Условно-рефлекторные основы управления поведением. Принципы сигнального управления

Контроль над поведением с помощью стимулов необходим при контактах с животными для управления их поведением. При общении между людьми управление с помощью сигналов необходимо тогда, когда работа идет в условиях, где обмен словесными символами затруднен или невозможен. Например, при высоком уровне шума или, когда действие должно совершиться очень быстро, нет времени на объяснения. Кроме того, что о значении сигнала можно предварительно договориться, эффективная работа с помощью этой системы предполагает обязательное участие условнорефлекторной деятельности, которая должна осуществляться на основе определенных правил. При условии, что такая сигнализация хорошо отлажена, она может обеспечить существенную экономию сил и времени, делая поведение взаимодействующих индивидов более оперативным и точным.

Эффективный контроль взаимодействия с помощью стимулов определяется четырьмя условиями, к каждому из которых следует относиться как к самостоятельному пункту программы выработки.

1. Поведение всегда осуществляется после подачи сигнала. Если речь идет о дрессировке собаки, то собака садится, когда ей приказывают.

2. Поведение никогда не возникает в отсутствие сигнала (во время работы или занятий собака никогда не садится спонтанно).

3. Поведение никогда не возникает в ответ на другие сигналы (если вы говорите «лежать» собака не должна садиться)

4. Никакое другое поведение не возникает в ответ на данный сигнал (когда вы говорите «Сидеть» собака не должна ложиться или скакать или лизать вам лицо).

Характерной особенностью сигнального управления является феномен стирания стимула. В противоположность безусловным рефлексам, где сила реакции прямо пропорциональна силе стимула, при выработанном рефлексе стимулу достаточно, всего лишь, быть узнанным. Он только вначале обучения должен быть контрастным и сильным. При многократном выполнении рефлекса эффективность воздействия стимула поддерживается значимостью самого рефлекса. Поэтому сила и выраженность стимула может снижаться вплоть до величины, за гранью которой этот стимул становится неочевидным и даже неразличимым для стороннего наблюдателя

Существует целый ряд примеров весьма показательных в этом отношении. Так, на рубеже XIX и XX веков в прессе появилась масса публикаций о том, что обычных животных, например, лошадей, можно выдрессировать так, что они смогут самостоятельно (без дрессировщика) осмысленно отвечать на вопросы людей. Наибольшую известность получил конь по кличке Умный Ганс (рис. 7.6). Он, якобы, умел решать труднейшие (для животного) задачи, такие как сложение и умножение, извлечение квадратных корней, и даже писал вполне осмысленные фразы. Правда, все эти действия он совершал, просто постукивая копытом. Однако, несмотря на то, что дискуссия о необычайных талантах Умного Ганса и подобных ему лошадей длилась практически весь ХХ век, до сих пор не вполне ясно, насколько умным был Умный Ганс и в чем, собственно, заключался его ум.

 

Рис. 7.6. На двух фото – конь Умный Ганс.

Начало истории этой лошади положил бывший учитель гимназии Вильгельм фон Остен. Он был сыном богатого помещика, но до получения наследства был стеснен в денежных средствах, в связи с чем преподавал математику и рисование в провинциальных городках Германии. Получив наследство, он купил дом в Берлине и занялся тем, о чем мечтал всю жизнь – дрессировкой лошадей. Осенью 1900 года фон Остен купил в России великолепного орловского рысака и назвал его Гансом. Ганс не только оправдал дерзкие надежды, но и намного превзошел их. За это вскоре он получил новую кличку – Умный Ганс. Фон Остен разработал таблицу перевода букв в числа, своеобразную азбуку Морзе, чтобы умный рысак мог отвечать на вопросы, отстукивая копытами. Через два года дрессуры тот стал понимать немецкие слова, составлять фразы и отвечать на заданные вопросы. Он прошел почти полный курс гимназии, во всяком случае, то, что лучше всего знал фон Остен – математику, историю и литературу. Его таланты были вполне сопоставимы с тем, что мог выполнить двенадцатилетний школьник.

В прессе развернулась ожесточенная дискуссия, поставившая под сомнение способности Умного Ганса. Чтобы положить конец пересудам, фон Остен предложил созвать авторитетную комиссию и проверить, умен ли Умный Ганс. Комиссия, в которую входили 13 авторитетных специалистов во главе с известным психологом Штумпфом, была создана в 1904 году. Заключение комиссии было категоричным: ни фокусничества, ни трюков, ни тайных сигналов в опытах нет. Но не все были удовлетворены выводами комиссии, и исследования чудо-лошади продолжились.

Профессор Оскар Пфунгст из берлинской лаборатории психологии совместно с главой первой комиссии психологом Карлом Штумпфом провел дополнительные эксперименты, чтобы выяснить, при каких условиях Умный Ганс дает правильные ответы на вопросы, а при каких ошибается. Давно известно, что непроизвольные движения глаз, сужение и расширение зрачков, изменение цвета кожных покровов, прерывистость дыхания могут выдать если не мысли, то чувства человека. Оказалось, конь ударял копытом до тех пор, пока человек смотрел на его ноги. Но как только человек заканчивал счет и смотрел на голову коня, тот немедленно прекращал стучать. Если же экспериментатор поднимал глаза раньше, Умный Ганс ошибался. Эксперимент имел неожиданное продолжение. Ведь у Ганса было не только острое зрение, но и чуткий слух – он подмечал малейшие неразличимые для человеческого уха изменения характера дыхания окружающих людей. Когда Пфунгст отгородился от коня простыней, тот было потерял способность отвечать на вопросы, но вскоре снова смог проявить свой необычный талант. Оказалось, конь ориентировался на то, что экспериментатор в момент проверки счета инстинктивно задерживал дыхание. В конечном итоге выяснилось, что правильность ответов Ганса зависит от многих факторов: знает ли лошадь экзаменатора, велико ли расстояние между человеком и лошадью, надеты ли на лошадь шоры. Умный Ганс успешно примечал едва заметную мимику, напряженность позы, и т.д. Но самым главным оказалось то, что Умный Ганс отвечал правильно только на вопросы, ответы на которые знает сам задающий вопрос. В серии экспериментов Пфунгст выяснил: если экспериментатор знал ответ, конь отвечал правильно в 98 % случаев, если же не знал – верными были не более 10 % ответов. Итак, Умный Ганс не умел ни считать, ни читать. Просто он умел хорошо наблюдать и сопоставлять результаты наблюдений с тем, что хотел хозяин или экзаменатор.

Заключение Пфунгста было таковым: хозяин или экзаменатор невольно «подсказывают» коню верный ответ благодаря бессознательным вазомоторным реакциям тела, тем самым, искажая результаты... Родился новый термин – «феномен Умного Ганса». Он обозначил ситуацию, в которой кто-либо бессознательно управляет поведением других, используя неявные непроизвольные сигналы.

Другим классическим примегом сигнального управления с обилием стертых стимулов, но уже у человека, является управление оркестра дирижером. Там, кроме очевидных для всех взмахов дирижерской палочки, присутствует огромное число практически незаметных для внешнего наблюдателя мимических движений лица, жестов рук, поз и т.д., адресованных всем оркестрантам или их отдельным группам и исполнителям. Эти условные сигналы индивидуальны и формируются в процессе репетиций оркестра.

 

7.3 Дифференцировочные условные рефлексы [Зорина, З.А., Полетаева, И.И., 2003]

С помощью неподкрепления условной реакции или вернее с помощью дифференцированного её подкрепления можно усовершенствовать условный рефлекс. Другими словами можно добиться, чтобы он выполнялся строго на данный стимул – на стимул с тонко обозначенными характеристиками – и не выполнялся на сходные стимулы. Таким образом, животное обучается дифференцировать весьма похожие сигналы.

Дифференцировочные условные рефлексы являются важным инструментом анализа функций нервной системы. Они позволяют оценить сенсорные способности животных. Выработав у животного условный рефлекс различения двух цветовых стимулов, можно, выравнивая их другие параметры, изучить механизмы восприятия цвета. Если животное в силу особенностей органов чувств не воспринимает различий между двумя зрительными стимулами, то выработать у него устойчивую дифференцировку такой пары стимулов невозможно.

Существует несколько способов выработки таких рефлексов.

1. Выработка рефлексов с последовательным или одновременным порядком предъявления стимулов. При последовательном предъявлении животное должно реагировать на стимул «А» и не реагировать на стимул «Б» (методика go – no go). При одновременном предъявлении стимулов животное учится дифференцировать их абсолютные признаки. Например, показывают круг и квадрат и предлагают выбрать один из них.

2. Выработка рефлексов с альтернативным или множественным выбором. При этом животному предъявляется два или более сходных стимулов. Например выбрать одну из кормушек, каждая из которых закрыта от прямого наблюдения ее содержимого, но снабжена одним их предлагаемых стимулов.

3. Предъявление стимулов может осуществляться в режиме чередования нескольких пар стимулов при систематическом варьировании второстепенных признаков. При систематическом варьировании второстепенных параметров стимулов можно оценивать способность животных различать не только данную конкретную пару раздражителей, но и их обобщенные, (отвлеченные) признаки, совпадающие у многих пар. Например, животных можно обучить различать не конкретные круг и квадрат, а любые круги и квадраты независимо от их размеров, цвета и ориентации. С этой целью в процессе обучения им предлагают новую пару стимулов (новые круг и квадрат). Новая пара отличается от всех остальных по всем второстепенным признакам стимулов – цвету, форме, размерам, ориентации, но сходна по их основному параметру – геометрической форме, различение которой и предполагается добиться. В результате такой дифференцировки у животных происходит обобщение основного признака и отвлечение от второстепенных. Такая задача может представиться очень сложной, но с ней справляются многие хищные млекопитающие и птицы – врановые и голуби.

При систематическом варьировании второстепенных признаков стимулов можно исследовать не только способность животных к обучению, но и более сложную форму их высшей нервной деятельности – способность к обобщению, которая составляет одно из важнейших свойств довербального мышления животных.