Обучение

Можно сказать, что происходит обучение, когда имеется какое-либо относительно постоянное адап­тивное изменение в поведении в результате прошлого опыта. Здесь можно выделить четыре общие кате­гории[214]:

(1) Наиболее универсальным типом, который обна­руживается даже у одноклеточных организмов[215], явля­ется привыкание, которое можно определить как ос­лабление реакции в результате повторения стимула, не сопровождающегося каким-либо подкреплением его значимости. Известный пример такого рода — исчезновение реакций тревоги или избегания на новые стимулы, которые оказываются безвредными: живот­ные к ним привыкают.

Этот феномен предполагает существование своего рода памяти, позволяющей узнавать стимулы, когда они повторяются. По гипотезе формативной причин­ности это узнавание обусловлено главным образом морфическим резонансом организма с его собствен­ными прошлыми состояниями, включая те, которые были вызваны новыми сенсорными стимулами. Этот резонанс служит для поддержания и фактически для определения идентичности организма с самим собой в прошлом (раздел 6.5). Повторяющиеся стимулы от окру­жения, отклики на которые не подкрепляются, станут действующей частью собственного «фона» организма. Наоборот, любые новые особенности окружения будут выделяться, поскольку они не распознаются как «свои»: обычно реакцией животного будет тревога или избега­ние именно потому, что стимулы ему незнакомы.

В случае некоторых стереотипных ответов, — таких как рефлекс отдергивания рожек у улитки Aplysia, при­выкание может происходить квазимеханистическим образом на основе предсуществующих структурной и биохимической специализаций в нервной системе (раздел 10.1). Но если так, эта специализация является вторичной и возникает, вероятно, в результате ситуа­ции, в которой привыкание более непосредственно зависит от морфического резонанса.

(2) У всех животных врожденные модели двигатель­ной активности выявляются по мере того, как индивид взрослеет. В то время как одни прекрасно действуют в первый же раз, когда они выполняются, другие совер­шенствуются со временем. Например, первые попытки птенца взлететь или детеныша млекопитающего — ходить могут быть успешными лишь отчасти, но они улучшаются после повторных усилий. Не все такие улучшения обусловлены практикой: в некоторых слу­чаях это просто результат созревания и происходит в такой же степени с течением времени у животных, которые были иммобилизованы[216]. Тем не менее многие виды двигательных приемов улучшаются таким спосо­бом, который нельзя приписать созреванию.

С точки зрения гипотезы формативной причин­ности этот тип обучения можно интерпретировать как регуляцию поведения. Морфический резонанс от бесчисленных прошлых особей данного вида автома­тически дает усредненную хреоду, которая руководит первыми попытками животного осуществить опреде­ленную врожденную модель движения. Эта стандарт­ная хреода может дать лишь приблизительно удовле­творительные результаты, например из-за отклонений от нормы органов чувств у животного, или его нервной системы, или двигательных структур. По мере того как движения совершаются, регуляция самопроизвольно вызывает к жизни «тонкие подстройки» к общей хреоде, а также к хреодам низшего уровня, которые она контролирует. Эти «подстроенные» хреоды будут ста­билизироваться путем морфического резонанса с про­шлыми состояниями самого животного, по мере того как будет повторяться эта модель поведения.

(3) Животные могут начать отвечать на какой-либо стимул реакцией, которая в норме вызывается другим стимулом. Такой тип обучения имеет место тогда, ког­да новый стимул действует одновременно или сразу же после начального стимула. Классическими приме­рами являются условные рефлексы, установленные И. П. Павловым на собаках. Например, у собак выде­ляется слюна, когда им предлагают пищу. В повторя­ющихся экспериментах, когда предлагалась пища, звонил колокольчик, и через некоторое время при звуке колокольчика у них начинала выделяться слюна даже в отсутствие пищи.

Крайняя степень выражения обучения этого типа встречается в запечатлении (импринтинге) у птенцов, особенно у утят и гусят. Вскоре после вылупления из яиц они инстинктивно реагируют на любой достаточно большой движущийся объект, следуя за ним. В нормаль­ных условиях это их мать, но они будут следовать также за приемными матерями, людьми или даже неодушев­ленными предметами, которые перед ними двигают. Через сравнительно короткое время они научаются распознавать общие черты движущегося объекта, а позднее и его особые черты. Тогда отклик в виде сле­дования вызывается только определенной птицей, человеком или объектом, который был у них запе­чатлен.

Аналогичным образом животные часто научаются узнавать индивидуальные особенности своих партне­ров или детенышей по виду, запаху или прикоснове­нию. Для развития такого узнавания требуется время: например, пара птиц лысух с только что вылупивши­мися птенцами будет кормить и даже «усыновлять» чужих птенцов, внешне похожих на их собственных, но когда их детенышам исполняется две недели, роди­тели узнают их по индивидуальным особенностям и уже далее не терпят никаких пришельцев, как бы они ни были похожи на их птенцов[217].

Подобный же процесс, вероятно, является при­чиной узнавания определенных мест, таких как гнез­довья, с помощью меток и других связанных с ними особенностей. По-видимому, такой тип обучения игра­ет важную роль в развитии зрительного распознавания вообще. Поскольку стимулы от объекта различаются в зависимости от угла, под которым он наблюдается, животное должно понять, что все они связаны с одной и той же вещью. Подобно этому, ассоциации между различными видами чувственных стимулов от одного и того же объекта — зрительных, слуховых, обонятель­ных, вкусовых и тактильных — обычно должны быть установлены в процессе обучения.

Когда новый и первоначальный стимулы действуют одновременно, на первый взгляд может показаться ве­роятным, что различные наборы физико-химических изменений, вызываемых этими стимулами в мозгу, постепенно становятся взаимосвязанными вследствие частого повторения. Но такая, кажущаяся простой интерпретация сталкивается с двумя трудностями.

Во-первых, новый стимул может иметь место не одно­временно с обычным, но предшествовать ему. В этом случае кажется необходимым предположить, что вли­яние стимула некоторое время сохраняется, так что оно еще присутствует, когда обычный стимул начина­ет действовать. О таком виде памяти можно думать по аналогии с эхом, которое постепенно затихает вдали. Существование такой краткосрочной памяти было продемонстрировано на опыте[218]; предположительно ее можно было объяснить действием резонансных (ревербераторных) цепей электрической активности мозга[219].

Во-вторых, обучение включает, по-видимому, опре­деленные разрывы, оно происходит по ступеням или стадиям. Это может объясняться тем, что связь между новым и начальным стимулами включает установле­ние нового моторного поля: поле, ответственное за начальный отклик, должно быть каким-то образом уве­личено, чтобы оно могло вместить новый стимул. В сущности, происходит синтез, в котором возникает новая моторная единица. А она не может появиться постепенно, но лишь в результате внезапного «кванто­вого скачка» (или нескольких последовательных «скач­ков»).

(4) Наряду с обучением ответу на определенный стимул после его получения животные также могут научиться вести себя так, что они достигают цели в ре­зультате своих действий. На языке школы бихевио­ризма в этой «обусловленности действием» (operant conditioning) ответ, «выдаваемый» животным, пред­шествует подкрепляющему стимулу. Классические примеры такого рода дают крысы в ящиках Скиннера. В этих ящиках имеется рычаг, который, если на него нажать, выдает съедобный шарик. После ряда попыток крыса уже может связывать нажатие рычага с награ­дой. Подобным же образом крысы научаются нажимать рычаг, чтобы избежать болезненной стимуляции электрошоком.

Ассоциация определенной модели движения с на­градой или с избеганием наказания наступает обычно в результате проб и ошибок. Но у приматов, особенно у шимпанзе, было обнаружено существование разума в общем более высокого порядка. В некоторых хорошо известных экспериментах, проведенных более пяти— десяти лет назад, У. Кёлер выяснил, что эти приматы способны решать проблемы с помощью своей «прони­цательности»[220]. Например, несколько шимпанзе поме­щали в высокую камеру с гладкими стенками, на кото­рые нельзя было влезть, с потолка свисала гроздь спелых бананов, причем они были слишком высоко, чтобы их можно было достать. После нескольких попыток добыть этот фрукт, вставая на задние ноги и подпрыгивая, они отказывались от такого способа. Через некоторое время какая-либо из обезьян бросала взгляд вначале на один из множества деревянных ящи­ков, которые были положены в камеру в начале экспе­римента, а потом на бананы. Затем эта обезьяна под­таскивала ящик под бананы и вставала на него. Это не позволяло подняться достаточно высоко, и тогда она приносила другой ящик, ставила его на первый, но и этого было недостаточно, тогда она добавляла третий, вскарабкивалась на него и срывала бананы.

Многие другие примеры такой сообразительности были продемонстрированы впоследствии другими экс­периментаторами: например, в одном эксперименте шимпанзе научились использовать палки, чтобы под­гребать к себе еду, помещенную за пределами клеток и вне их досягаемости. Они делали это быстрее, если им разрешалось играть с палками за несколько дней до эксперимента — в течение этого времени они учи­лись использовать палки в качестве функциональных «удлинителей» своих рук. Так, применение палок для приближения к себе еды представляло «интеграцию двигательных компонент, приобретенных во время предшествующего опыта, в новые подходящие модели поведения»[221].

При обучении как типа «проб и ошибок», так и с помощью «улавливания отношений» (инсайта) суще­ствующие хреоды объединяются в одно целое (инте­грируются) с новыми моторными полями высшего уровня. Такие синтезы могут происходить только путем внезапных «скачков». Если новые модели по­ведения оказываются успешными, они приобретают тенденцию к повторению. Следовательно, новые мо­торные поля будут стабилизированы морфическим резонансом, когда поведение, усвоенное в результа­те обучения, станет привычным.