Обучение

Без способности к обучению и памяти ни отдельная особь, ни вид в целом не могли бы выжить, поскольку оказалось бы невозможным как планирование отдельных действий, так и преднамеренное избегание ошибок.

Под обучением понимают изменение поведения личности в определенной ситуации при её многократном повторении в процессе упражнения, т.е. под влиянием прошлого опыта. От обучения следует отличать изменения поведения в результате созревания, в процессе которого реализуется генетически заложенная программа.

Среди форм обучения, присущих человеку, можно выделить сенсомоторное, моторное, вербальное (обучение языку) и интеллектуальное обучение.

Физиологическая сущность обучения заключается в формировании центральной нервной системой стереотипов стимулов и ситуаций, а также программ определенных реакций на них.

Возможность обучения обеспечивается не простым сохранением отдельного изолированного следа, раздражителя или реакции, но такой формой сохранения, в основе которой лежит образование систем следов – их синтез, взаимодействие рецепторных механизмов с эффекторными. Таким образом, обучение предполагает существование процессов организации следов прошлого опыта. Поскольку поведение человека детерминировано не только внешними раздражителями, но и другими разнообразными по своей природе факторами, то, по-видимому, необходимые для образования навыка следы прошлого опыта не могут быть сведены исключительно к сенсомоторным связям. Они включают также следы прошлых событий в их взаимосвязи и взаимозависимости.

Для объяснения механизмов обучения может быть использована концепция П.К. Анохина о функциональной системе: полученная в процессе обучения информация из потенциальной становится актуальной всякий раз в момент формирования новой функциональной системы, представляющей, в свою очередь, основу и механизм обучения.

Обучение носит многоуровневый характер. Уровень обучения, выраженный в усвоении определенных стимулов и реакций, называется рефлекторным уровнем обучения. Он присущ как животным, так и человеку, хотя характер подкрепления различен. У животных обучение направлено на удовлетворение биологических потребностей, а у человека даже биологические потребности носят социально обусловленный характер. Рефлекторный уровень обучения может осуществляться автоматически и бессознательно через системы поисков, проб и ошибок. Его основой являются генерализация, дифференцировка и систематизация двигательной и другой афферентации через подкрепление и вознаграждение. Побудительные мотивы порождаются потребностями и мотивациями. В рефлекторном уровне выделяют два вида обучения:

1) сенсорное, в ходе которого формируются различение сигналов, восприятие, наблюдение, узнавание и опознание;

2) моторное, осуществляющее выбор и объединение способов выполнения движений, освоение целесообразных двигательных программ, их генерализацию, дифференцировку и систематизацию.

Синтез этих двух видов – сенсомоторное обучение – это формирование автоматизированных способов выполнения целесообразных действий под контролем восприятий и представлений.

Наряду с рефлекторными механизмами обучения выступает более высокий уровень обучения, который выражается в усвоении определенных знаний, действий и поступков. Особенно большое значение эти механизмы обучения имеют в детском возрасте, когда накапливается основной фонд сенсорных дифференцировок, в том числе и вербальных (различение цветов, форм, звуков речи и т.д.), моторных операций (ходьба, произношение звуков, письмо и пр.), сенсомоторных комбинаций (доставание и перемещение предметов, преодоление препятствий при ходьбе, чтение вслух). Эти виды обучения сохраняются в течение всей жизни человека. У человека выделяют также интеллектуальный уровень обучения – такой уровень обучения знаниям, в которых отражаются не чувственные конкретные отношения вещей и действий, а общие объективные связи, структуры и отношения действительности или деятельности. Эти отношения отражаются не непосредственно в ощущениях, а в системе понятий и действий, обозначаемых словами.

Преимущественно по критерию активности животного или человека в ходе обучения различают: неассоциативное (облигатное, стимул-зависимое), ассоциативное (факультативное) и когнитивное обучение.

Неассоциативное (стимул-зависимое) обучение обусловлено набором средовых факторов и не требует непременного совпадения (ассоциации) внешних сигналов с той или иной целостной деятельностью организма. Оно имеет место во всех случаях, когда организм пассивно (не прилагая целенаправленных усилий) реагирует на какие-то внешние факторы и когда в нервной системе формируются новые следы памяти. В неассоциативном обучении выделяются привыкание, сенсибилизация, импринтинг и подражание.

1. Привыкание – угасание ориентировочной реакции. Если раздражитель многократно повторяется и не имеет особого значения для организма, организм прекращает на него реагировать, развивается привыкание (габитуация). Ориентировочная реакция угасает. Привыкание – это не только самая простая, но, вероятно, и самая распространенная форма обучения у человека и животных. За счет него нам удается игнорировать раздражители, не несущие никакой новизны и не имеющие для нас значения, сосредоточивая внимание не более важных явлениях. Привыкание всегда специфично в отношении стимула. Привыкание – это не утомление, а особый приспособительный нервный процесс. Его не следует путать с адаптацией анализаторов, т.е. снижением их чувствительности при непрерывной стимуляции.

2. Сенсибилизация – усиление реакции организма на повторяющийся стимул, если он вызывает каждый раз неприятные ощущения. В данном случае обучение носит негативный характер и выражается в соответствующих поведенческих реакциях типа стимул-ответ (после нескольких повторений раздражителя).

3. Импринтинг – запечатление в памяти новорожденного окружающей действительности. Импринтинг – особая форма неассоциативного обучения, основанная на врожденной предрасположенности к определенным сочетаниям раздражителей и возникающих ответных реакций в ранний период развития организма.

Различают несколько разновидностей (форм) проявления импринтинга:

· запечатление образов и объектов: родителей, братьев, сестер, вида пищи и т. д.;

· усвоение поведенческих актов (дети повторяют действия родителей), это так называемое имитационное поведение;

· реакция следования – «слепое» (автоматическое) следование новорождённого за родителями. Эта форма импринтинга наиболее демонстративна и хорошо изучена. Считают, что моторным эквивалентом реакции следования животных у ребенка являются улыбка, постоянная смена мимики, появление комплекса оживления уже на втором месяце жизни.

Импринтинг имеет сходство с безусловными и условными рефлексами:

1) подобно безусловным рефлексам, эти реакции сохраняются, как правило, всю жизнь;

2) они являются врожденными, но для их проявления нужны определенные условия. Например, реакция следования является врожденной, но в процессе жизни она превращается в приобретенную (так, если изолировать детёныша от родителей сразу после рождения на определенный промежуток времени, то реакция следования не формируется, т.е. сама конкретная реакция по наследству не передается, имеется только готовность к ее выполнению у новорожденного).

В то же время импринтинг имеет следующие отличия от условных и безусловных рефлексов:

1) проявляется в определенные критические периоды (чаще либо сразу после рождения, либо вскоре после рождения, причём в ограниченные сроки, иногда сроки могут быть отдалены);

2) запечатление происходит очень быстро, иногда с первого раза (например, реакция следования), поэтому реакцию следования иногда называют условным рефлексом «с одного подкрепления». Условный рефлекс надо вырабатывать, а для безусловного рефлекса ни запечатления, ни выработки не требуется.

4. Подражание. В результате имитации (подражания) животное или человек выполняет видотипичные действия путем непосредственного наблюдения за действиями других представителей своего вида. Различаютпростое подражание и викарное обучение, которое осуществляется также посредством наблюдения, но при этом результат действия оценивается. Простое подражание не дает обучаемому никакого ощутимого результата – поощрения или наказания, т.е. такая форма обучения не связана с каким-либо эффектом от ее применения. Викарное обучение свойственно только человеку и с возрастом начинает всё больше превалировать над подражательным обучением. В младенчестве подражание носит форму повторения мимики и звуков взрослого; в детстве проявляется в процессе игровой деятельности; в подростковом возрасте становится все более осознанным и выражается в стремлении быть похожим на какой-то социально значимый образец.

Ассоциативное, факультативное обучение – активный процесс формирования собственной среды путем извлечения ее функциональных составляющих, значимых для выполнения тех или иных актов поведения. Эта категория обучения носит эффект-зависимый характер, то есть определяется результативностью контакта организма со средой. Формы ассоциативного обучения характеризуются совпадением во времени (ассоциацией) какого-либо воспринимаемого индифферентного раздражителя – внешнего или внутреннего – с деятельностью самого организма. Биологический смысл такой ассоциации – условного рефлекса – в его сигнальности, то есть в приобретении этим раздражителем роли предупреждающего фактора, сигнализирующего наступление предстоящих событий и подготавливающего организм к взаимодействию с ними. Формами ассоциативного обучения являются классические условные рефлексы (по И.П.Павлову) и оперантное обучение. Оперантное обучение – это обучение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Имеется три основных подобных вида обучения.

1. Инструментальный условный рефлекс – обучение действию с помощью вознаграждения (подкрепления).

2. Метод проб и ошибок.

3. Самораздражение структур мозга для получения удовольствия – положительных эмоций.

Когнитивное обучение – высшая категория обучения, формы которой свойственны в большей степени взрослым животным с высокоразвитой нервной системой и человеку. Оно основано на формировании функциональной структуры среды, то есть на извлечении законов связей между отдельными ее компонентами. К формам когнитивного обучения относятся образное (психонервное) поведение, элементарная рассудочная деятельность и вероятностное прогнозирование.

Психонервное поведение интегрирует конкретные явления окружающей среды в одно целое переживание, производящее целостный образ, который через ориентировочную реакцию направляет поведение человека или животного. Для этого достаточно, чтобы животное один раз восприняло эту среду. При такой форме обучения устанавливаются временные нервные связи между нервным субстратом образа и двигательными центрами мозга. Образ фиксируется в памяти и извлекается оттуда для удовлетворения господствующей биологической потребности. Индивидуально приобретенные реакции, направляемые образами, легко автоматизируются при их повторении. Психонервная активность высших позвоночных животных преобладает над другими формами обучения и является определяющим фактором поведения.

Элементарная рассудочная деятельность позволяет животным улавливать простейшие эмпирические законы, связывающие предметы и явления окружающей среды, и дает возможность оперировать этими законами при построении программ поведения в новых ситуациях. Важнейшая функция рассудочной деятельности состоит в отборе той информации о структурной организации среды, которая необходима для построения программы наиболее адекватного акта поведения в данных условиях.

Считается, что чем больше размер мозга, а значит и количество нейронов, тем большую информацию об окружающей среде он может получить. Наличие избыточного числа нейронов с разной функциональной активностью позволяет животному улавливать некоторые законы природы.

В процессе синтеза (эвристического уровня деятельности мозга) происходит сличение уловленных в данный момент законов с теми, которые были познаны в предшествующей жизни. В результате такого сравнения осуществляется выбор наиболее адекватного пути решения задачи. Совпадение новой информации с записанной в долговременной памяти облегчает решение задачи. Степень многообразия и пластичности отношений в сообществе животных находится в зависимости от уровня развития их рассудочной деятельности, выполняющей особую роль в эволюции популяций.

Вероятностное прогнозирование. Под вероятностным прогнозированием понимается предвосхищение будущего, основанное на вероятностной структуре прошлого опыта и информации о наличной ситуации. Оба эти фактора служат основой для создания гипотез о предстоящем будущем, причем каждой из них придается определенная вероятность. В соответствии с таким прогнозом осуществляется подготовка к действиям в предстоящей ситуации, приводящим к наибольшей вероятности достижения цели.

Способность к вероятностному прогнозированию – результат биологической эволюции в вероятностно организованной среде. Прогнозы живого организма призваны оптимизировать результаты его действия.

Высшие позвоночные и человек в своей деятельности непрерывно опираются на вероятностное прогнозирование. Когда человек переходит улицу, он прогнозирует ситуацию на проезжей части и интервал времени для безопасного пересечения дороги. А водитель транспорта в это время прогнозирует поведение пешеходов, смену сигналов светофора и свои собственные действия по управлению автомобилем.

Животные прогнозируют вероятность поиска пищевого объекта, одновременно прогнозируя поведение хищника, чтобы не стать жертвой собственной «беспечности».

Таким образом, когнитивные формы обучения, опираясь на весь широкий спектр более простых форм облигатного и ассоциативного обучения, выступают в качестве одного из фундаментальных механизмов высшей нервной деятельности животных и человека.