой. Мгновение — и Казан бросился к тряпке. В тот же миг Лайза схватила куклу и, не теряя ни секунды, унесла ее в просвет между диваном и креслом, надежно загородив доступ туда своим толстым телом!
Подобный случай эвристического решения собакой нетривиальной задачи произошел в квартире заводчика С.И. Матюнина, у которого живут две собаки Байда, отличная четырехлетняя сука черного терьера, и Арнольд — пятилетний эрделъ. Собаки связаны «уважительной дружбой» примерно равных по рангу. После суеты, связанной с приходом гостя, Байда улеглась в любимое кресло Арнольда. Арнольд согнать Байду не может — хозяин запрещает «разборки» 2—3 минуты он стоит посреди комнаты, наморщив лоб, поглядывая на Байду (та отвернулась) и пребывая в нерешительности. Эврика! Арнольд с лаем бросается в прихожую к входной двери. Любой собаковод, умеющий различать интонации лая, сказал бы, что за дверью притаился чужой. Байда, спровоцированная лаем, с рыком бросается в прихожую. Уже в дверях комнаты она разминулась с Арнольдом, который стремглав бежит к своему месту, занимает его и спокойно следит за возвращающейся ни с чем Байдой. Обманул!
Многим собаководам осторожность, проявляемая физиологами при попытках объяснить поведение собаки, покажется излишней и неоправданной. Еще раз следует подчеркнуть стремление исследователя к отказу от приписывания животным собственных побуждений и эмоций, хотя порой у него и возникает подобное желание. Здесь и далее мы приводим удивительные случаи из жизни собак, свидетельствующие о наличии у них сложных психических явлений.
Л. В. Крушинский также признавал у животных наличие элементарной рассудочной деятельности. Его навело на эту мысль наблюдение за поведением пойнтера, который, подняв тетерева, не побежал прямо за ним, а выбрал сложный обходной путь и, уловив направление, сделал стойку почти над самой птицей. Такие наблюдения дали толчок к разработке новых методических подходов к изучению психической деятельности животных. В условиях эксперимента была показана способность собаки действовать на основании простейших правил, связывающих предметы и явления окружающего мира в одно целое. Были описаны рефлексы, названные экстраполяционными. Типичный пример такого рода рефлексов связан с оценкой не только направления движения раздражителя, но и места, где он будет находиться через некоторый интервал времени. Этот механизм позволяет, например, собаке не бежать прямо за объектом преследования, а действовать с «упреждением», учитывая направление и скорость его движения.
Накоплен большой материал, показавший, что животные, в том числе и собаки, на основании прошлого опыта и в соответствии со сложившейся обстановкой способны предвосхищать будущее и готовиться к действиям, приводящим к наиболее вероятному достижению требуемого эффекта (Н.А. Бернштейн).
Следует подчеркнуть, что и И.П. Павлов не отрицал наличия у животных элементов мышления, но как естествоиспытатель был противником нефизиологического объяснения этого явления.
Вместе с тем многие современные авторы полагают, что к категории условных рефлексов следует отнести все виды высшей нервной деятельности, вырабатываемые в процессе индивидуальной жизни. Поэтому важно рассмотреть основные стороны их формирования и угашения, а также связь этого механизма с фундаментальными процессами в центральной нервной системе.
3.4.2. Условные рефлексы
Условный рефлекс — универсальный механизм в организации индивидуального поведения, благодаря которому в зависимости от изменений внешних обстоятельств и внутреннего состояния организма связанные по тем или иным причинам с этими изменениями индифферентные в отношении их раздражения приобретают новое качество — сигнальность. Приобретенный опыт, основанный на этом механизме, позволяет заранее подготовиться как к положительным, так и отрицательным событиям (а в ряде случаев и избежать последних) в ответ на разнообразные сигналы. Если они закономерно совпадают с этими событиями, условный рефлекс закрепляется, проявляется автоматически; если совпадение случайно, он либо не образуется, либо быстро тормозится. Классический пример условного рефлекса — выделение слюны на раздражители, сигнализирующие получение пищи. Любой раздражитель (звуковой, зрительный, тактильный, обонятельный и т.д.), совпадающий во времени) с кормлением, может превращаться в сигнал для работы слюнных желез. Если действие этого раздражителя перестанет подкрепляться приемом пищи, условный рефлекс угаснет. Это обстоятельство следует учитывать при дрессировке: она может быть неэффективной при недостаточно продуманной системе поощрений.
В соответствии с биологическими свойствами сочетаемый с определенным раздражителем врожденной деятельности условный рефлекс обозначается как положительный (подкрепляемый) и отрицательный или тормозный (неподкрепляемый), ослабляющий проявление этой деятельности.
Как и безусловные рефлексы, условные подразделяются на витальные (пищевые, питьевые, оборонительные), зоосоциальные (половые, заботы о потомстве, территориальные) и саморазвития (исследовательские, игровые, имитационные). Большой интерес вызывают имитационные (подражательные) условные рефлексы, вырабатываемые благодаря наблюдению за поведением других особей. Щенки, изолируемые от родителей и сверстников, во многом отстают от последних в развитии.
Различают условные рефлексы первого порядка, формирующиеся на базе безусловных, второго, третьего, четвертого и последующих порядков, возникающие на основе уже выработанных условных рефлексов.
Основной материал, полученный в начальном периоде изучения высшей нервной деятельности, был основан на анализе вегетативного условного рефлекса — слюноотделения, вызываемого разнообразными внешними сигналами, ранее не связанными с такого рода деятельностью. Сегодня его называют классическим, или условным рефлексом первого типа, являющимся копией безусловного. На основе врожденной двигательной деятельности формируются условные рефлексы второго типа (инструментальные). Они могут соответствовать безусловным (пример: отдаление от пламени костра до того, как оно обожгло, т.е. в ответ на действие светового и прочих условных раздражителей) или существенно отличаться от них (пример: стойка на задних лапах, подкрепляемая дачей пищи). Обычно одновременно формируется комплекс инструментальных и классических условных рефлексов, т.е. одни и те же сигналы вызывают двигательный ответ и множество реакций со стороны дыхания, сердечнососудистой и пищеварительной систем. Формирование и угашение этих условных рефлексов часто идет разновременно.
Фиксированный на протяжении длительного времени комплекс безусловных и условных, классических и инструментальных рефлексов образует систему, называемую динамическим стереотипом. Он вырабатывается с трудом и обладает известной инертностью. Автоматизированные навыки, связанные с этим стереотипом, при изменении условий жизни могут быть постепенно угашены. По тому, откуда в нервные центры поступает сигнал — из внешней или внутренней сред, различают экстероцептивные и интеро-цептивные условные рефлексы. В первом случае выделяют зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные, температурные, тактильные условные рефлексы, во втором — механические, химические, осмотические, температурные. В целом интероцептивные условные рефлексы (связанные с раздражением внутренних органов) вырабатываются медленнее, чем эксте-роцептивные. Однако эта закономерность относительна. Формирование условных рефлексов определяется соответствием данного акта естественным взаимоотношениям организма и внешней среды. Так, например, врожденное изменение выбора определенной пищи, возникающее при раздражении хеморецепторов желудка и кишечника, очень быстро становится условно-рефлекторным и имеет место уже при стимуляции механо-рецепторов этих органов.
Здесь следует остановиться на категории натуральных условных рефлексов, имеющих много общего с запечатлением. Они связаны с действием экологически адекватных раздражителей. Показано, в частности, что запах мяса не вызывает у щенка врожденной реакции слюноотделения, но после однократного кормления сырым мясом вырабатывается условно-рефлекторное выделение слюны на его запах, не исчезающее в течение всей жизни. В отличие от натуральных искусственные условные рефлексы, в основе которых лежит связь между раздражителями и врожденными реакциями, не связанными естественными отношениями, формируются медленно.
Условные рефлексы могут возникать при сочетании с подкреплением простых сигналов, их комплексов (звук+свет), последовательно действующих раздражителей. При совпадении во времени сигнала и безусловного раздражителя вырабатывается наличный условный рефлекс. Если регулярно, через определенные промежутки времени, давать подкрепление, то в дальнейшем по их истечении без каких-либо дополнительных воздействий проявляется безусловная реакция (условный рефлекс на время).
Центральная нервная система постоянно бомбардируется сигналами из внешней и внутренней сред. Кора больших полушарий осуществляет одновременную оценку этих сигналов в данной жизненной обстановке. Следовательно, реакции, вызываемые условными сигналами, определяются этой оценкой, и если сигналы не вызвали ожидаемого эффекта, значит одно целостное состояние сменилось другим (например, произошел переход от пищевого к оборонительному или половому поведению). Обычно такая смена зависит от многих раздражителей (боль, шум, запах и т.д.). Их появление при дрессировке собаки может серьезно затруднить выработку необходимого навыка. Существенную роль в этом играет внешнее (безусловное) торможение в высших отделах мозга.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37