Высшая нервная деятельность. Психическая деятельность. Виды условных рефлексов. Динамический стереотип

Существует множество классификаций условных рефлексов:

§ Если в основе классификации положить безусловные рефлексы, тогда различают пищевые, защитные, ориентировочные и т. д..

§ Если в основе классификации лежат рецепторы, на которые действуют стимулы, различают экстероцептивные, интероцептивные и проприоцептивные условные рефлексы.

§ В зависимости от структуры применяемого условного стимула различают простые и сложные (комплексные) условные рефлексы.
В реальных условиях функционирования организма в качестве условных сигналов выступают, как правило, не отдельные, одиночные раздражители, а их временные и пространственные комплексы. И тогда условным стимулом выступает комплекс сигналов окружающей среды.

§ Различают условные рефлексы первого, второго, третьего и т. д. порядка. Когда условный стимул подкрепляется безусловным, то образуется условный рефлекс первого порядка. Условный рефлекс второго порядка образуется в том случае, если условный стимул подкрепляется условным раздражителем, на который ранее был выработан условный рефлекс.

§ Натуральные рефлексы формируются на раздражители, являющиеся естественными, сопутствующими свойствами безусловного стимула, на базе которого они вырабатываются. Натуральные условные рефлексы по сравнению с искусственными отличаются большей легкостью образования и большей прочностью.

8. Интеллектуальное поведение. Структура интеллекта (по Гилфорду).

Интеллектуальное поведение нужно, когда необходимо как можно быстрее найти решение новой задачи, чего нельзя достичь с использованием метода проб и ошибок.

Интеллектуальная реакция является прежде всего реакцией внутреннего плана. Это значит, что она происходит в голове и не предполагает какой-либо внешней активности. За интеллектуальные реакции отвечает некоторая психическая структура, обычно именуемая интеллектом. В отличие от метода проб и ошибок, в процессе которого постепенно вырабатывается условный рефлекс, являющийся правильным решением, интеллектуальный способ приводит к решению задачи раньше, и после найденного решения ошибок уже не наблюдается

Интеллект - это сложная психическая функция, отвечающая за способность к решению разнообразных задач.

Интеллект включает в себя компоненты, позволяющие:

• получить опыт, необходимый для решения задачи,
• запомнить этот опыт,
• преобразовать опыт, приспособить его для решения задачи (скомбинировать, обработать, обобщить и т.п.), в конечном итоге – найти решение
• оценить успешность найденного решения,
• пополнить «библиотеку интеллектуальных способов решения».

Любую интеллектуальную реакцию можно представить в виде структуры базовых когнитивных функций:

• восприятие исходных данных задачи,
• память (поиск и актуализация прошлого опыта, относящегося к задаче),
• мышление (преобразование опыта, нахождение решения и оценка результата).

Восприятие + Память + Мышление → Интеллектуальная реакция.

По Гилфорду, интеллект - это множество интеллектуальных способностей.

Обрабатываемая информация → Интеллектуальные операции → Продукты интеллектуальных операций.

Любая интеллектуальная способность характеризуется тремя параметрами:

• типом интеллектуальной операции,
• видом обрабатываемой информации,
• типом полученного продукта.

Гилфорд выделял следующие типы интеллектуальных операций:

Виды обрабатываемой информации (по степени абстракции):

1. Образная информация (О)- чувственно-обобщенный результат непосредственного восприятия какого-либо объекта.

2. Символьная информация (С) - это некоторая система обозначений реальных или идеальных объектов.

3. Понятийная (смысловая) информация (П) - смысловое значение явлений, объектов, знаков.

4. Поведенческая информация (В) связана с общими поведенческими характеристиками человека или группы.

Продукты интеллектуальных операций:

• Импликация (И) связана с переносом свойств, характеристик, структуры от одного объекта к другому (напр., построение аналогии).

Согласно модели Гилфорда каждая тройка параметров представляет собой элементарную интеллектуальную способность:

тип операции / тип информации / тип продукта (ВОЕ = восприятие образной информации, в результате которой получается продукт – единица - восприятие картины как неделимого целого).

Модель Гилфорда можно использовать для решения практических задач развивающего обучения:

• для оценки уровня интеллектуального развития;
• при подборе учебных задач к изучаемой теме;
• при определении порядка следования учебных задач, для реализации одного из основных дидактических принципов «от простого к сложному».

Рефлекс как психический механизм работает успешно, когда животное (человек) попадает в ситуацию уже встречавшуюся в его опыте. Опыт лежит и в основе образования новых реакций. Специально для ускоренного приобретения важных условных реакций многие животные проходят период обучения, который имеет форму игры.

Вероятно, что некоторые виды животных в процессе своего существования сталкивались с ситуациями, где выживание зависело от того, насколько быстро будет решена задача. В этих ситуациях выживал не тот, кто долго подбирал способ решения, тренировал свои условные рефлексы, а тот, кто сумел преобразовать накопленный опыт и на основе этого преобразования смог практически сразу решить новую задачу. Например, если в борьбе за пищу необходимо как можно быстрее достать высоко висящий плод, то животное которое сразу находило предмет, с помощью которого этот плод можно сбить существенно выигрывало у животного, которому нужно было для достижения того же результата использовать метод проб и ошибок. Таким образом в филогенезе определилась новая линия поведенческого развития -интеллектуальное поведение. Интеллектуальное поведение связано с появлением реакций нового вида - интеллектуальных. Не раскрывая подробно проблемы, связанные с механизмом возникновения и особенностями развития интеллектуальных реакций (именно это будет предметом дальнейшего изучения), попробуем определить то, что мы будем понимать под интеллектуальными реакциями и представить себе все их многообразие.

Для начала отметим, что интеллектуальная реакция является прежде всего реакцией внутреннего плана. Это значит, что она происходит в голове и не предполагает какой-либо внешней активности. За интеллектуальные реакции отвечает некоторая психическая структура, обычно именуемая интеллектом. В отличие от метода проб и ошибок, в процессе которого постепенно вырабатывается условный рефлекс, являющийся правильным решением, интеллектуальный способ приводит к решению задачи раньше, и после найденного решения ошибок уже не наблюдается (см. рис. 12).

Рис. 12. Качественное сравнение результатов интеллектуального и неинтеллектуального способа решения задачи

Интеллект обычно описывают как некую сложную психическую функцию, отвечающую за способность к решению разнообразных задач. Исходя из общих представлений о процессе решения задач, можно сказать, что интеллект как сложная психическая функция включает в себя компоненты, позволяющие:

· получить опыт, необходимый для решения задачи,

· запомнить этот опыт,

· преобразовать опыт, приспособить его для решения задачи (скомбинировать, обработать, обобщить и т.п.), в конечном итоге – найти решение

· оценить успешность найденного решения,

· пополнить «библиотеку интеллектуальных способов решения».

Указанные компоненты интеллекта определяют многообразие интеллектуальных реакций. В то же время любую интеллектуальную реакцию можно представить в виде структуры базовых когнитивных функций (рис. 13):

· восприятие исходных данных задачи,

· память (поиск и актуализация прошлого опыта, относящегося к задаче),

· мышление (преобразование опыта, нахождение решения и оценка результата).

Рис. 13 Когнитивная структура интеллектуальной реакции.

Перечисленные выше интеллектуальные компоненты дают лишь весьма схематичное представление о структуре интеллекта. Более детальное описание этой структуры было в свое время предложено Дж. Гилфордом . В модели Гилфорда интеллект представлен как своего рода вычислительная машина, которая с помощью системы элементарных операций способна обрабатывать разнообразную входную информацию для получения определенных результатов - интеллектуальных продуктов (рис 14). Слово «способна» подчеркнуто потому, в модели Гилфорда интеллект рассматривается прежде всего как множество интеллектуальных способностей.

Рис. 14 Интеллект как обработчик информации.

Любая интеллектуальная способность характеризуется тремя параметрами:

· типом интеллектуальной операции,

· видом обрабатываемой информации,

· типом полученного продукта.

Гилфорд выделял следующие типы интеллектуальных операций:

Восприятие (В) - операция, использующаяся для получения необходимой информации, опыта.

Память (П)- необходима для запоминания опыта.

Дивергентные операции (Д) позволяют преобразовывать полученный опыт, получать его комбинации, множество вариантов решений, придумывать на его основе новое.

Конвергентные операции (К) используются для получения единственного варианта решения на основе логических и причинно следственных связей.

Оценка (О) - предназначена для сопоставления найденного решения с количественными или качественными критериями.

Каждая из интеллектуальных операций может производиться с различными видами информации. Эти виды отличаются степенью абстракции обрабатываемых информационных сообщений. Если расположить виды информации по возрастанию их степени абстракции, то получится приведенная ниже последовательность.

Образная информация (О)- чувственно-обобщенный результат непосредственного восприятия какого-либо объекта. Образ объекта это то, как мы можем себе этот объект представить, и как бы его увидеть или услышать в собственном представлении. Образ всегда конкретно чувственен, и в то же время чувственно обобщен, поскольку он является результатом запоминания, наслоения друг на друга и комбинирования прежних ощущений.

Символьная информация (С) - это некоторая система обозначений реальных или идеальных объектов. Обычно под символом понимается некоторый знак, указывающий на какой-то объект (группу объектов), и как правило имеющий один или несколько общих признаков или условных связей с обозначаемым объектом. Например математический знак R указывает на множество вещественных чисел. Знак представляет собой сокращение слова «rational» (связь с обозначаемыми объектами)

Знак чаще всего имеет очень мало сходства с обозначаемым объектом, поэтому можно сказать, что символьная информация более абстрактна, чем образная информация.

Понятийная (смысловая) информация (П) - смысловое значение явлений, объектов, знаков. К понятийной информации относятся и функциональное значение предмета (то, зачем предмет нужен), и смысловое содержание знака. Например, функциональное значение ножа - «инструмент для резания», а смысловое значение математического знакаR -все вещественные числа.

Поведенческая информация (В)связана как с общими поведенческими характеристиками человека (степень активности, эмоции, мотивы), так и с поведенческими характеристиками группы (ролевая дифференциация членов группы, система отношений внутри группы, правила, нормы поведения, представление о морали в группе)

Продукты интеллектуальных операций являются теми результатами, решениями, которые удалось получить после выполнения интеллектуальных операции. Продукты отличаются друг от друга как по сложности, так и по виду изменений, произошедших с исходной информацией. Согласно модели Гилфорда существует шесть типов продуктов.

Единица (Е) - элементарный продукт, своего рода атом. Единицей может быть одно свойство, параметр или один объект, как бы не имеющий структуры, или структура которого не существенна для интеллектуальной операции.

Класс (К) - совокупность единиц, объединенных каким-то способом. Наиболее важный способ объединения - обобщение. Этот продукт является результатом решения задач распознавания и классификации.

Отношение (О) получается, когда интеллектуальная операция выявляет, зависимость, соотношение, связь каких-то объектов или характеристик.

Система (С) упрощенно может быть представлена как совокупность единиц (элементов системы), связанных между собой.

Трансформация (Т) - получение в результате интеллектуальной операции каких-либо изменений исходной информации.

Импликация (И) связана с переносом свойств, характеристик, структуры от одного объекта к другому. Яркий пример импликации - построение аналогии.

Согласно модели Гилфорда каждая тройка параметров (тип интеллектуальной операции, вид обрабатываемой информации и продукт интеллектуальной реакции) представляет собой элементарную интеллектуальную способность. Множество интеллектуальных способностей, полученное с помощью всевозможных комбинаций значений этих трех параметров, образуют структуру интеллекта, которую изображают как правило в виде размеченного параллелепипеда (рис. 15). Наличие наборов развитых способностей являются фактором успешного решения различных задач.

Рис. 15. Структура интеллекта (по Гилфорду)

Нетрудно подсчитать количество элементарных способностей. Для этого надо перемножить количество типов операций (5), типов информации (4) и типов продуктов (6), в результате получится 120. Это число может быть еще больше, если учесть, что существует несколько типов образной информации (визуальная, аудиальная, и т.д.). Каждую из способностей обозначают в виде тройки заглавных букв:

Первая буква обозначает тип операции,

Вторая буква обозначает тип информации,

Третья буква обозначает тип продукта.

Например ВОЕ – восприятие образной информации, в результате которой получается продукт – единица. Этот тип интеллектуальных способностей обеспечивает восприятие художественного образа картины как недифференцированного целого.

Модель Гилфорда можно использовать для решения практических задач развивающего обучения. Во-первых - для оценки уровня интеллектуального развития. Поскольку развитый интеллект предполагает развитие всех интеллектуальных способностей, для определения уровня развития в каждом конкретном случае достаточно определить, какие из 120 способностей развиты, а какие нет. Это делается с помощью системы тестовых заданий, где каждое из заданий соотносится (коррелирует) с определенной интеллектуальной способностью.

Во-вторых - при подборе учебных задач к изучаемой теме. Прежде всего модель помогает избежать ошибку односторонности, когда преподаватель дает однотипные задачи, активизирующие какую-нибудь одну интеллектуальную способность. Например, когда в качестве задачи учебного занятия ставится запоминание единичных фактов (способность ППЕ). Иногда обучение вообще базируется на запоминании, повторении того, о чем рассказал преподаватель («репродуктивный метод»). Другая крайность - пренебрежение твердыми и устойчивыми знаниями, появляющимися при заучивании и преимущественная ориентация на дивергентные операции («эвристический метод»).

Требование полноценного изучения темы должно быть связано с освоением достаточно большого набора интеллектуальных операций с информацией разного уровня абстракции, получением продуктов разного типа.

В третьих - при определении порядка следования учебных задач, для реализации одного из основных дидактических принципов «от простого к сложному». Значения трех параметров интеллектуальных способностей, расположенные соответственно на трех осях размещаются там не в случайном порядке, а в порядке, соответствующем объективным законам развития. Что бы мы ни изучали, всегда первые операции с новым материалом начинаются с восприятия и запоминания некоторых единичных образных представлений (ВОЕ, ПОЕ). Со временем эти представления складываются в понятийную систему (ВПС). Необходимо только пояснить, почему поведенческий тип информации является самым сложным. Это становится понятным, если учесть, что выполнение поведенческих операций Гилфорд рассматривал прежде всего в социальном контексте (функционирование человека в некоторой социальной среде). Процессы социализации в полной мере становятся определенными, когда человек приступает к профессиональной деятельности. Поэтому операции с поведенческой информацией являются самыми сложными.

Модель Гилфорда интересна не только благодаря своей практической значимости, она позволяет представить общую структуру психических функций, являющуюся результатом филогенеза и онтогенеза. Модель наглядно показывает, что появившиеся на более поздних этапах психические функции не вытесняют более примитивные формы, а дополняют структуру психики новыми элементами.

Однако эта модель не лишена недостатков. Одним из сомнительных ее допущений является независимость элементарных интеллектуальных способностей. В следующих разделах пособия будут обсуждаться различные виды психических функций, появившиеся именно благодаря влиянию одних когнитивных функций на другие (например апперцепция или мнемонические способности).

Можно сделать аналогичные замечания не только относительно системы элементарных способностей, но и относительно различных видов поведения. Развитие интеллектуального поведения никак не отменяет поведение, основанное на инстинктах или условных рефлексах, оно лишь включается в общую структуру поведения, оказывая при этом заметное воздействие на некоторые старые ее подструктуры.

В этом можно убедиться, рассмотрев влияние интеллекта на инстинктивное и условно-рефлекторное поведение. Как уже было сказано, условный рефлекс может подавить проявление инстинкта. Но с таким же успехом интеллект может справиться и с инстинктом.

Воздействие интеллекта на инстинктивное поведение, в частности, может выражаться в уже упомянутом выше механизме сублимации. Психическая энергия направляется не на удовлетворение инстинктивных потребностей, а на решение творческих задач, использующих дивергентные и конвергентные интеллектуальные операции.

Часто подавление инстинктивных и условно-рефлекторных реакций происходит под управлением такой важной для направленного развития психической функции как воля. Воля окончательно формируется на интеллектуальном этапе онтогенеза. Главной характеристикой волевого процесса является наличие цели и координация всего поведения в соответствие с ней. В качестве цели может выступать эмоционально переживаемый образ или идея. Так принесение себя в жертву ради религиозной или социальной идеи служения является ярким примером подавления инстинкта самосохранения.

Итак, процесс развития поведения в онтогенезе и филогенезе в конечном счете сводится к развитию интеллектуального поведения. Поскольку важнейшими компонентами интеллектуального поведения являются когнитивные функции (внимание, восприятие, память и мышление), необходимо проанализировать процессы развития этих функций в филогенезе и онтогенезе и на основании этого анализа выявить общие закономерности.

9. Восприятие как психическая функция. Закон структуры.

Восприятие - это процесс формирования внутреннего образа предмета или явления из информации, поступившей через органы чувств. Синоним слова «восприятие» - перцепция .

Вопрос «каковы алгоритмы человеческого восприятия» есть одна из фундаментальных проблем современной науки, весьма далекая от разрешения. Именно поиск ответа на этот вопрос породил к жизни проблематику искусственного интеллекта. Сюда же относятся такие области, как теория распознавания образов, теория принятия решений, классификации и кластер-анализ и т.д.

Рассмотрим пример: человек увидел что-то и воспринял это как корову. Как известно, чтобы что-то найти, надо прежде всего знать, что искать. Значит, психика этого человека уже располагает каким-то набором признаков коровы - но каким? Как взаимодействуют эти признаки между собой? Стабильны они или изменяются со временем?

На самом деле все это - основополагающие вопросы. Хорошей иллюстрацией здесь может служить определение, которое было дано корове на симпозиуме по проблемам классификации и кластер-анализу (США, 1980): «Мы называем объект коровой в том случае, если этот объект имеет достаточно свойств коровы, причем, быть может, ни одно из свойств не является определяющим». Обратим внимание на то, что это определение одновременно итеративно и циклично, то есть для принятия решения согласно этому определению нужно постоянно вводить в рассмотрение новые признаки и сравнивать результат с неким, уже имеющимся, цельным образом.

Подобные проблемы, конечно, решаются и техническими средствами. Однако даже достаточно простые задачи - распознавание ракеты на сравнительно ясном небе, распознавание голоса (в стандартизованных условиях), распознавание почерка, распознавание лиц (с большими ограничениями) - требуют для своего решения очень высокого уровня программных и аппаратных средств.

С другой стороны, человек легко справляется с такими проблемами, а вычислительные возможности человека, как мы уже видели, по порядку величин сопоставимы с возможностями современных компьютеров. Следовательно, человеческое восприятие строится на высокопродуктивных механизмах и алгоритмах переработки информации , из которых на сегодняшний день известны очень немногие - первичная фильтрация, классификация и структурирование, специальные алгоритмы организации восприятия, фильтрация на высших уровнях переработки информации .

Первичная фильтрация. Каждый вид, и в том числе человек, обладает рецепторами, позволяющими организму получать ту информацию, которая наиболее полезна для его приспособления к окружающей среде, т.е. у каждого вида свое восприятие реальности. Для некоторых животных реальность состоит в основном из запахов, большей частью нам неизвестных, для других - из звуков, в значительной части нами не воспринимаемых. Другими словами, уже на уровне органов чувств происходит первичная фильтрация поступающей информации.

Классификация и структурирование. Человеческий мозг обладает механизмами, которые упорядочивают процессы восприятия . В любой момент раздражители воспринимаются нами соответственно тем категориям образов, которые постепенно устанавливаются после рождения. Некоторые сигналы, более привычные, распознаются автоматически, почти тотчас же. В других случаях, когда информация новая, неполная или неоднозначная, наш мозг действует путем выдвижения гипотез , которые он одну за другой проверяет, чтобы принять ту, которая кажется ему наиболее правдоподобной или наиболее приемлемой. Способ классификации у каждого из нас тесно связан с нашим предварительным жизненным опытом.

Алгоритмические процедуры, используемые при организации восприятия . Они лучше всего были проанализированы в работах представителей гештальтпсихологии.

Разделение образа (картинки) на фигуру и фон . Наш мозг имеет врожденную тенденцию структурировать сигналы таким образом, что все, что меньше, имеет более правильную конфигурацию или имеет для нас какой-то смысл, воспринимается как фигура, а все остальное - как гораздо менее структурированный фон. Это же относится и к другим модальностям (собственная фамилия, произнесенная в шуме толпы, является для человека фигурой на звуковом фоне). Картина восприятия перестраивается, если фигурой становится в ней же другой объект. Примером может служить изображение «» (рис. 8).

Рис. 8. Ваза Рубина

Заполнение пробелов . Мозг всегда старается свести фрагментарное изображение в фигуру с простым и полным контуром. Например, отдельные точки, расположенные по контуру креста, воспринимаются как цельный крест.

Группировка элементов по разным признакам (близости, сходства, единого направления). Продолжение беседы в общем шуме голосов возможно только потому, что мы слышим слова, произносимые одним голосом и тоном. В то же время мозг испытывает большие затруднения, когда ему одним и тем же голосом одновременно передаются два разных сообщения (например, в два уха).

Таким образом, из различных интерпретаций , которые могли бы быть сделаны относительно серии элементов, наш мозг чаще всего выбирает самую простую, самую полную или ту, которая включает наибольшее число рассмотренных принципов.

Фильтрация на высших уровнях переработки информации. Несмотря на то, что наши органы чувств и ограничены первичной фильтрацией, тем не менее они находятся под непрерывным воздействием раздражителей. Поэтому нервная система имеет ряд механизмов вторичной фильтрации информации.

Сенсорная адаптация действует в самих рецепторах, уменьшая их чувствительность к повторяющимся или длительным стимулам. Например, если в солнечный день выйти из кинотеатра, то в первый момент ничего не видно, а затем картинка нормализуется. В то же время человек менее всего способен адаптироваться к боли, так как боль - сигнал об опасных нарушениях работы организма, и с нею напрямую связана функция его выживания.

Фильтрация с помощью ретикулярной формации . Ретикулярная формация блокирует передачу на расшифровку не очень важных для выживания организма импульсов - в этом состоит механизм привыкания. Например, горожанин не ощущает химический привкус питьевой воды; не слышит шум улицы, будучи занят важным делом.

Таким образом, фильтрация с помощью ретикулярной формации представляет собою один из полезнейших механизмов, благодаря которому индивидуум может легче заметить любое изменение или любой новый элемент в окружающей обстановке и противостоять ему в случае необходимости. Этот же механизм позволяет человеку решать важную задачу, игнорируя все помехи, то есть повышает помехозащищенность человека как системы обработки информации.

Эти механизмы сформировались в процессе эволюции и хорошо обеспечивают функции человека на уровне индивида. Но они часто становятся вредными на уровне межличностных отношений, сравнительно молодых в эволюции. Так, часто в другом человеке мы видим то, что ожидаем увидеть, а не то, что есть на самом деле; особенно это усиливается эмоциональной окраской. Таким образом, взаимное непонимание между людьми имеет глубинную природу, и противодействовать ему можно и нужно только сознательно, не ожидая, что «все образуется само собой».

10. Биологически обусловленное восприятие. Изменение его роли в филогенезе.

На ранних стадиях филогенеза, некоторые животные обладают рецепторами, воспринимающими сразу несколько видов раздражителей.

Направления специализации (появление особых видов рецепторов, возрастание их чувствительности) связаны прежде всего с необходимостью выживания в той или иной среде обитания при тех или иных условиях.

В онтогенезе происходит функциональная дифференциация рецепторов и меняется роль органов чувств в процессе роста ребенка. На ранних этапах онтогенеза большую роль играют осязание и ощущение.

Рассмотрим строение зрительного аппарата лягушки и кошки.

На уровне ганглий у лягушки выполняются специальные функции обработки, суть которых состоит в детектировании (выделении из изображения):

• границы,
• движущегося закругленного края (детекторы насекомых),
• движущейся границы,
• затемнения.

Сила возбуждения зависит от скорости движения. Такой тип детектора позволяет лягушке обнаруживать движение в определенном диапазоне скоростей (напр., еду - насекомых).

Аппарат первичной обработки зрительных стимулов лягушки специализирован, он практически сразу выдает готовое решение задачи распознавания важных для ее жизнедеятельности объектов.

У кошки зрительное поле рецепторов как бы разбито на элементы. В каждом из таких элементов происходит обработка возбуждения за счет особых синаптических связей. Часть синаптических связей, получающих сигналы с периферийного кольца зрительного элемента при воздействии света дают торможение (ослабление) сигнала, а остальная часть синапсов, связанная с центральным кругом зрительного элемента, наоборот - возбуждение (усиление сигнала).

Если зона торможения освещена, а зона возбуждения остается в тени, элемент производит торможение, которое тем больше, чем больше освещена зона торможения. Если свет падает и на зону возбуждения и на зону торможения, возбуждение элемента становится больше, чем в предыдущем случае. Оно будет максимальным при полной освещенности зоны возбуждения и минимальной освещенности зоны торможения. Таким образом очевидно, что элементы зрительного поля кошки реагируют на световой перепад, то есть являются детекторами контраста.

Детектора контраста явно недостаточно, чтобы распознать объект, для этого требуется еще дополнительная обработка. Но эта обработка у кошки уже осуществляется не на стадии первичной обработки, а на более поздней стадии, связанной с работой центральной нервной системы.

Первичное (биологическое) восприятие использует для обработки информации некоторый запомненный на генетическом уровне алгоритм. Можно сказать, что это вид восприятия является недифференцированной психической функцией поскольку включает в себя генетическую память и мышление (обработка информации).

Специализированные методы предварительной обработки сенсорной информации уступают более общим методам, которые недостаточны для распознавания и требуют дальнейшей обработки информации. Указанная организация восприятия позволяет организму успешно взаимодействовать с разнообразными и даже неизвестными объектами, адекватно реагировать на них, тем самым обеспечивается лучший механизм приспособления. Сравнение стадий первичной обработки кошки и лягушки показывает уменьшение роли первичной обработки информации.

Роль восприятия в филогенезе и онтогенезе снижается, также как и снижается роль инстинктивного поведения.

Также как первая ступень поведения – инстинктивное поведение биологически обусловлено, так и первый вид восприятия в онтогенезе и филогенезе тесно связан с биологической, наследственной структурой сенсорного аппарата организма, то есть со структурой его нервной системы.

Сенсорный аппарат обеспечивает прием информации из внешней среды и формирование того, что обычно называют ощущением. Рассмотрим общие тенденции развития этого аппарата в филогенезе и онтогенезе. Как уже было сказано, сенсорный аппарат появляется на той стадии филогенеза, когда у организмов формируется нервная система, появляются специализированные клетки, отвечающие за прием внешнего сигнала-раздражителя - рецепторы и клетки, выполняющие обработку принятой информации - нейроны.

Первое направление развитие, которое следует указать - развитие системы рецепторов. Их наборы обеспечивают первичный прием информации (зрительной, слуховой, тактильной) от раздражителя и возникновение ощущения. Исходя из общего закона развития, можно предположить, что в филогенезе наблюдается функциональная дифференциация системы рецепторов.

В самом деле, на ранних стадиях филогенеза существовали рецепторы, принимающие несколько видов сигналов. Многие виды медуз, например, обладают рецепторами, которые могут реагировать на несколько типов раздражителей: они чувствительны к свету, к силе тяжести и к звуковым колебаниям .

В дальнейшем происходил переход от рецепторов недифференцированного типа к специализированным группам, отвечающим за отдельные ощущения. Направления специализации (появление особых видов рецепторов, возрастание их чувствительности) связаны прежде всего с необходимостью выживания в той или иной среде обитания при тех или иных условиях. У каждого вида животных в филогенезе сформировался тот или иной доминирующий (главный) информационный канал восприятия. У многих видов птиц, например, лучше всего развито зрение, так как оно используется для поиска пищи. У собак лучше всего развит нюх, у змей - восприятие теплового поля и т.д.

В онтогенезе можно увидеть аналогичную картину развития сенсорного аппарата. Происходит функциональная дифференциация рецепторов и меняется роль органов чувств в процессе роста ребенка. Рассмотрим изменение роли органов чувств, которое можно отследить в течение первого года жизни. Главную роль в ощущениях младенца играют осязание и вкус, поскольку главнейшей задачей является поиск материнской груди и питание. В дальнейшем начинает активно развиваться зрительный аппарат и сопутствующие этому развитию моторные системы. В течение первых полутора месяцев жизни появляется аккомодация зрачка (механизм настройки на резкость) и способность координированного движения глаз, благодаря которой ребенок может рассматривать части предмета, переводить взгляд с одного предмета на другой и отслеживать движущиеся объекты. С 3-4 месяцев ребенок способен узнавать знакомые лица. В дальнейшем в развитии восприятия все большую и большую роль начинают играть мышление и память.

От развития сенсорного аппарата перейдем теперь к рассмотрению развития следующего звена в механизме восприятия - развитию первичной обработки информации. Первичная обработка осуществляется на «аппаратном» уровне, то есть за счет особого строения системы нейронов и особого вида самих нейронов, связанных с системой рецепторов. Строение системы первичной обработки передается по наследству, следовательно, способ этой обработки является биологическим фактором.

Для выявления тенденций развития аппарата первичной обработки в филогенезе рассмотрим изменение принципов функционирования этого аппарата при переходе от животного, стоящего на более низкой ступени развития - лягушки к животному с более высокоорганизованной нервной системой - кошке.

Натуральными называются такие условные рефлексы, которые образуются на свойства безусловных раздражителей - запах, цвет, форму и т. д.

Мы уже приводили пример с ребенком, ни разу не пробовавшим лимона. Такой ребенок на вид, запах и форму лимона никакой пищевой реакции не проявляет. Однако достаточно ему попробовать лимон, как уже его вид, запах, форма вызывают слюноотделение. Это происходит потому, что образовался натуральный условный на эти свойства лимона. Такие натуральные условные рефлексы образуются не только на свойства безусловного раздражителя, но и на другие раздражители, которые всегда сопровождают этот безусловный раз дражитель. От натуральных условных рефлексов отличают искусственные условные рефлексы. Так называются условные рефлексы, которые образуются на раздражители, не связанные с безусловным и не являющиеся его свойством.

ВОЗБУЖДЕНИЕ И ТОРМОЖЕНИЕ В КОРЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Два взаимосвязанных процесса - возбуждение и торможение, непрерывно протекают в коре головного мозга и обусловливают его деятельность. Образование условного рефлекса также связано с взаимодействием этих двух процессов. Изучая явления торможения в коре головного мозга, И. П. Павлов разделил их на два вида: внешнее и внутреннее. Рассмотрим эти два вида торможения в коре.

Как мы уже знаем, выработка условного рефлекса проис ходит в особых условиях - в специальных изолированных камерах, куда не поступают звуки и другие раздражители. Если во время выработки условного рефлекса на собаку начинает действовать новое раздражение, например, шум, сильный свет, резкий звонок и т. д., условный не образуется, а старый, уже образованный условный ослабевает или совсем пропадает. Происходит торможение условного рефлекса вследствие возникновения в коре головного мозга другого очага возбуждения. Такое торможение, обусловленное дополнительным раздражителем, действие которого вызывает другой рефлекторный акт, И. П. Павлов назвал внешним торможением. Этот вид торможения может возникнуть и в других отделах нервной системы. И. П. Павлов присвоил этому виду торможения также название безусловного торможения.

Безусловное торможение возможно не только в результате появления второго очага возбуждения. Оно может также возникать и при значительном увеличении силы или времени действия условного раздражителя. При этом условный рефлекс резко ослабевает или полностью исчезает. И. П. Павлов назвал такое торможение запредельным. Так как этот вид торможения может возникнуть не только в коре, но и в других отделах центральной нервной системы, он был отнесен к безусловному торможению.

Другим видом торможения, свойственным только высшим отделам центральной нервной системы и имеющим очень важное значение, является внутреннее торможение. Этот вид торможения И. П. Павлов назвал также условным торможением. Условием, определяющим возникновение внутреннего торможения, служит неподкрепление условного раздражителя безусловным.

Различают несколько видов внутреннего торможения, возникающих от разных условий неподкрепления условного раздражителя безусловным.

Рассмотрим некоторые виды внутреннего торможения.

При образовании условного рефлекса обязательным условием является подкрепление условного раздражителя безусловным. Если после того, как выработан условный рефлекс, вызывать его несколько раз и не под креплять безусловным раздражителем, условный рефлекс постепенно ослабевает и, наконец, исчезает. Например, если у собаки с проч но выработанным условным слюноотделительным рефлексом на звонок несколько раз вызвать слюноотделение только звонком и ни разу не подкреплять безусловным раздражителем, т. е. не давать пищи, выделение слюны постепенно будет уменьшаться, и, наконец, прекратится. Такое постепенное исчезновение условного рефлекса И. П. Павлов назвал угасанием условного рефлекса. Угасание условного рефлекса является одним из видов внутреннего торможения.

Через некоторое время после угасания условный рефлекс может восстановиться либо без подкрепления, либо после однократного применения безусловного раздражения. Таким образом, при угасании внутреннее торможение возникает вследствие того, что условный раздражитель повторяется несколько раз без подкрепления безусловным раздражителем.

Другим видом внутреннего торможения является д и ф ф еренцировка. Этот вид внутреннего торможения заключается в том, что условнорефлекторная деятельность животного проявляется только при одном определенном раздражителе и не проявляется даже при весьма близком к нему раздражителе. Достигается это тем, что один из раздражителей подкрепляется, а другой, близкий к нему, не подкрепляется. В результате условнорефлекторная реакция наступает на подкрепляемый раздражитель и отсутствует на неподкрепляемый. Так, например, если выработать у собаки условный рефлекс слю ноотделения на 100 ударов метронома в минуту, вначале близкие к 100 частоты будут также вызывать выделение слюны. В дальнейшем при подкреплении 100 ударов метронома едой и неподкреплении других частот можно достичь того, что слюноотделение у собаки происходит при 100 ударах метронома, а при 96 ударах отсутствует.

Процесс внутреннего торможения имеет очень большое значение в жизни организма.

Ввиду того что условные рефлексы образуются в течение жизни на основе индивидуального опыта, способность дифференцировать, т. е. отличать друг от друга различные близкие раздражители, приобретает в жизни организма исключительно большое значение. Животное, живущее в сложных условиях окружающей среды, при большом количестве сходных внешних раздражителей сумеет существовать при условии тонкой дифференцировки, т. е. различении одних раздражителей от других. Например, животное, которое не может отличить (дифференцировать) шорох, производимый слабым животным - добычей, от шороха, производимого сильным животным- врагом, обречено на быструю гибель.

Целесообразное поведение собаки возможно только при условии взаимодействия экстероцептивных и интероцептивных анализаторов. Двигательный анализатор выполняет ведущую роль: к нему идут возбуждения от всех других анализаторов и возникает определенное поведение, направленное на достижение приспособительного результата.
Натуральные и искусственные рефлекс.
Условные рефлексы делятся на натуральные и искусственные рефлексы. В первом случае сигналами их служат естественные свойства безусловных раздражителей: вид и запах пищи, различные световые и звуковые факторы, сопровождающие эти раздражители в природных условиях. Например, вид и запах мяса вызывает оборонительный рефлекс. Условные рефлексы вырабатываются быстро (требуется всего одно-два упражнения) и удерживаются стойко. Во втором случае, условные рефлексы вырабатываемые при сочетании двух совершенно различных раздражителей называются искусственными: рефлекс выработанный на команду, подкрепляемую пищей и механическим воздействием.

По соотношению действия условного и безусловного возбуждения различают, например, наличные и следовые условные рефлексы.

Временное взаимодействие между индифферентным и безусловным раздражителями при выработке различных видов условных рефлексов

Если вскоре после начала действия индифферентного агента к нему присоединяется безусловный раздражитель, то образуется наличный, совпадающий или коротко отставленный наличный условный рефлекс с временным отношением 2-4 секунды.

Многие исследователи считают, что к группе следовых условных рефлексов следует относить условный рефлекс на время, вырабатывающийся, если животное кормить через определенный период времени, потому что этот рефлекс выработался на следах предыдущего пищевого раздражения. При этом имеет значение и наличное раздражение в виде определенного уровня химизма крови, возникшего через данный отрезок времени. Условный рефлекс на время может вырабатываться и на такие наличные раздражения, как суточные изменения во внешней среде (факторы, связанные со сменой дня и ночи) и во внутренней среде организма (суточная периодика физиологических процессов). Кроме того, многие периодические явления в организме (дыхание, сердцебиение и секреторная периодика пищеварительного тракта и др.) могут быть «ориентиром» организма в его «отсчете» времени, т. е. условными сигналами соответствующего поведения.

Основанием временной связи между индифферентными раздражителями служит безусловная ориентировочная реакция. Так оказалось, что механическое раздражение касалкой кожи задней лапы вызывает у животного сильный ориентировочный рефлекс: собака поворачивает голову и смотрит на заднюю лапу (действующий же перед этой касалкой звук этой реакции не вызывал). Через некоторое время было замечено, что эта ориентировочная реакция возникает уже во время действия звука, т. е. звук становится ее сигналом (схема 6.6).

Временные связи между индифферентными раздражителями, так же как и вторичные условные рефлексы, если не связываются с каким-либо безусловным раздражителем - нестойки. Они угасают так же быстро, как и безусловный ориентировочный рефлекс, на базе которого образуются.

Условные рефлексы - это сложные приспособительные реакции организма, осуществляемые высшими отделами центральной нервной системы путем образования временной связи между сигнальным раздражителем и подкрепляющим этот раздражитель безусловно-рефлекторным актом. На основе анализа закономерностей образования условных рефлексов школой было создано учение о высшей нервной деятельности (см.). В отличие от безусловных рефлексов (см.), которые обеспечивают приспособление организма к постоянным влияниям внешней среды, условные рефлексы дают возможность организму приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды. Условные рефлексы образуются на базе безусловных рефлексов, для чего необходимо совпадение во времени какого-либо раздражителя из внешней среды (условный раздражитель) с осуществлением того или иного безусловного рефлекса. Условный раздражитель становится сигналом опасной или благоприятной ситуации, дающей возможность организму отреагировать приспособительной реакцией.

Условные рефлексы являются непостоянными и приобретаются в процессе индивидуального развития организма. Условные рефлексы разделяются на натуральные и искусственные. Первые возникают в ответ на естественные раздражители в естественных условиях существования: щенок, впервые получивший мясо, долго его обнюхивает и несмело съедает, причем этот акт еды сопровождается . В дальнейшем же только вид и запах мяса вызывают у щенка облизывание и выделение . Искусственные условные рефлексы вырабатываются в экспериментальной обстановке, когда условным раздражителем для животного служит воздействие, не имеющее отношения к безусловным реакциям в естественных условиях обитания животных (например, мелькание света, стук метронома, звуковые щелчки).

Условные рефлексы разделяются на пищевые, оборонительные, половые, ориентировочные в зависимости от подкрепляющей условный раздражитель безусловной реакции. Условные рефлексы могут быть названы в зависимости от регистрируемой ответной реакции организма: двигательные, секреторные, вегетативные, выделительные, а также могут обозначаться по виду условного раздражителя - световые, звуковые и др.

Для выработки условных рефлексов в эксперименте необходим ряд условий: 1) условный раздражитель по времени должен всегда предшествовать безусловному раздражителю; 2) условный раздражитель не должен быть сильным, чтобы не вызвать своей собственной реакции организма; 3) в качестве условного берется раздражитель, обычно встречающийся в окружающих условиях обитания данного животного или человека; 4) животное или человек должны быть здоровыми, бодрыми и иметь достаточной силы мотивацию (см.).

Различают также условные рефлексы различных порядков. При подкреплении условного раздражителя безусловным вырабатывается условный рефлекс первого порядка. Если какой-то раздражитель подкрепляется условным раздражителем, на который уже выработан условный рефлекс, то на первый раздражитель вырабатывается условный рефлекс второго порядка. Условные рефлексы высших порядков вырабатываются с трудом, что зависит от уровня организации живого организма.

У собаки можно выработать условные рефлексы до 5-6 порядка, у обезьяны - до 10-12 порядка, у человека - до 50-100 порядка.

Работами И. П. Павлова и его учеников было установлено, что в механизме возникновения условных рефлексов ведущая роль принадлежит образованию функциональной связи между очагами возбуждения от условного и безусловного раздражителей. Важная роль при этом отводилась коре больших полушарий, где условный и безусловный раздражители, создавая очаги возбуждения, начинали взаимодействовать между собой, создавая временные связи. В дальнейшем электрофизиологическими методами исследования было установлено, что взаимодействие между условным и безусловным возбуждениями может предварительно происходить на уровне подкорковых структур мозга, а на уровне коры больших полушарий осуществляется формирование целостной условнорефлекторной деятельности.

Однако кора головного мозга всегда держит под контролем деятельность подкорковых образований.

Исследованиями активности одиночных нейронов центральной нервной системы микроэлектродным методом было установлено, что к одному нейрону приходят как условные, так и безусловные возбуждения (сенсорно-биологическая конвергенция). Особенно четко она выражена на нейронах коры больших полушарий. Эти данные заставили отказаться от представления о наличии в коре мозга очагов условного и безусловного возбуждения и создать теорию конвергентного замыкания условного рефлекса. Согласно этой теории временная связь между условным и безусловным возбуждением возникает в виде цепочки биохимических реакций в протоплазме нервной клетки коры больших полушарий.

Современные представления об условных рефлексах значительно расширились и углубились благодаря изучению высшей нервной деятельности животных в условиях их свободного естественного поведения. Установлено, что окружающая обстановка наряду с фактором времени играет важную роль в поведении животного. Любой раздражитель из внешней среды может стать условным, позволяющим организму приспособиться к окружающим условиям. В результате образования условных рефлексов организм реагирует за некоторое время до воздействия безусловного раздражения. Следовательно, условные рефлексы способствуют успешному нахождению пищи животным, помогает заблаговременно избежать опасности и наиболее совершенно ориентироваться в изменчивых условиях существования.

УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Основной элементарный акт высшей нервной деятельности - образование условного рефлекса.

Существует бесчисленное множество условных рефлексов. При соблюдении соответствующих правил любой воспринимаемый раздражитель можно сделать стимулом, запускающим условный рефлекс (сигналом), а любую деятельность организма - его основой (подкреплением). По роду сигналов и подкреплений, а также по отношениям между ними созданы разные классификации условных рефлексов. Что касается изучения физиологического механизма временных связей, то здесь исследователям предстоит большая работа.

Определилась классификация условных рефлексов по следующим частным признакам: 1) обстоятельства образования, 2) род сигнала, 3) состав сигнала, 4) род подкрепления, 5) отношение во времени условного раздражителя и подкрепления.

Общие признаки условных рефлексов . Условный рефлекс а) является индивидуальным высшим приспособлением к меняющимся условиям жизни; б) осуществляется высшими отделами центральной нервной системы; в) приобретается путем временных нервных связей и утрачивается, если вызвавшие его условия среды изменились; г) представляет собой предупредительную сигнальную реакцию.

Итак, условный рефлекс - это приспособительная деятельность, осуществляемая высшими отделами центральной нервной системы путем образования временных связей между сигнальным раздражением и сигнализируемой реакцией.

Натуральные и искусственные условные рефлексы . В зависимости от характера сигнального раздражителя условные рефлексы делят на натуральные и искусственные.

Натуральными называют условные рефлексы, которые образуются в ответ на воздействие агентов, являющихся естественными признаками сигнализируемого безусловного раздражения.

Примером натурального условного пищевого рефлекса может служить выделение слюны у собаки на запах мяса. Этот рефлекс с неизбежностью образуется естественным путем в течение жизни собаки.

Искусственными называют условные рефлексы, которые образуются в ответ на воздействие агентов, не являющихся естественными признаками сигнализируемого безусловного раздражения. Примером искусственного условного рефлекса может служить выделение слюны у собаки на звук, метронома. В жизни этот звук не имеет никакого отношения к еде. Экспериментатор искусственно сделал его сигналом приема пищи.

Натуральные условные рефлексы природа вырабатывает из поколения в поколение у всех животных соответственно их образу жизни. В результате натуральные условные рефлексы легче образуются, скорее укрепляются и оказываются более прочными, чем искусственные.

Экстероцептивные, интероцептивные и проприоцептивные условные рефлексы. Условные рефлексы на внешние раздражители называют экстероцептивными, на раздражители от внутренних органов -интероцептивными, на раздражители скелетно-мышечной системы - проприоцептивными.

Экстероцептивные рефлексы делят на рефлексы, вызываемые дистантными (действующими на расстоянии) и контактными (действующими при непосредственном соприкосновении) раздражителями. Далее они разбиваются на группы по основным видам сенсорного восприятия; зрительного, слухового и т. д.

Интероцептивные условные рефлексы можно также группировать по органам и системам, являющимся источниками сигнализации: желудочные, кишечные, сердечные, сосудистые, легочные, почечные, маточные и т. д. Особое положение занимает так называемый рефлекс на время. Он проявляется в различных жизненных отправлениях организма, например в суточной периодичности обменных функций, в выделении желудочного сока при наступлении времени обеда, в способности просыпаться в назначенный час. По-видимому, организм «отсчитывает время» главным образом по интероцептивным сигналам. Субъективное переживание интероцептивных рефлексов не имеет образной предметности экстероцептивных. Оно дает лишь расплывчатые чувства, из которых складывается общее самочувствие, отражающееся на настроении и работоспособности.

Проприоцептивные условные рефлексы лежат в основе всех двигательных навыков. Они начинают вырабатываться с первых взмахов крыльев птенца, с первых шагов ребенка. С ними связано овладение всеми видами локомоций. От них зависит слаженность и точность движения. Совершенно новое использование получают проприоцептивные рефлексы руки и голосового аппарата у человека в связи с трудом и речью. Субъективное «переживание» проприоцептивных рефлексов состоит главным образом в «мышечном чувстве» положения тела в пространстве и его членов друг относительно друга. Вместе с тем, например, сигналы от аккомодационных и глазодвигательных мышц имеют зрительный характер восприятия: дают информацию об удаленности рассматриваемого объекта и его перемещениях; сигналы от мускулатуры кисти и пальцев дают возможность оценить форму предметов. С помощью проприоцептивной сигнализации человек своими движениями воспроизводит события, происходящие вокруг него.

Условные рефлексы на простые и комплексные раздражители. Условный рефлекс можно выработать на какой-либо один из перечисленных экстеро-, интеро- или проприоцептивных раздражителей, например на включение света или на простой звук. Но в жизни это бывает редко. Чаще сигналом становится комплекс из нескольких раздражителей, например запах, тепло, мягкая шерсть матери-кошки становятся раздражителем условного сосательного рефлекса для котенка. Соответственно разделяют условные рефлексы на простые и сложные, или комплексные, раздражители.

Естественные сигналы всегда состоят из многих компонентов, другими словами, являются комплексными раздражителями. На такие сигналы образуются условные рефлексы более сложные и изменчивые, чем на простые сигналы. В комплексном сигнале каждый из его компонентов имеет разную физиологическую силу и ей соответствует эффект, вызываемый каждым раздражителем.

Одновременные комплексные раздражители состоят из нескольких компонентов, действующих одновременно. Условные рефлексы на последовательные комплексы раздражителей образуются, если отдельные раздражители следуют друг за другом в определенной последовательности (такой сигнал подкрепляется пищей). Многочисленными исследованиями установлено, что в результате более или менее длительной тренировки условного рефлекса на сложный раздражитель происходит слияние, синтез отдельных компонентов комплекса в единый раздражитель. Так, при многократном применении последовательного комплекса раздражителей, состоящего из четырех звуков, они сливаются в единый раздражитель. В результате этого каждый из четырех звуков теряет свое сигнальное значение, т.е. примененный в отдельности не вызывает условной реакции.

Условные рефлексы на цепи раздражителей. Если индифферентные раздражители, из которых образуется комплексный сигнал, действуют последовательно, т.е. не совпадают друг с другом, а безусловное подкрепление присоединяется к последнему из них, то на такой сигнал можно образовать условный рефлекс на цепь раздражителей. Сигнальное значение отдельного члена цепи оказывается тем большим, чем ближе он стоит к подкреплению, т.е. к концу цепи. Образование условных рефлексов на цепи раздражителей лежит в основе выработки различных так называемых двигательных навыков путем подкрепления случайных или вынужденных движений. Например, сказав собаке «Дай лапу!», мы «поднимаем» ее лапу сами, «награждая» собаку кусочком печенья. Вскоре собака, услышав эти слова, «подает лапу» самостоятельно. Анализ механизма образования такого типа рефлекса показал, что вначале образуется временная связь между тремя очагами возбуждения: слухового, двигательного и пищевого центров. Затем закрепляется последовательность действия членов цепи. Наконец, уточняется положение основных ее членов звукового сигнала «дай лапу», проприоцептивных (движение конечности) и натурального пищевого (подкармливание).

Важным понятием в физиологии высшей нервной деятельности является целостность в условно-рефлекторной деятельности. Она проявляется прежде всего в системности, стереотипии, «настройках» и «переключениях» реакций по сигналам обстановки. В результате поведение животных определяется не одиночными сигналами, а всей целостной картиной окружения Условно-рефлекторная деятельность охватывает многие стороны настоящего и связывает его с опытом прошлого, а это в свою очередь приводит к тонкому приспособлению к событиям будущего.

Реальные раздражители, с которыми имеет дело организм, образуют динамический стереотип раздражителей. Сложившийся стереотип раздражителей направляет образование новых рефлексов по определенному руслу. Например, при усвоении новых объектов охоты хищник использует наиболее надежные из уже знакомых ему охотничьих приемов Стереотип позволяет адекватно реагировать, несмотря на некоторые изменения в обстановке. Так, например, выработав стереотип вождения автомобиля, можно вести автомашину, несколько варьируя управление в зависимости от характера дорожного покрытия, и одновременно разговаривать с рядом сидящим пассажиром. Анализ деятельности человека показывает, что каждый из нас непрерывно в течение своей жизни образует бесчисленное число бытовых, трудовых, спортивных и других стереотипов. В частности, это проявляется в появлении аппетита в определенное время дня, стереотипном выполнении рабочих или спортивных движений и т.п. С возрастом стереотипы крепнут и их все труднее изменить. Переделка сложившихся стереотипов всегда представляет большую трудность.

Условно-рефлекторная настройка . Образование последовательных комплексов из обстановочных и основных условных раздражителей по типу цепи с далеко расставленными звеньями является физиологическим механизмом так называемой условно-рефлекторной настройки. Само название «настройка» указывает, что речь идет не о совершении какой-то деятельности, а только о вызванном по механизму временной связи состоянии готовности к этой деятельности.

Условно-рефлекторные переключения . Образование комплексов разного сигнального значения из одних и тех же основных сигналов с добавлением разных обстановочных раздражителей является физиологическим механизмом условно-рефлекторного переключения. При рассмотрении физиологических механизмов условного рефлекса любой сложности следует иметь в виду, что процесс выработки даже самой элементарной временной связи сопряжен с образованием условного рефлекса на экспериментальную обстановку. Сейчас очевидно, что при выработке любого условного рефлекса образуется несколько видов временных связей - обстановочный рефлекс (вид данной экспериментальной камеры, запахи, освещение и пр.), рефлекс на время, рефлекс на данный раздражитель и др. Каждая условная реакция состоит из ряда соматических и вегетативных компонентов.

Для понимания физиологического механизма обстановочных условных рефлексов Э.А. Асратян ввел понятие «условно-рефлекторного переключения». Оно состоит в том, что один и тот же раздражитель может стать условным сигналом различных условных реакций. Так, например, гудок в одной экспериментальной камере может быть сигналом пищевой реакции, а в другой камере - сигналом оборонительного рефлекса. Один и тот же сигнал в первую половину дня может служить оборонительным условным раздражителем, а во вторую половину - пищевым сигналом. Очевидно, что в обоих примерах условным сигналом служит не сигнал сам по себе, а комплекс раздражителей, состоящий из данного сигнала и всей обстановки опыта. При сохранении экспериментальной обстановки могут быть применены любые звуковые или иные раздражители, которые так же, как и обстановка эксперимента, могут служить, по терминологии Э.А. Асратяна, переключателями.

Условные рефлексы n-го порядка . У собаки выработан прочный пищевой условный рефлекс, например на включение лампочки. Если через 10 - 15 с вслед за индифферентным агентом, например звуком, применять включение лампочки (условный раздражитель ранее выработанного пищевого Условного рефлекса) без последующего безусловного подкрепления, то между очагами возбуждения, вызванными действиями звука и света, образуется условная связь. Реакции, выработанные таким образом, называют условным рефлексом 2-го порядка.

Приведем еще один пример. У собаки был выработан прочный слюноотделительный рефлекс на метроном. Затем ей стали показывать черный квадрат, но вместо подкармливания предъявляли звук метронома, на который был ранее выработан условный рефлекс. После нескольких сочетаний этих раздражителей без пищевого подкрепления образовался условный рефлекс 2-го порядка, т.е. черный квадрат стал вызывать слюноотделение, хотя сам по себе в сочетании с пищей он никогда не предъявлялся. Условные рефлексы 2-го порядка у собак, как правило, нестойки и вскоре исчезают. Обычно у них удается вырабатывать условные рефлексы не выше 3-го порядка. Условные рефлексы п-го порядка образуются легче при общем повышении возбудимости коры головного мозга. Например, у детей с повышенной возбудимостью довольно легко вырабатываются условные рефлексы до 6-го порядка, тогда как у уравновешенных здоровых детей - обычно не выше 3-го порядка. У взрослых здоровых людей с легкостью вырабатываются условные рефлексы до 20-го порядка, но они также носят нестойкий характер.

Подражательные условные рефлексы . Особенно легко эти рефлексы вырабатываются у животных, ведущих групповой образ жизни. Например, если у одной обезьяны из стада выработать условный рефлекс (например, пищевой) на виду у всего стада, то и у других членов также образуется этот условный рефлекс (Л.Г. Воронин). Подражательные рефлексы как один из видов приспособительных реакций животных широко распространены в природе. В наиболее простой форме этот рефлекс обнаруживается в виде рефлекса следования. Например, стайные рыбы следуют за своими сородичами или даже за силуэтами рыб. Другой пример приводил Ч. Дарвин. Хорошо известно, что вороны не подпускают близко человека с ружьем или любым длинным предметом в руках. Совершенно очевидно, что этот «спасительный страх» (по словам Ч. Дарвина) развился главным образом не в результате личного опыта общения с человеком, а благодаря подражанию поведения особей того же вида или даже других видов. Например, крик сойки служит сигналом опасности для многих животных леса.

Огромное значение имеет подражание в онтогенезе поведения приматов, включая человека. Например, «слепое» подражание у детей постепенно превращается в чисто человеческие способности.

По своему физиологическому механизму подражательные условные рефлексы сходны, очевидно, с условными рефлексами n-го порядка. Это легко просматривается на примере выработки условного двигательного пищевого рефлекса. Обезьяна-зритель воспринимает условный раздражитель и, хотя не получает пищевого подкрепления, воспринимает также сопутствующие приему пищи натуральные условные раздражители (вид пищи, ее запах и т.п.). Так на базе натурального условного рефлекса вырабатывается новый условный рефлекс. А если учесть, что натуральные условные рефлексы благодаря их неразрывной и длительной связи с безусловно-рефлекторной деятельностью являются очень прочными, то станет понятным, почему так легко и быстро образуются на их базе условно-рефлекторные реакции.

Ассоциации. Ассоциации образуются при сочетании индифферентных раздражителей без подкрепления. Впервые такие условные связи были исследованы у собак в лаборатории И.П. Павлова. В опытах производили сочетания тона и света без пищевого подкрепления. Уже через 20 сочетаний появились первые признаки образования временной связи между этими раздражителями: при действии света собака поворачивалась к источнику звука (бездействующему в это время), а при звучании тона смотрела на лампочку (которая не горела), как бы ожидая ее включения. Исследования показали, что временная связь между индифферентными раздражителями (экстероцептивными) образуется у млекопитающих после 10-40 сочетаний, причем между раздражителями одной модальности она образуется быстрее, чем на сигналы разной модальности.

Условные рефлексы на отношение . Эти условные рефлексы вырабатываются не на абсолютные, а на относительные признаки раздражителей. Например, если животному одновременно предъявлять малый и большой треугольники, а пищей подкреплять только малый треугольник, тогда, согласно правилам образования условного рефлекса, на малый треугольник образуется положительный условный рефлекс, а на большой - отрицательный условный рефлекс (дифференцировка). Если теперь предъявить новую пару треугольников, в которой малый треугольник по абсолютному размеру будет равен большому треугольнику, то у животного «с места» проявится условный пищевой рефлекс на меньший треугольник в этой паре.

Приведем другой пример. Дельфины смогли обучиться выбирать из трех предъявленных предметов средний, поскольку в предварительных экспериментах они получали подкрепление (рыбу) только при выборе среднего. Важно, что животные уловили признак «средний предмет» в условиях, когда при каждом новом опыте предъявляли разные предметы (шары, цилиндры и пр.) и в разных участках пространства, чтобы избежать образование условного рефлекса «на место».

Биологическое значение условного рефлекса на отношение, так же как временной связи между индифферентными раздражителями, как рефлекса n-го порядка, состоит в том, что если агенты, их вызывающие, в дальнейшем совпадают с безусловным рефлексом, то они сразу («с места») становятся условными рефлексами - имеет место «перенос» выработанного условного рефлекса в сходную ситуацию. Есть все основания считать, что рефлекс на отношение, временная связь между индифферентными раздражителями, как и условные рефлексы высшего порядка, лежат в основе физиологического механизма таких явлений, как «перенос опыта», «предвидение», «озарение» и т.п., возникающих как бы без предварительного вырабатывания условного рефлекса.

Цепной условный рефлекс . Возможность получения условного рефлекса на цепь раздражителей зависит от филогенетического уровня развития нервной системы данного вида животного. Так, у обезьян (макак, павианов, капуцинов) после 40 - 200 применений цепного раздражителя его компоненты, испытанные в отдельности, в большинстве случаев не вызывают условного рефлекса. У низших позвоночных (рыбы, рептилии) даже после 700 - 1300 применений цепи раздражителей ее компоненты сохраняют сигнальное значение. У этих животных условный рефлекс на цепь раздражителей вырабатывается довольно легко, но сложный раздражитель не становится единым: каждый из его компонентов сохраняет свое сигнальное значение.

Известно четыре способа образования цепных условных рефлексов у животных. Первый способ - объединение в цепь экстероцептивных одиночных раздражителей одиночных двигательных реакций. Второй способ заключается в наращивании цепи движений с подкрепляемого конца. Например, сначала обучают животное (голубя, крысу и т.д.) по условному сигналу (включение лампочки) клевать (нажимать) первую полку в экспериментальной камере. Затем, пустив достаточно голодное животное в камеру, не подают условного сигнала, заставляя животное совершать поисковые реакции. На вторую полку кладут приманку. Как только животное прикоснется ко второй полке, сразу же включают лампу (условный сигнал), и после клевания (нажимания) второй полки животное получает пищевое подкрепление.

В результате нескольких таких сочетаний у животного закрепляется клевание (нажимание) второй полки. После этого вводят другой экстероцептивный сигнал - включение звонка, предшествующее клеванию (нажиманию) второй полки. Таким образом, образуется двучленная, трехчленная и т.д. цепь движений. В противоположность указанному способу при третьем способе формирования цепи двигательных рефлексов осуществляется «вклинивание» новых движений и раздражителей подобным же образом, но между последним звеном цепи и подкреплением. Наконец, при четвертом способе формирования цепи движений животное не ограничивают в движениях, но подкрепляют только те цепи, которые являлись «правильными». Оказалось, что в таких условиях, например, обезьяны достаточно быстро научались производить нужную цепь движений, а все ненужные действия у них постепенно исчезали.

У животных цепи движений вырабатываются с различной степенью трудности в зависимости от филогенетического уровня развития нервной системы. У черепах, например, в течение длительного времени с большим трудом можно выработать весьма нестойкую трехчленную цепь движений, у голубей удается образовать довольно прочную цепь из 8 - 9 движений, а у млекопитающих - из еще большего числа движений. Был сделан вывод, что существует зависимость скорости образования отдельных звеньев и всей цепи движений в целом от уровня филогенеза животного.

Автоматизация условных рефлексов . Очень многие условные рефлексы у животных и человека после длительной тренировки автоматизируются, становятся как бы независимыми от остальных проявлений высшей нервной деятельности. Автоматизация, как правило, развивается постепенно. Вначале она может выражаться в том, что отдельные движения опережают соответствующие сигналы. Затем наступает период, когда цепь движений полностью осуществляется в ответ на первый, «пусковой», компонент цепи раздражителей. При первом взгляде на результат тренировки условного рефлекса может создаться такое впечатление, что сначала рефлекс «привязан» к чему-то, управляющему им, а затем после длительного упражнения он становится до некоторой степени независимым.

Условные рефлексы, выработанные при разном соответствии во времени сигнала и подкрепления. По тому, как располагается во времени сигнал относительно подкрепляющей реакции, различают наличные и следовые условные рефлексы.

Наличными называют условные рефлексы, при выработке которых подкрепление применяют во время действия сигнального раздражителя. Наличные рефлексы разделяют в зависимости от срока присоединения подкрепления на совпадающие, отставленные и запаздывающие. Совпадающий рефлекс вырабатывается тогда, когда сразу после включения сигнала к нему присоединяют подкрепление.

Отставленный рефлекс вырабатывается в тех случаях, когда подкрепляющая реакция присоединяется лишь по истечении некоторого времени (до 30 с). Это наиболее употребительный способ выработки условных рефлексов, хотя он требует большего числа сочетаний, чем способ совпадения.

Запаздывающий рефлекс вырабатывается при присоединении подкрепляющей реакции после длительного изолированного действия сигнала. Обычно такое изолированное действие продолжается 1 -3 мин. Этот способ выработки условного рефлекса еще труднее, чем оба предыдущих.

Следовыми называют условные рефлексы, при выработке которых подкрепляющую реакцию предъявляют лишь спустя некоторое время после выключения сигнала. В этом случае рефлекс вырабатывается на след от действия сигнального раздражителя; используют короткие интервалы (15 -20 с) или длинные (1-5 мин). Образование условного рефлекса по следовому способу требует наибольшего числа сочетаний. Зато следовые условные рефлексы обеспечивают у животных весьма сложные акты приспособительного поведения. Примером может служить охота за скрывающейся добычей.

Условия выработки временных связей . Сочетание сигнального раздражителя с подкреплением. Это условие выработки временных связей выявилось с первых же опытов со слюнными условными рефлексами. Шаги служителя, несущего пищу, только тогда вызывали «психическое слюноотделение», когда они сочетались с едой.

Этому не противоречит образование следовых условных рефлексов. Подкрепление сочетается в таком случае со следом возбуждения нервных клеток от ранее включенного и уже выключенного сигнала. Но если подкрепление станет опережать индифферентный раздражитель, то условный рефлекс удается выработать с большим трудом, лишь принимая ряд специальных мер.

Индифферентность сигнального раздражителя . Агент, выбранный в качестве условного раздражителя пищевого рефлекса, не должен сам по себе иметь какое-либо отношение к пище. Он должен быть безразличным, т.е. индифферентным, для слюнных желез. Сигнальный раздражитель не должен вызывать значительной ориентировочной реакции, мешающей образованию условного рефлекса. Однако ориентировочную реакцию вызывает каждый новый раздражитель. Поэтому для утраты им новизны его необходимо применять повторно. Лишь после того, как ориентировочная реакция будет практически погашена или сведена к незначительной величине, начинается образование условного рефлекса.

Преобладание силы возбуждения, вызванного подкреплением. Сочетание стука метронома и кормления собаки ведет к быстрому и легкому образованию у нее условного слюноотделительного рефлекса на этот звук. Но если пытаться сочетать с едой оглушительный стук механической трещотки, то такой рефлекс образовать чрезвычайно трудно. Для выработки временной связи большое значение имеет соотношение силы сигнала и подкрепляющей реакции. Чтобы между ними образовалась временная связь, очаг возбуждения, создаваемый последней, должен быть сильнее очага возбуждения, создаваемого условным раздражителем, т.е. должна возникать доминанта. Лишь тогда произойдет распространение возбуждения от очага индифферентного раздражителя к очагу возбуждения от подкрепляющего рефлекса.

Необходимость значительной интенсивности возбуждения . Условный рефлекс - это предупредительная реакция на сигнал о предстоящих существенных событиях. Но если раздражитель, который хотят сделать сигналом, оказывается событием даже более существенным, чем те, которые за ним последуют, то этот раздражитель сам вызывает соответствующую реакцию организма.

Отсутствие посторонних раздражителей . Каждое постороннее раздражение, например, неожиданно донесшийся шум, вызывает ориентировочную реакцию.

Нормальная работоспособность нервной системы. Полноценная замыкательная функция возможна при условии, если высшие отделы нервной системы находятся в нормальном рабочем состоянии. Работоспособность нервных клеток мозга резко снижается при недостаточном питании, при действии ядовитых веществ, например бактериальных токсинов при болезнях, и т.д. Поэтому общее состояние здоровья является важным условием нормальной деятельности высших отделов мозга. Всем известно, как это условие влияет на умственную работку человека.

На образование условных рефлексов существенное влияние оказывает состояние организма. Так, физическая и умственная работа, условия питания, активность гормонов, действие фармакологических веществ, дыхание при повышенном или пониженном давлении, механические перегрузки и ионизирующее излучение в зависимости от интенсивности и сроков воздействия могут видоизменить, усилить или ослабить условно-рефлекторную деятельность вплоть до полного ее подавления.

Исследование конечных, поведенческих проявлений высшей нервной деятельности значительно опередило изучение ее внутренних механизмов. До настоящего времени еще недостаточно изучены как структурные основы временной связи, так и ее физиологическая природа. По этому поводу высказываются разные взгляды, но вопрос еще не решен. Однако, на современном уровне исследований становится все более определенным, что наряду со структурной необходимо учитывать и нейрохимическую организацию мозга.