Когнитивные карты у крыс и у человека

Основная часть этой статьи посвящена описанию экспериментов с крысами. В заключение я попытаюсь также в нескольких словах определить значение дан­ных, полученных на крысах, для понимания поведе­ния человека. Большинство исследований на крысах, о которых я сообщу, было выполнено в лаборатории в Беркли. Но иногда я буду также включать описания поведения крыс, которые были выполнены вне этой лаборатории. Кроме того, в сообщении о наших экспе­риментах в Беркли я буду вынужден опустить очень многое. Те эксперименты, о которых я буду говорить, были выполнены студентами (или аспирантами), кото­рые, вероятно, пришли к некоторым из своих идей от меня. И лишь некоторые, хотя их очень мало, были вы­полнены мною самим.

Представим схему двух типичных лаби­ринтов: лабиринта с коридорами (рис. 4) и приподнятого над зем­лей лабиринта (рис. 5). В типичном экспери­менте голодная крыса помещается у входа в лабиринт (одного из этих типов), она блуж­дает по различным его участкам, заходитв.ту-пики, пока, наконец, не придет к кормушке и будет есть. Один опыт (опять в типичном экс-

 

 

 

перименте) повторяется через каждые 24 ч, живот­ное имеет тенденцию делать все меньше и меньше ошибок (ими являются заходы в тупик) и тратить все меньше и меньше времени от старта до цели до тех пор, пока, наконец, оно совсем не заходит в тупики и пробегает весь путь от старта до цели за несколько секунд. Результаты обычно представляются в виде кривой с изображением заходов в тупики или вре­мени от старта до финиша для группы крыс.

Все исследователи соглашаются с фактами. Они рас­ходятся, однако, в теории и в объяснении этих фактов.

1. Во-первых, существует школа зоопсихологов, ко­торые считают, что поведение крыс в лабиринте сводит­ся к образованию простых связей между стимулом и

рочении одних связей и в ослаблении других. В соответ­ствии со схемой «стимул—реакция» крыса в процессе обучения в,лабиринте беспомощно отвечает на ряд внеш­них стимулов: свет, звук, запах, прикосновение и т. п., оставляющих следы в ее органах чувств, плюс ряд внут­ренних стимулов, приходящих от висцеральной систе­мы и от скелетных мускулов. Эти внешние и внутренние стимулы вызывают реакции — ходьбу, бег, повороты, возвращения, принюхивания и т. п. Согласно этой точке зрения центральную нервную систему крысы можно сравнить с работой телефонной станции. Сюда попада­ют сигналы от органов чувств и отсюда исходят команды к мускулам. До того как произойдет научение в каком-то определенном лабиринте, с помощью соединяющих пе­реключателей (т. е. синапсов на языке физиолога) цепь замыкается различными путями, и в результате появля­ются исследовательские ответы на реакции, характер­ные для первоначальных проб. Научение, по этой тео­рии, состоит в относительном усилении одних и ослаблении других связей; те связи, которые приводят животное к верному результату, становятся относитель­но более открытыми для прохождения нервных импуль­сов, и, наоборот, те, которые ведут его в тупики, посте­пенно блокируются.

В дополнение нужно отметить, однако, что эта шко­ла, объясняющая поведение по схеме «стимул—реак­ция», подразделяется в свою очередь на две подгруппы исследователей. Первая подгруппа утверждает, что простая механика, имеющая место при пробежке по ла­биринту, состоит в том, что решающим стимулом от ла­биринта становится стимул, наиболее часто совпадаю­щий с правильным ответом, по сравнению со стимулом, который связан с неправильным ответом. Следователь­но, именно вследствие этой большей частоты нервные связи между решающим стимулом и правильным отве­том будут иметь тенденцию, как считают, упрочиваться за счет ослабления неправильных связей.

Вторая подгруппа исследователей внутри этой шко­лы утверждает, что причина, почему соответствующие связи упрочиваются по сравнению с другими, состоит в том, что вслед за ответами, которые являются результа­том правильных связей, следует редукция потребности. Таким образом, голодная крыса в лабиринте имеет тен-

денцию стремиться к получению пищи, и ее голод ослабляется скорее в результате верных ответов, а не в результате заходов в тупики. И такая непосредственно сле­дующая редукция по­требности или, поль­зуясь другим терми­ном, такое «положи­тельное подкрепле­ние» имеет тенденцию

к упрочению связей, которые непосредственно ему пред­шествовали (рис. 6). Таким образом, складывается впе­чатление (хотя представители этой группы сами не ут­верждают этого), будто бы в организме есть какая-то часть, воспринимающая состояние удовлетворения и со­общающая крысе обратно в мозг: «Поддерживай эту связь, она хорошая; вникни в нее, чтобы снова исполь­зовать ее в последующем, когда появится тот же самый стимул». Если за реакцией следует «неприятное раздра­жение», «отрицательное подкрепление», тогда та же са­мая часть крысы, воспринимавшая в свое время состо­яние удовлетворения, теперь в ответ на неприятное раздражение будет сообщать в мозг: «Разрушь эту связь и не смей использовать ее в последующем».

Это кратко все, что касается существа двух вари­антов школы «стимул — реакция».

2. Давайте вернемся теперь ко второй из упомяну­тых школ. Эта группа исследователей (я также принад­лежу к ней) может быть названа теоретиками поля. Наша позиция сводится к следующему. В процессе на­учения в мозгу крысы образуется нечто, подобное кар­те поля окружающей обстановки. Мы согласны с дру­гими школами в том, что крыса в процессе пробежки по лабиринту подвергается воздействию стимулов и в кон­це концов в результате этого воздействия появляются ее ответные реакции. Однако вмешивающиеся мозго­вые процессы являются более сложными, более струк­турными и часто, говоря прагматическим языком,

более независимыми, чем об этом говорят

психологи, придерживающиеся теории «стимул — ре­акция». Признавая, что крыса бомбардируется стиму­лом, мы утверждаем, что ее нервная система удивитель­но избирательна по отношению к каждому из этих стимулов.

Во-вторых, мы утверждаем, что сама центральная инстанция гораздо более похожа на пульт управления, чем на устаревшую телефонную станцию. Поступаю­щие стимулы Не связываются с ответными реакциями с помощью простого переключателя по принципу «один к одному». Скорее поступающие стимулы перерабаты­ваются в центральной управляющей инстанции в осо­бую структуру, которую можно было бы назвать когни­тивной картой окружающей обстановки. И именно эта примерная карта, указывающая пути (маршруты) и ли­нии поведения и взаимосвязи элементов окружающей среды, окончательно определяет, какие именно ответ­ные реакции, если вообще они имеются, будет в конеч­ном счете осуществлять животное.

Наконец, я считал бы, что важно исследовать, по­чему эти карты бывают относительно узкими, охваты­вающими какой-то небольшой кусок ситуации, или от­носительно широкими, охватывающими большое поле. Как узкие, так и широкие карты могут быть правильны­ми или неправильными в том смысле, насколько успеш­но они направляют животное к цели. Различия между такими узкими и широкими картами могут проявиться только в том случае, если позднее крысе будут предъ­явлены некоторые изменения в условиях данной окру­жающей обстановки. Тогда более узкая исходная кар­та, включающая относительно небольшой участок, окажется непригодной применительно к новой пробле­ме; наоборот, более широкая карта будет служить более адекватным средством по отношению к новой структу­ре условий. В узкой карте данное положение животно­го связано только с относительно простым и только одним участком относительно расположения цели. В широкой карте представлен обширный спектр окру­жающих условий, так что, если изменится положение животного при старте или будут введены изменения в отдельные маршруты, эта широкая карта позволит жи­вотному действовать относительно правильно и выбрать адекватный новый маршрут.

Теперь вернемся к экспериментам. Эксперименты, о которых я сообщаю в докладе, особенно важны для ук­репления теоретической позиции, которую я предлагаю. Эта позиция основывается на двух допущениях:

1) научение состоит не в образовании связей типа «стимул — реакция», а в образовании в нервной систе­ме установок, которые действуют подробно когнитив­ным картам;

2) такие когнитивные карты можно охарактеризовать как варьирующие между узкими и более широкими.

Эксперименты распадаются на 5 главных типов: 1) ла­тентное научение, 2) викарные (замещающие) пробы и ошибки или VTE (Vicarious triel and error), 3) эксперимен­ты на поиски стимула, 4) эксперименты с гипотезами, 5) эксперименты на пространственную ориентацию.