Тренировочные задачи. 582. На движущемся конвейере лежат одинаковые детали – металлические шарики

582. На движущемся конвейере лежат одинаковые детали – металлические шарики. Некоторые из них имеют отклонения от стандарта (при этом меняется отражающая способность поверхности) и поэтому подлежат браковке. Одна из фирм использовала в качестве контролеров голубей. Голуби клевали бракованные детали, которые падали после этого в специальные ящики. Нормальные шарики птицы не трогали. Эффективность браковки оказалась очень высокой. Почему были выбраны именно голуби и в чем состояло их обучение?

Решение. Голуби обладают очень острым зрением и поэтому легко различают шарики, поверхность которых блестит по-разному. Понятно, что для обучения был использован метод условных рефлексов. Как заставить голубя клевать «плохие» шарики? Вырабатывают дифференцировочное торможение. Клевание «плохих» шариков подкрепляют пищей (зерно), а клевание «хороших»-нет. После периода обучения голубя ставят перед конвейерной лентой и он уверенно клюет только «плохие» шарики, получая пищевое подкрепление.

583. На опыты по изучению условных рефлексов привели двух собак. Перед началом эксперимента одна из них выпила большое количество воды. Затем началось исследование. Вначале у обеих собак условные рефлексы протекали нормально. Но через некоторое время у собаки, пившей воду, условные рефлексы исчезли. Никаких случайных внешних воздействий отмечено не было. В чем причина торможения условных рефлексов?

Решение. Конечно, применяем правило АРР-ВС. Вариант 2-1, поскольку на одну и ту же систему «УР» действуют разные факторы – питье воды и отсутствие питья. Как можно связать это с торможением условных рефлексов? Так как внутреннее торможение в опыте не вызывали, могло проявиться только внешнее торможение. Оно вызывается или действием факторов внешней среды или эндогенными факторами. Внешних воздействий по условию не было. Значит, тормозящий фактор возник в самом организме и, очевидно, был связан с питьем большого количества воды, что привело к переполнению мочевого пузыря. На практике так, действительно, иногда бывает.

584. Как известно, УР можно выработать на действие практически любого индифферентного раздражителя. Причем у нормальных животных рефлекс вырабатывается весьма быстро. Но однажды в павловских лабораториях никак не удавалось образовать у одной собаки УР но определенный раздражитель – бульканье воды. На все же другие раздражители условные рефлексы вырабатывались нормально. Попытайтесь объяснить этот необычный результат.

Решение. Правило АРР-ВС. Вариант 2-1. Система «любой раздражитель» позволяет выработать УР у системы «данная собака», а система «бульканье воды» не позволяет. Следовательно, в узле пересечения находится элемент «особые свойства бульканья воды по отношению к данной собаке». Очевидно, именно для данной собаки бульканье являлось не индифферентным раздражителем, а приобрело свойства условного тормоза. Оставалось выяснить особенности биографии собаки. Оказалось, что она долгое время жила на кухне при столовой. Там постоянно кипели котлы, в которых булькала вода. Но бедную собаку никогда при этом не кормили, хотя кругом было много пищи. В результате бульканье превратилось в условный тормоз – отрицательный сигнал (кормить все равно не будут). Как видим, и для собак сбор анамнеза иногда имеет большое значение.

585. У одной собаки при виде спринцовки начинается усиленное слюноотделение. Другая собака при включении звонка многократно сгибает заднюю лапу. Что общего в этих УР?

Решение. Условные рефлексы можно классифицировать по разным признакам. Например, оба этих рефлекса являются экстероцептивными. А можно исходить из их биологического значения. Очевидно, спринцовку использовали для вливания кислоты или другого раздражающего вещества, после чего выработался защитный слюноотделительный УР. А сгибательный рефлекс тоже типичная оборонительная реакция – отдергивание конечности от действующего раздражителя. Значит, звонок был условным раздражителем, после которого следовало болевое подкрепление. Таким образом оба УР – оборонительные.

586. Рефлекторная реакция направлена на достижение конечного положительного результата. В это понятие входит и исключение действия вредоносного агента. В связи с эти многие авторы критикуют методику выработки условного оборонительного двигательного рефлекса у собак. Об этой методике говорилось в предыдущей задаче. Действительно, после включения условного раздражителя (звонок свет, свисток и т. д.) собака сгибает лапу, заранее защищаясь от болевого воздействия. Но чтобы УР не угасал, наносят удар током в уже поднятую лапу. В результате реакция утрачивает приспособительное значение. У некоторых животных это может привести к нервному срыву. Предложите усовершенствование методики.

Решение. Правило АСФ. Все очень просто. Если собака поднимает лапу, болевого раздражения быть не должно. Но в таком случае УР постепенно угаснет. Как же тогда быть? Нужно преобразовать элемент «поднимание лапы» в элемент «поднимание лапы до определенного уровня». Тогда все будет в порядке. Если УР начнет угасать, животное станет поднимать лапу не так высоко, как обычно. При этом будет автоматически включаться удар током. В такой модификации опыта УР сохранит свое приспособительное значение и в то же время не будет угасать.

587. Известно, что сила (биологическая значимость) условного раздражителя не должна превышать таковую безусловного раздражителя. В противном случае УР выработать не удается. Действительно, сигнал о чем-то предстоящем не может быть важнее, чем то, о чем он сообщает. Поэтому считалось невозможным выработать пищевой УР на очень сильное болевое раздражение. Однако, в лаборатории Павлова в знаменитых опытах Ерофеевой удалось образовать такой УР. При действии сильного тока, собака, которой сначала давала на это сильнейшую оборонительную реакцию (кричала, порывалась убежать) теперь облизывалась, выделяла слюну и виляла хвостом. Как удалось добиться этого?

Решение. Снова применим вездесущее правило АРР-ВС. Как и в большинстве других задач, оно обратное. Известно различие в результатах, нужно найти причину этого. Очевидно, все дело в свойствах элемента «болевое воздействие». Вначале он вызывал оборонительную реакцию, потому что был биологически сильнее, чем пищевое подкрепление. А потом стал вызывать пищевую реакцию. Почему? Если возможность выработки УР определяется соотношением биологической значимости условного и безусловного раздражителей, значит, нужно изменить это соотношение. Поскольку условный раздражитель – электрический ток и так достаточно силен, значит, нужно повысить биологическую значимость пищевого подкрепления. Для этого собаку заставили постоянно голодать, а пищу давали только после болевого воздействия. В конце концов, голод победил. Сильный электрический ток постепенно превратился в сигнал получения пищи и соответственно стал вызывать пищевую условнорефлекторную реакцию. Очевидцы рассказывали, что, когда известный английский физиолог Шеррингтон увидел эти опыты, он был настолько потрясен, что воскликнул «теперь я понимаю христианских мучеников, которые с пением псалмов всходили на костер»! Надо в то же время подчеркнуть, что при чрезмерном усилении болевого воздействия, когда оно достигает надкостницы, выработать УР невозможно ни при каких условиях. Это дает еще одно подтверждение важнейшего принципа работы организма – он всегда оценивает, какой из массы падающих на него раздражителей является в данных условиях наиболее биологически важным.

588. Как доказать в эксперименте на животном, используя чисто физиологический метод, что данный орган, например кишечник, имеет афферентное представительство в коре?

Решение. Здесь нам необходимо правило АСС. Построим интересующую нас систему (рис. 10.2).

Из нее следует, что нужно раздражать рецепторы кишечника и пытаться обнаружить ответную реакцию в нейронах коры. Однако сделать это очень сложно, ибо неизвестно, какие именно нейроны связаны с соответствующим органом. Кроме того, придется ставить острый опыт, использовать сложную аппаратуру и т. д. Проще пойти другим путем, как это было сделано в лабораториях К. М. Быкова в сороковых годах. Вызовем реакцию, в которой заведомо должна участвовать КБП, но так, чтобы установить это можно было более простым путем. Для этого попытаемся выработать соответствующий интероцептивный УР. В случае удачи задача будет решена.

Построим системы «рецепторы кишечника» и «КБП» и постараемся объединить их. Например, будем орошать отрезок кишки теплой водой или раздувать в нем резиновый баллончик и подкреплять это каким-либо безусловным раздражителем, допустим, болевым воздействием на лапу. Если после ряда таких повторных сочетаний в ответ на раздувание баллончика в кишке собака станет отдергивать лапу, значит, мы достигли поставленной цели и интероцептивный условный рефлекс выработался. А это в свою очередь свидетельствует о том, что импульсы от рецепторов кишки поступали в КБП, где и образовалась временная связь. Задача решена.

589.Начиная первые опыты по изучению УР, И. П. Павлов построил специальные «башни молчания», в которых находились экспериментальные камеры с абсолютной звукоизоляцией. Однако впоследствии оказалось, что в таких камерах собаки засыпают. Особенно быстро это происходило с собаками – сангвиниками. В чем состоит причина такой, казалось бы неожиданной реакции?

Решение. Правило АРР-ВС.В узлах пересечения различия в элементе «звукоизоляция». Или более широко – «внешние воздействия». В обычных условиях эти воздействия есть, а в «башне молчания»-нет. Известно, что резкое ограничение афферентных импульсов значительно снижает тонус КБП. Особенно чувствительны к этому сангвиники,

которым для поддержания свойственного им деятельного состояния необходим постоянный приток информации.

590. Скорость выработки УР является одним из показателей силы процесса возбуждения. Существует методика выработки речедвигательных УР у человека. Испытуемый должен нажимать на рычаг, кнопку и т. п. Вначале включается условный раздражитель (звонок, лампочка и т. д.) затем дается речевое подкрепление – «нажмите». После нескольких сочетаний испытуемый начинает нажимать на рычаг сразу после включения условного раздражителя, не дожидаясь команды «нажмите». Это говорит о том, что УР образовался.

Однако некоторые испытуемые доже после нескольких десятков сочетаний не нажимают на рычаг, пока не Получат словесный приказ. Со здоровьем у них все в порядке. Может быть, у них сильно ослаблен процесс возбуждения? Или все-таки есть другая причина?

Решение. Если сказать Вам, к какой, профессиональной группе относятся такие испытуемые, то ответ сразу станет ясен. Но попробуем найти его по правилам. У двух испытуемых по-разному вырабатывается речедвигательный УР. У одного нормально, а у второго он почему-то все время тормозится. Так как со здоровьем у него все в порядке, то дело, очевидно, в условиях жизни. У Вас уже накоплен большой опыт, и Вы, наверно, вспомните задачу 584 с бульканьем воды. Собака привыкла к тому, что бульканье никогда не сопровождалось кормлением, а наш испытуемый, очевидно, приучен к тому, что надо реагировать только на словесный приказ. Подобное торможение со стороны второй сигнальной системы, которое не позволяет выработать речедвигательный УР, часто встречалось у солдат, привыкших к четкому и строгому выполнению словесных приказов. Некоторые из них после завершения опытов сами признавались в этом.

591. Невротическим расстройствам при прочих равных условиях более подвержены меланхолики и холерики. Можно ли говорить о более низкой социальной ценности людей с такими типами ВНД?

Решение. Нет, ни в коем случае. Точно так же как группа крови ни в коей мере не определяет социальную ценность и потенциальные возможности человека, но в какой-то степени связана с его биологическими особенностями, например, большей или меньшей предрасположенностью к тем или иным заболеваниям, так и тип ВНД может влиять на большую или меньшую уязвимость организма по отношению к стрессовым воздействиям. Однако это не мешает обладателям резко отличающихся типов ВНД добиваться высоких результатов в профессиональной деятельности и соответственно занимать столь же высокие посты.

592. Рабочий с большим стажем в ходе своей производственной деятельности выполняет стандартные операции. Через каждые час работы делается перерыв на 10 минут для отдыха. Ведется хронометраж операций. Получены такие данные (указано время выполнения одной и той же операции в секундах за несколько минут перед отдыхом и сразу же после отдыха).

До отдыха 16, 15, 15, 16, 14, 15, 16, 16, 16, 15, 15, 16, 17, 15, 16.

После отдыха 21, 19, 18, 18, 19, 20, 17, 18, 18, 17, 18, 17, 15, 17, 16.

Чем можно объяснить парадоксальный эффект – в первые минуты после отдыха показатели оказываются не лучше, а хуже, чем до отдыха?

Решение. В узле пересечения элемент «отдых». Во время него не только восстанавливается затраченная энергия, но и ослабляется динамический стереотип, складывающийся во время выполнения операций. Он позволяет в высокой степени автоматизировать выполняемые действия. После отдыха каждый раз требуется некоторое время на «врабатывание», т. е., восстановление закрепляющегося во время работы определенного ритма движении и их последовательности.

593. Одной из важнейших врожденных поведенческих реакций является импринтинг или запечатлевание. Только что появившийся на свет детеныш начинает неотступно следовать за первым увиденным им объектом. В естественных условиях таковым является мать. Но в эксперименте ее можно заменить мячом, заводной игрушкой, человеком, собакой и т. п. ив результате цыпленок, гусенок, детеныши многих копытных животных будут следовать за этим предметом как за родной мамой. В чем же тогда биологический смысл импринтинга? Не лучше ли было природе снабдить новорожденных точным портретом истинной матери? И, кок говорится, везде был бы порядок.

Решение. Если бы в живой природе не существовало столь важное явление как изменчивость, то такой портрет, действительно, был бы полезен. Но представим себе, что произошла какая-то биологически выгодная мутация и появились животные с новым признаком. После этого детеныши таких, матерей самым трагическим образом перестанут их узнавать, так как в портрете нового признака нет. А вот движение – признак неизменный. Поэтому природа выбрала более надежный путь – кто движется перед тобой сразу после твоего появления на свет – тот и есть твоя мама.

594. В джунглях Новой Гвинеи среди туземцев, находящихся на очень низкой стадии развития, свирепствовала болезнь «куру-куру» или «смеющаяся смерть». Она приводила к неминуемой смерти, перед которой наступали судороги мимических мышц и на лице умирающего застывала маска смеха. Очень важная деталь состояла в там, что болезнь поражала только женщин и детей. В конце концов, причина была раскрыта. Но, если воспользоваться правилом АРР-ВС, то можно было бы прийти к нужному результату быстрей, чем это произошло в действительности. Попробуйте сделать это. Поскольку Вы не знаете одного обычая этих племен, то получить окончательный ответ не сможете. Ваша задача в другом – сформулируйте вопрос, ответ на который и позволит установить причину болезни.

Решение. Вопрос этот очевиден – почему не болеют мужчины? Поскольку болезнь поражала не только женщин, но и детей, то, очевидно, что решающую роль играют не половые различия. Значит, нужно искать причину в чем-то другом. Например, особенности питания, образа жизни, обрядов, и т. п. В конце концов, причина была установлена. Ею оказался особый вирус, поселявшийся исключительно в мозге. Но при чем здесь мужчины и женщины с детьми? Выше уже говорилось, что племена, которые поражала болезнь, находились на очень низком уровне развития. В частности, у них существовал малоприятный обычай – поедать мозг умерших. Очевидно, считалось, что при этом передадутся какие-то хорошие свойства покойника. Но совершать этот обряд разрешалось только женщинам и детям. Остальное понятно.

595. Фехтовальщик или боксер – левши при прочих равных условиях отвечают на выпад противника на доли секунды быстрее, чем правши. Почему?

Решение. Это очень симпатичная задача, в которой, во-первых, четко видна физиологическая сущность и механизм ее реализации, а во-вторых, лишний раз можно убедиться в эффективности системного подхода. Попробуйте решить задачу старым, но все еще очень живучим методом перебора вариантов. Если удастся, отметьте, сколько на это ушло времени. А теперь применим системный подход. Используем правило АРР-ВС. Вариант 2-1. Две системы «правша» и «левша» по-разному реагируют на систему «противник». Точнее на элемент «выпад» этой системы. Итак; почему левша реагирует быстрее? В узлах пересечения со стороны противника – элемент «выпад», со стороны нашего спортсмена элемент «ответная реакция». Поскольку речь идет, скажем, не о блондинах и брюнетах, а о правшах и левшах, то, очевидно, анализировать нужно различия между левым и правым полушариями. Но чтобы сразу выйти на путь, ведущий к цели, предварительно применим правило АСФ и построим систему «ответная реакция».

Прежде всего нужно воспринять и оценить процесс перемещения в пространстве шпаги или руки противника. Пространственный анализ – это функция правого полушария. Поэтому элемент «увидел и оценил» будет протекать одинаково и у правши, и у левши. А где же разница? Пойдем по нашей системе дальше. После элемента «увидел и оценил» начинает работать элемент «ответил». Ответ состоит во встречном выпаде. Но правша отвечает правой рукой, а левша – левой. Для ответа правши возбуждение должно из правого полушария через мозолистое тело перейти в левое полушарие и вызвать ответный выпад правой рукой. А у левши все происходит в пределах одного и того же правого полушария, которое управляет движениями левой руки. Вот в чем дело! Правша теряет то время, которое необходимо для перехода возбуждения из правого полушария через мозолистое тело в левое полушарие.

596. В каких случаях сновидения могут иметь диагностическое значение?

Решение. Как известно, система «сновидение» состоит из совершенно случайных элементов. Каждый раз снится что-то другое. Какой же элемент сновидений должен привлечь наше внимание с чисто медицинской точки зрения? Такой, который начинает повторяться. Да еще достаточно часто. Например, то собака укусила за колено, то упал на асфальте и ушиб колено, то играл в футбол и получил удар по колену и т. п.

С чем может быть связана причина таких повторяющихся сновидений? В данном случае наиболее вероятная возможность – это начавшийся патологический процесс в коленном суставе. Пока что этот процесс выражен еще слабо и импульсация от очага поражения в бодрствующем состоянии подавляется другими раздражениями. Но во время сна эти тормозящие влияния снимаются и очаг дает о себе знать.