Другие формы научения

Все виды научения делят надве группы: неассоциативное (привыкание, сенситизация, импринтинг и подражание) и ассоциативное. Неассоциативное — научение реагировать или не реагировать на непосредственное действие раздражителя без сочетания его с действием какого-либо другого сигнала (без ассоциации). Ассоциативное — научение при совпадении безусловно-рефлекторной деятельности организма с каким-либо раздражителем, который приобретает сигнальное значение. При этом формируется связь (ассоциация, от лат. associatio — соединение, связь, сочетание) между этим раздражителем (сигналом) и деятельностью организма. Все формы научения можно объединить в четыре основные группы по критерию активности животного или человека в ходе научения.

Пассивное (реактивное) научение формируется само собой при действии на организм внешних факторов, и организм не предпринимает усилий для этого научения. В эту группу следует включить следующие варианты.

Привыкание (габитуация) — угасание ориентировочной реакции (рефлекса «что такое?», по И. П. Павлову). Оно формируется, если раздражитель многократно повторяется и не имеет особого значения, поэтому организм прекращает на него реагировать. Так, появление звука в лаборатории, где находится подопытное животное (собака), первоначально вызывает у него ориентировочную реакцию: поворот головы, ушей в сторону источника звука, изменение частоты сердечных сокращений, десинхронизацию ЭЭГ, изменение частоты и глубины дыхания. После многократного повторения звука, не сопровождающегося другими воздействиями на животное, все реакции затормаживаются.

Привыкание — это самая распространенная форма научения у человека и животных. За счет него организм игнорирует раздражители, не несущие никакой новизны и не имеющие для него значения. Привыкание всегда специфично, например, спящий человек не замечает уличного шума, но проснется от неожиданного звука на его фоне или от внезапно наступившей тишины.

Сенситизация — усиление реакции организма на повторяющийся стимул, если он вызывает каждый раз неприятные ощущения. Например, многократно повторяющийся пронзительный писк комара становятся неприятным, непереносимым. В основе сенситизации лежит механизм синаптической потенциации — это улучшение проведения в синапсах после повторной активации их вследствие увеличения амплитуды постсинаптических потенциалов (рис. 95).

Рис. 95. Экспериментальная модель кратковременного научения – привыкание и сенситизация в синапсе аплизии (Aplysia) (Камкин, 2004)

На рис. 95 показаны нейрофизиологические изменения в синапсе при сенситизации. Слева: синапс в контрольной ситуации. При распространении потенциала действия по нервному окончанию возникает вход Na⁺ через натриевые каналы, в результате отрываются кальциевые каналы и происходит высвобождение нейромедиатора. Посередине: в процессе ритмической активности уменьшилось количество открываемых кальциевых каналов и, следовательно, снизился уровень высвобождения нейромедиатора. Справа: сильная ритмическая стимуляция активирует серотонинергический интернейрон; серотонин, высвобождаемый из синапса на пресинаптическом окончании, повышает внутриклеточную концентрацию _цАМФ; уменьшается количество открываемых калиевых каналов; увеличивается длительность пресинаптического потенциала действия; высвобождается больше нейромедиаторов.

Степень выраженности потенциации возрастает с увеличением частоты импульсов.

Условные рефлексы (кроме инструментальных) — положительные и отрицательные — это один из вариантов ассоциативного научения. Отрицательными условными рефлексами называют условное торможение условных рефлексов.

Импринтинг (англ, imprint — оставлять след, запечатлевать, фиксировать) — запечатление в памяти новорожденного окружающей действительности. Это особая форма реагирования, занимающая промежуточное положение между условными и безусловными рефлексами, которая проявляется в раннем онтогенезе.

Оперантное научение (от лат. operatio — действие) — это научение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Различают три вида подобного научения:

Метод проб и ошибок. Американский ученый Э. Торндайк (1890), видный представитель направления бихевиоризма (от англ, behaviour — поведение), помещал голодных кошек в так называемые проблемные клетки, которые открывались в случае, если кошка предпринимала определенные действия, например приподнимала лапой запорный крючок. Когда кошка выходила из клетки, она получала пищу. При повторении процедуры выхода из клетки число проб и ошибок уменьшалось.

Самораздражение структур мозга для получения удовольствия, положительных эмоций (рис. 96) или избегание самораздражения, которое сопровождается возникновением неприятных ощущений и отрицательных эмоций ().

Рис. 96. Опыт с самораздражением через вживленные электроды (схема): А – раздражение не включено; Б – электроды замкнуты, раздражение включено

Когнитивное научение (с помощью мышления). В данную форму научения следует включить научение путем наблюдения и правильное действие организма в ситуации, с которой он впервые встретился.

Инструментальный условный рефлекс — научение действию по сигналу с помощью вознаграждения (подкрепления).

Рис. 97. Выработка инструментального рефлекса в камере Скинера. Когда стимулятор автоматически предъявляет раздражитель (здесь – свет), животное может нажать на рычаг и получить пищевое вознаграждение (подкрепление). Раздражители и реакция регистрируются самрписцем в виде кривой научения: на абсциссе – день начала обучения, на ординате – процент правильных реакций на раздражитель

Животное, например крыса, по световому сигналу нажимает на рычаг и выключает электрический ток, чтобы избежать раздражения. Крыса также научается реагировать на световой раздражитель: нажимает на рычаг, чтобы получить пищу (рис. 97), т.е. она использует какой-то инструмент; отсюда и название этого вида научения.

Различие в двух формах научения (инструментального и метода проб и ошибок) заключается в том, что научение с помощью инструментального условного рефлекса происходит по сигналу, а научение методом проб и ошибок — без сигнала.

Научение путем наблюдения. Различают два вида подобного научения.

Простое подражание. Например, обезьяна, общаясь с исследователями в экспедиции, научилась мыть банан перед едой, не понимая, зачем это делается. Особенно часто используют научение путем наблюдения (подражания) дети, причем в раннем онтогенезе оно является преимущественно подражательным.

Викарное научение, которое также осуществляется посредством наблюдения, но при этом результат действия оценивается. Например, наблюдение за выполнением гимнастических упражнений и последующее их выполнение, если обучающийся их запомнил.

Научение путем мышления в ситуации, впервые встретившейся организму. Например, способность животного определять направление движения предмета, другого животного, движущихся по прямой линии, после исчезновения из их поля зрения. Сложное приспособительное поведение строится из трех основных компонентов — инстинктов, условных рефлексов и мышления, благодаря которым сразу вырабатывается программа адаптивного поведения в новых условиях, внезапно сложившихся ситуациях и возможность выбора наиболее адекватной тактики поведения в новой обстановке с учетом прогноза развития событий (Л. В. Крушинский).

Научение путем инсайта (англ. insite — озарение) — внезапное нестандартное правильное решение задачи с помощью подсознательной деятельности мозга. Этот вид научения может сформироваться после отдельных проб и ошибок, когда возникает идея результативного действия, которое может совершенствоваться в процессе достижения цели. Так, например, находящаяся в клетке обезьяна сначала пыталась достать банан одной короткой палкой в виде трубки, но, не достигнув результата, воспользовалась другой такой же палкой — и опять безрезультатно. Тогда она принялась разглядывать находящиеся рядом с ней предметы, после чего вдруг быстро проделала логическую последовательность действий: схватила обе палки, вставила их одна в другую, просунула между прутьев клетки — и банан достала (рис. 98).

Рис. 98. Обезьяна путем инсайта находит способ, позволяющий ей достать далеко находящийся банан с помощью вставленных одна в другую трубок

Следует, однако, заметить, что инсайт, с нашей точки зрения, не является полностью особой (самостоятельной) формой научения. Подобное научение является результатом объединения опыта, накопленного в памяти, с той информацией, которой располагает индивид при решении проблемы. Оно сочетает в себе элементы научения с помощью мышления, метода проб и ошибок, а также интуицию (лат. intueri — пристально, внимательно смотреть). Сама же интуиция — это результат подсознательной (неосознаваемой) деятельности мозга: догадка, чутье на основании накопленных знаний и навыков. В этом плане инсайт является частным случаем интуиции (интуиция — более широкое понятие). Интуиция может проявиться в любой сфере деятельности (решение математической задачи, правильное решение задачи поведенческого характера — научение и т.п.).

В конкретных ситуациях для достижения того или иного полезного приспособительного результата индивид чаще всего и спользует не один, а несколько видов научения.