Зоопсихология. Элементарное мышление животных - Учебное пособие (Зорина З. А)

2.4. объективные методы изучения поведения и психики животных

Следующий этап в изучении поведения животных, и в частности наиболее сложных форм их психики, был связан с введением объек­тивных методов исследования в противовес господствовавшему в пси­хологии человека методу интроспекции — описанию психики на осно­ве самонаблюдения. Появляется целый комплекс близких, но само­стоятельных дисциплин — зоопсихология, экспериментальная и сравнительная психология, физиология высшей нервной деятельнос­ти; особое положение в этом списке занимает бихевиоризм. Сравни­тельная психология сопоставляет различные ступени психического раз­вития животных разного уровня организации. Такие исследования по­зволяют пролить свет на возрастание сложности психики животных в эволюционном ряду.

2.4.1. И. П. Павлов - основоположник учения о высшей нервной деятельности

Физиология высшей нервной деятельности, заложившая фунда­мент изучения физиологических основ психических явлений (подроб­нее см. 3.2), начинает формироваться в первом десятилетии XX века. В этот период практически параллельно Э. Торндайк в США разрабаты­вал основы экспериментальной психологии, а в России Иван Петрович Павлов (1849—1936) создавал новое направление в физиологии — учение о высшей нервной деятельности, целью которого было объек­тивное изучение психики животных и человека.

В основе учения И. П. Павлова лежал рефлекторный принцип, а «эле­ментарной единицей» всех проявлений высшей нервной деятельности был признан условный рефлекс (см. 3.2).

Первоначально Павлов считал условный рефлекс аналогом психо­логического термина «ассоциация» и рассматривал его как универсаль­ный приспособительный механизм.

В дальнейшем метод условных рефлексов действительно послужил одним из основных способов объективного изучения физиологических механизмов поведения и психики животных. Эта сторона научной деятельности И. П. Павлова широко известна, однако она не исчерпы­вает ни его реальных интересов, ни тех разносторонних работ, кото­рые проводились в его лабораториях. Так, наряду с углубленными исследованиями особенностей формирования условных рефлексов животных и человека в норме и патологии, в лаборатории И. П. Павлова как при его жизни, так и впоследствии проводился анализ и «безусловнорефлекторной деятельности» (т.е. инстинктов, хотя этот термин физиологи павловской школы почти не использовали). В той или иной степени были затронуты также проблемы онтогенеза поведения (опы­ты С. Н. Выржиковского и Ф. П. Майорова, 1933) и начались работы по генетике высшей нервной деятельности (подробнее см. гл. 9). Одна­ко менее всего известны эксперименты сотрудников павловской ла­боратории, которые внесли определенный вклад в исследование про­блемы мышления животных (подробнее об этом см. в 2.7).

2.4.2. Сравнительная характеристика обучения животных методом «проб и ошибок» в исследованиях Торндайка

Английский ученый Эдвард Торндайк (1874-1949) наряду с И. П. Павловым считается основателем научного метода исследова­ния процесса обучения у животных в контролируемых лабораторных условиях. Он первым из психологов применил к изучению психики животных экспериментальный подход. Такой подход несколько ранее был предложен немецким ученым Вильгельмом Вундтом (1832—1920) для изучения психики человека в противовес господствовавшему в тот период методу интроспекции, основанному на самонаблюдении.

Э. Торндайк в своих исследованиях применил метод так называе­мых «проблемных ящиков» (идея была подсказана К. Ллойдом-Морга­ном, который видел, как собака научилась открывать задвижку садо­вой калитки; см. рис. 3.5). Животное (например, кошку) помещали в запертый ящик, выйти из которого можно было, только совершив определенное действие (нажать на педаль или рычаг, открывающие задвижку). После множества «проб» (достаточно беспорядочных дви­жений), которые в своем большинстве бывают неудачными, т.е. «ошиб­ками», животное, наконец, совершает нужное действие, а при по­вторных помещениях в этот ящик выполняет его каждый раз быстрее и чаще.

По Торндайку, исходным моментом поведенческого акта являет­ся наличие так называемой проблемной ситуации, т.е. таких внешних условий, для приспособления к которым у животного нет готового двигательного ответа (т.е. видоспецифического инстинктивного акта). Решение проблемной ситуации определяется взаимодействием орга­низма как единого целого со средой. Выбор действий животное осущест­вляет активно, а формирование действий происходит путем упражнений.

В книге «Интеллект животных» (1898) Торндайк утверждал, что решение задачи является интеллектуальным актом.

Решение задачи появляется как результат активных действий индивида благодаря последовательному перебору различных манипу­ляций.

На основе экспериментальных данных Торндайк сформулировал ряд законов организации поведения при решении животным задач, основанном на «пробах и ошибках». Эти законы долгое время служили важной теоретической базой экспериментальной психологии.

Своими работами Торндайк положил начало объективному изу­чению поведения. Введенные им в практику лабораторного исследо­вания методы (в том числе и метод «проблемных ящиков») позволяли количественно оценивать ход процесса научения. Торндайк первым ввел графическое изображение успешности выработки навыка — «кри­вую научения» (см. рис. 3. 4Б).

Переход к строгой количественной оценке действий подопытного животного сделал Торндайка основоположником экспериментальной психологии животных. Он был первым, кто сопоставил скорость обу­чения у представителей разных таксономических групп (позвоночных и беспозвоночных). Его данные впервые свидетельствовали, что в це­лом скорость формирования простых навыков у всех млекопитающих приблизительно одинакова, хотя обезьяны обучаются несколько быс­трее других животных. Этот факт впоследствии был многократно под­твержден (Воронин, 1984) и оказал важное влияние на выбор объек­тов и направлений будущих исследований. Предполагалось, что коль скоро все позвоночные обучаются приблизительно одинаково быст­ро, то, по-видимому, закономерности и механизмы этого процесса целесообразно изучать на более доступных лабораторных животных — крысах и голубях. Многие десятилетия они были основными объекта­ми экспериментов, которые именовались «сравнительными», хотя на самом деле таковыми не являлись. Закономерности, обнаруженные при анализе процесса обучения у крыс и голубей, исследователи пе­реносили на всех представителей классов млекопитающих и птиц в целом. В следующих главах мы приведем примеры того, что во многих случаях такой перенос совершенно неправомерен.

Работы Торндайка впервые позволили экспериментально разде­лить различные формы индивидуально приспособительного поведе­ния. Первоначально предполагалось, что поведение животного в «про­блемном ящике» будет служить демонстрацией разумного решения задачи.

Торндайк показал, что в основе этого поведения лежит более про­стой процесс — обучение методом «проб и ошибок».

Таким образом, вклад Э. Торндайка в экспериментальную психо­логию состоит в следующем:

он одним из первых разработал метод изучения поведения в эксперименте, который надолго вошел в научный обиход;

сформулировал законы обучения, ввел количественные оцен­ки этого процесса и способ его графического отображения;

впервые дал сравнительную характеристику способности к обу­чению животных разных видов;

показал, что в основе поведения, которое можно расценить как проявление разума, во многих случаях лежат другие, более простые по своей природе процессы;

благодаря исследованиям Торндайка успешно развиваются со­временные направления экспериментальной сравнительной психологии.

2.4.3. Бихевиоризм. Работы Дж. Уотсона, Б. Скиннера и других

Создателем бихевиоризма (от англ. behavior) был американский ученый Джон Уотсон (1878-1958). Он выдвинул радикальную для сво­его времени (начало XX века) идею о том, что предметом психологии животных и/или человека должно быть только такое поведение, проявления которого можно зарегистрировать и оценить количест­венно. Этот подход еще более жестко и решительно, чем подход Торн­дайка, исключал применение интроспекции к изучению психики, а также попытки антропоморфических трактовок поведения животных с привлечением понятий «воля», «желание», «сознание» и т.п.

Основные положения бихевиоризма Дж. Уотсон четко сформули­ровал в программной статье в 1913 г. «Психология глазами бихевиориста». Он утверждал:

поведение построено из секреторных и мышечных реакций организма, которые в свою очередь детерминированы действу­ющими на животное внешними стимулами;

анализ поведения следует проводить строго объективно, огра­ничиваясь регистрацией внешне проявляющихся феноменов;

основным содержанием экспериментальной психологии явля­ется регистрация реакций в ответ на строго дозированное и контролируемое раздражение.

Эти положения произвели настоящий переворот в эксперимен­тальной психологии. Впоследствии они были дополнены и расшире­ны другими исследователями. Наиболее сильно течение бихевиоризма затронуло развитие американской психологии.

Жесткая концептуальная схема бихевиоризма породила целый ряд новых, специфичных для него терминов (см. 3.2.2.3). Именно бихевиористы были сторонниками упомянутой выше тенденции исследовать поведение только двух видов лабораторных животных — белой крысы и голубя. Они активно отстаивали тезис, что исследования психики дол­жны сводиться к изучению поведения, прежде всего к анализу связей между стимулами и возникающими на их основе реакциями (принцип «смежности» (contiguity) стимула и реакции). На долгие десятилетия формула «стимул-реакция» (S-R) стала рассматриваться как уни­версальная основа для интерпретации поведения.

Бихевиористы (последователи Дж. Уотсона) сознательно отбрасы­вали возможность того, что какие-то «промежуточные переменные», например процессы переработки информации в нервной системе, можно оценить путем регистрации поведения.

Сформулированные Уотсоном принципы получили очень широ­кое распространение и дальнейшее разноплановое развитие (см.: Ярошевский, 1997). Большой вклад в развитие бихевиоризма внес амери­канский исследователь Берхаус Ф. Скиннер (1904-1990). Он создал один из наиболее известных ныне методов изучения инструменталь­ных, или оперантных, условных рефлексов (так называемая скиннеров-ская камера, см. 3.2, рис. 3.6).

В процессе развития бихевиоризма появились экспериментальные факты, выводы из которых вступили в противоречие с основными догмами этого учения. В частности, Э. Толмен (см. 2.4.4) сформулиро­вал новую концепцию (необихевиоризм), допускавшую существова­ние физиологических процессов, которые опосредуют проявление реакции на стимул. Она послужила основой для последующего изуче­ния когнитивных процессов (см. 3.4).

В настоящее время убежденных сторонников «чистого» бихевиориз­ма практически не осталось. Используя высокоточные приемы количе­ственного анализа поведения (создание которых несомненно относится к заслугам бихевиоризма), современные экспериментальные психологи базируются в своих исследованиях на знаниях, накопленных наукой о поведении в целом. Как мы уже упоминали, эта тенденция — синтез научных направлений в общую теорию поведения, была основной в развитии науки о поведении второй половины XX века (см. также 2.9).

Отсутствие межвидовых различий в способности к элементарному обучению побуждало исследователей к поиску и созданию более слож­ных моделей его изучения. Исследования Биттермана (Биттерман, 1973; Bitterman, 1965), Харлоу (Harlow, 1949; 1958), Л. Г. Воронина (1984) и др. позволили обнаружить более высокие уровни организации условнорефлекторной деятельности (см. гл. 3).

Проблема мышления животных находилась за пределами ос­новных интересов бихевиористов хотя бы потому, что крысы и голуби, главные объекты их исследований, давали не слишком много пищи для ее анализа. Тем не менее исследования дифферен­цированного обучения голубей способствовали выявлению способнос­ти животных к обобщению — одной из основных операций, со­ставляющих суть мышления (см. гл. 5).

Вместе с тем, по мере накопления данных о наиболее сложных формах поведения животных, некоторые из бихевиористов (Epstein, Premack, Shusterman и др.) предпринимали попытки их трактовки в терминах теории «стимул-реакция», подобно тому как приверженцы павловского учения о высшей нервной деятельности пытались объяс­нять сходные факты как совокупность условных рефлексов. Примеры такого подхода мы рассмотрим в соответствующих разделах.

2.4.4. Когнитивные процессы у животных. Исследования Э. Толмена и И. С. Бериташвили

Психологическую концепцию американского исследователя Эд­варда Толмена (1886-1959) иногда называют необихевиоризмом. Она основывается на признании целенаправленности в поведении живот­ного. Толмен выдвинул представление о том, что животное учится выявлять, «что ведет к чему», причем то, что оно усваивает, может и не обнаруживаться внешне, в виде какой-либо деятельности («реак­ции»), но хранится в памяти в форме представлений или образов.

На основе экспериментов по обучению крыс в разных типах лаби­ринтов Толмен пришел к выводу, что схема Дж. Уотсона «стимул-реакция» недостаточна для описания поведения, поскольку при этом оно сводится к совокупности элементарных ответов на стимулы и как таковое теряет свое своеобразие. Для объяснения получаемых резуль­татов он выдвинул представление о том, что, находясь в лабиринте, животное обучается выявлять смысловые связи между элементами сре­ды (стимулами). Так, в разных типах экспериментов по обучению крыс он показал, что животные усваивают информацию об общих характе­ристиках экспериментальной камеры или лабиринта, хотя сначала это никак не сказывается на поведении.

С точки зрения Толмена, в процессе обучения животное приобре­тает знания (cognition) обо всех деталях ситуации, сохраняет их в форме внутренних представлений (infernal or mental representations) и может использовать в «нужные» моменты. У животного форми­руется некая «когнитивная карта», или «мысленный план», всех характеристик лабиринта, а затем по нему оно строит свое поведе­ние. «Мысленный план» может создаваться и в отсутствие подкреп­ления (латентное обучение; см. 3.4.2).

Придерживаясь в целом бихевиористской схемы «стимул-реакция» для объяснения своих данных, Толмен ввел представление о так называемых промежуточных переменных, т.е. внутренних процессах, которые «вклиниваются» между стимулом и ответной реакцией, оп­ределяя характер ее течения. К промежуточным переменным он отно­сил, в частности, мотивацию и формирование мысленных (внутрен­них) представлений. Сами эти процессы, по его мнению, могут быть исследованы строго объективно — по их функциональному проявле­нию в поведении.

Предположение Толмена о существовании у животных некоего «процесса представления» согласовывалось с данными, ранее полу­ченными американским психологом У. Хантером (Hunter, 1913). Для исследования такой способности он предложил метод отсроченных реакций, который позволял оценить, в какой степени животное спо­собно реагировать на воспоминание о стимуле в отсутствие этого ре­ального стимула (см. 3. 4.1).

Представления Э. Толмена лежат в основе практически всех совре­менных исследований когнитивных процессов у животных. Основные результаты его исследований были изложены в монографии «Целе­направленное поведение животных и человека» (1932). Д. Мак-Фар-ленд (1988) пишет, что он во многом опередил свое время и что его можно считать отцом современного когнитивного подхода в изучении поведения животных. Это особенно ясно из обзора работ, в которых проводится анализ формирования пространственных представлений у животных (O'Keefe, Nadel, 1978; Nadel, 1995; см. 3.4.3).

В отечественной физиологии сходные представления развивал Иван Соломонович Бериташвили (или Беритов, 1884—1974), создатель Ин­ститута физиологии Грузинской АН и известной грузинской нейрофизиологической школы. Еще в конце 20-х годов Бериташвили начал оригинальные экспериментальные исследования способности живот­ных к отсроченным реакциям. На их основе была создана гипотеза о «психонервных образах», согласно которой поведение собаки, постав­ленной в ситуацию решения задачи, определяется не действующими в данный момент стимулами, а мысленными представлениями о них, или их образами. Исследования и взгляды И. С. Бериташвили (1974), как и Э. Толмена, во многом опередили время, хотя его эксперименты были больше похожи на наблюдения, а результаты не всегда могли быть обработаны количественными методами. Труды школы И. С. Бери­ташвили, наравне с работами Толмена, стоят у истоков современных исследований когнитивных процессов у животных. Ученики Бериташви­ли (А. Н. Бакурадзе, Т. А. Натишвили и др.) исследуют нейрофизиоло-гические механизмы отсроченных реакций у животных и закономер­ности пространственной памяти (Натишвили, 1987). В них подтверж­дается его гипотеза о существовании у животных «психонервного процесса представления».

Продолжение и развитие положения И. С. Бериташвили получили в уни­кальных исследованиях Я. К. Бадридзе (1987). Он проанализировал онтогенез пищевого поведения волка — весьма трудного для экспериментальной работы животного. Длительные и подробные наблюдения за становлением рассудочной деятельности этого животного проводились как в условиях полусвободного со­держания, так и в природе. В настоящее время исследования Бадридзе связаны с разработкой проблемы реинтродукции редких и исчезающих видов млекопитающих в Грузии. Одно из необходимых условии решения таких задач автор видит в точном знании поведения животных в естественных условиях и, в частности, их реакции на человека и элементы антропогенной среды, которые, по его данным, осуществляются с участием различных форм элементарного мышления.