Условные рефлексы

Условные рефлексы возникают в результате формирования связи между специфическим стимулом, вызывающим тот или иной врождённый рефлекс, и каким-либо индифферентным стимулом. В результате индифферентный раздражитель сам по себе начинает вызывать данный рефлекс.

У всех нас к моменту появления на свет уже имеется ряд врождённых рефлексов, таких как выделение слюны при попадании в рот пищи или моргание в ответ на громкий звук. К врождённым рефлексам относятся также отдергивание руки при воздействии болевого раздражителя или коленный рефлекс — разгибание ноги при ударе по коленному сухожилию. Для проявления таких рефлексов не нужно никакого предварительного опыта и никаких других условий, кроме специфического стимула. Иными словами, это безусловные рефлексы — они автоматически включаются в ответ на определенные раздражители, тоже называемые безусловными. Например, когда раздается громкий звонок, мы можем вздрогнуть, но слюноотделение у нас не начнется; электрический удар, полученный конечностью, заставит нас отдернуть эту конечность, но не моргнуть; и т. д.

Бывает, однако, что одновременно со специфическим раздражителем, вызывающим какой-либо безусловный рефлекс, действует другой раздражитель, не имеющий с ним ничего общего. Если такая связь между двумя раздражителями достаточно ясна или часто повторяется, то индифферентный раздражитель сам по себе начинает вызывать тот же рефлекс.

Это явление было открыто русским физиологом И. П. Павловым в 1903 году. В ходе своих опытов Павлов обратил внимание на то, что звон миски, в которую накладывали пищу, вскоре начинал сам по себе вызывать у собаки слюноотделение. Таким образом, индифферентный звуковой стимул, если он просто сочетается во времени с безусловным пищевым раздражителем, может приобрести способность вызывать тот же рефлекс. В связи с этим Павлов назвал такие раздражители условными, а вызываемое ими рефлекторное слюноотделение — условным рефлексом (рис. 7.1).

Рис. 7.1. И. П. Павлов и его сотрудники. На фотографии представлена также одна из знаменитых собак, на которых Павлов с 1901 года изучал выработку классических условных рефлексов.

Достаточно быстро было доказано, что при формировании таких рефлексов действительно происходит образование условной связи с безусловным раздражителем. Павлов показал, что достаточно было прекратить предъявление безусловного стимула, чтобы и условный сигнал быстро переставал действовать. Например, если после подачи звукового сигнала животному не выдавалась пища, то этот сигнал вскоре уже не вызывал слюноотделения. Далее мы еще вернёмся к этому феномену угасания, характерному для большинства видов научения путем обусловливания.

С физиологической точки зрения обусловливание можно объяснить тем, что к уже существующей прямой связи между специфическим сенсорным сигналом и безусловным рефлексом как бы пристраивается новый сигнал. В результате этот новый сигнал приобретает возможность сам по себе вызывать тот же рефлекс.

Итак, мы уже знаем, что звонок, подаваемый одновременно с пищей, может в дальнейшем сам по себе вызывать слюноотделение. Точно так же можно добиться того, чтобы электрический удар, наносимый одновременно с сильным звуком, вызывал моргание или, наоборот, чтобы сильный звук в сочетании с ударом тока приводил к отдергиванию конечности, и т. п.

По мнению Павлова, таким ассоциативным обусловливанием можно объяснить большинство приобретенных форм поведения. Такой же точки зрения придерживался и бихевиорист Уотсон, который через несколько лет после Павлова показал, как могли бы развиваться некоторые эмоциональные реакции, не включённые от рождения в естественный репертуар индивидуума (см. документ 7.1).

Научение в результате оперантного обусловливания

Как мы видели, реактивные формы поведения возникают в результате таких событий, при которых организм в основном пассивно испытывает внешние воздействия на какие-то его врождённые структуры.

Между тем для животных организмов особенно характерна активность: в любое время организм должен взаимодействовать со средой, стремясь удовлетворять свои потребности или избегать опасных ситуаций. Поэтому обстоятельства, в которые попадает организм и к которым он вынужден приспосабливаться, выбирая те или иные действия, способствуют формированию многих новых форм поведения.

Бихевиористы назвали такие формы поведения оперантными (от лат. operatio — действие), поскольку в этом случае все начинается с действия, совершаемого над окружающей средой; оно вызывает какие-то последствия, от которых и зависит, будет ли организм повторять это действие или, наоборот, избегать его. Таким образом, выработка подобных форм поведения осуществляется в результате закрепления тех действий, последствия которых для организма желательны, и отказа от действий, приводящих к нежелательным последствиям.

К оперантному научению можно отнести три разновидности: научение методом проб и ошибок, путем формирования реакции и путем наблюдения.

Научение методом проб и ошибок

При научении методом проб и ошибок индивидуум, встретившись с каким-либо препятствием, совершает попытки преодолеть его и при этом, постепенно отказываясь от неэффективных действий, находит в конце концов решение задачи.

Такой тип научения был открыт Торндайком (Thorndike, 1890) — одним из первых ученых, заинтересовавшихся процессами научения (рис. 7.2). В своих опытах Торндайк использовал так называемые проблемные клетки, в которые он помещал голодных кошек (рис. 7.3). Некоторые клетки открывались в том случае, если животное тянуло за верёвку, а в других нужно было приподнять запорный крючок. Торндайк подсчитывал, сколько попыток и сколько времени требовалось кошке для того, чтобы решить стоящую перед ней задачу — выйти из клетки и получить пищу, помещенную снаружи.

Рис. 7.2. Эдуард Торндайк, американский психолог (1874–1949). Он впервые стал изучать решение животными задач в лабораторных условиях. Работы Торндайка привели его к теории научения методом проб и ошибок и к закону эффекта, на котором основана эта теория.

Рис. 7.3. «Проблемная клетка», разработанная Торндайком в 1911 году. Кошка, помещенная в такую клетку, должна была методом проб и ошибок научиться нажимать на деревянную педаль, что благодаря системе блоков и верёвок позволяло открывать дверцу.

Наблюдая за животными, Торндайк заметил, что сначала их действия были чисто случайными, но в конце концов кошка «нечаянно» задевала верёвку или крючок, освобождалась и получала вознаграждение. Однако по мере увеличения числа попыток действия животных все больше сосредоточивались вокруг «ключевого» участка клетки, и число ошибок, а также и время, проведенное в клетке, быстро сокращалось. Торндайк представил эти результаты в виде кривых (рис. 7.4) и вывел закономерности, позволяющие объяснить эффективность такого метода «проб и ошибок». Согласно важнейшей из этих закономерностей — закону эффекта, — в случае, если какое-то действие приводит к желательным результатам, вероятность его повторения возрастает, а если к нежелательным последствиям — снижается (см. документ 7.2).