Методики, разработанные А. В. Крушинским для изучения способности животных к поиску приманки, исчезающей из поля зрения

 

Рассмотренные выше эксперименты убедительно показали способность антропоидов к целенаправленному употреблению орудий в соответствии с «мысленным планом». Данную способность можно рассматривать как проявление элементарного мышления.

В то же время описанные выше методы анализа решения животными задач имели определенные ограничения:

• результаты таких опытов носили чисто описательный характер, и субъективизм в их трактовке был почти неизбежен;

• при повторении эксперимента неизменно возникал вопрос о том, что животное не решает задачу заново, а стереотипно применяет опыт, приобретенный в предшествующей пробе;

• такие методики практически невозможно было использовать в опытах на животных-неприматах, а поэтому исключалась возможность сравнительного анализа, необходимого для ответа на вопрос, насколько широко зачатки мышления представлены у более примитивно организованных животных (см. 1.3).

Ответ на последний вопрос требовал другого методологического подхода. Для его изучения нужны были универсальные тесты, которые можно было бы предлагать разным животным и при этом получать результаты, пригодные для количественной оценки, статистической обработки и получения сравнительной характеристики разных видов.

Такие методологические подходы были созданы независимо друг от друга двумя учеными — Г. Харлоу и Л. В. Крушинским. Г. Харлоу (см. 3.3.2) в 50-е годы предложил метод сравнительной оценки высших когнитивных функций животных, который дает возможность выяснить, улавливают ли животные общий принцип, лежащий в основе их решения, т. е., по выражению автора, формируется ли у них «установка на обучение».

Попытка Г. Харлоу была удачной. С помощью его теста действительно можно было почти в стандартных условиях исследовать самых разных животных и охарактеризовать динамику их обучения количественными параметрами. Однако метод Харлоу позволял охарактеризовать в основном одну сторону мышления животных — способность к обобщению.

Л. В. Крушинский предложил универсальные методики тестирования и предпринял широкое сравнительное исследование способности животных к другому виду элементарного мышления — решению экстренно возникших задач, для которых у них нет готовой программы.

В отличие от описанных выше задач, в которых надо было достать удаленную, но видимую цель, значительная часть методик, предложенных Л. В. Крушинским для изучения зачатков мышления животных, основана на поиске приманки, тем или иным способом исчезающей из поля зрения, как только животное начинало ее есть. Этим они отличались от ранее рассмотренных методик, в которых цель всегда была «в пределах зрительного поля». Поэтому решение задач в методиках Крушинского должно было осуществляться не под контролем внешних стимулов, а за счет оперирования «образом исчезнувшей приманки»'.

Повторим определение мышления (рассудочной деятельности животных), данное Л. В. Крушинским, которое он называл «рабочим»:

«Способность животного улавливать эмпирические законы, связывающие предметы и явления внешнего мира, и оперировать этими законами в новой для него ситуации для построения программы адаптивного поведенческого акта».

 

4.6.1. Понятие об «эмпирических законах» и элементарной логической задаче

 

Л. В. Крушинский ввел понятие элементарной логической задачи, т. е. задачи, которая характеризуется смысловой связью между составляющими ее элементами. Благодаря этому она может быть решена экстренно, при первом же предъявлении, за счет мысленного анализа ее условий. Такие задачи по своей природе не требуют предварительных проб с неизбежными ошибками. Как и задачи, которые рассматривались в разд. 4.5, они могут служить альтернативой и «проблемному ящику» Торндайка, и выработке различных систем дифференцировочных УР. Дифференцировочные УР, точнее, порядок смены подкрепления по ходу их выработки, не связаны для животного с «естественной» логикой событий внешнего мира. Именно поэтому их нельзя решить иначе, чем постепенно, при многократных пробах и подкреплении правильных реакций.

Отличительную черту тестов Крушинского составляет то, что их решение требует (согласно его определению) оперирования так называемыми «эмпирическими законами». Имеется в виду, что анализу подлежат такие свойства предметов и явлений, которые присущи им в силу природных физических законов и с которыми животное постоянно сталкивается в жизни.

Прибегая к терминологии когнитивной психологии, можно сказать, что эти «законы» входят в состав «познавательной карты», или «образной картины мира животного», т е. той системы знаний, которую оно накапливает в течение жизни На необходимость и плодотворность использования таких тестов указывал Д. Примэк (Premack, 1983), называя эту форму мышления животных «естественным мышлением» (naturalreasoning), в отличие от их способности к обобщению и умозаключениям.

 

' Более подробно методики описаны в книге Л. В. Крушинского «Биологические основы рассудочной деятельности» (1986).

 

Тесты для изучения способности к обобщению и умозаключению организованы таким образом, что их условия и структура достаточно произвольно определяются экспериментатором и совершенно не связаны с естественными закономерностями Это относится также к тесту Ревеша-Крушинского, где алгоритм изменении положения приманки задается экспериментатором произвольно и не имеет никакой связи с процессами в естественной для животных среде (см 4 7), или формированию установки на обучение в тестах Харлоу.

Базовые формы когнитивной деятельности животных были частично описаны в гл. 3. Ниже перечислены наиболее важные эмпирические законы, владение которыми, как писал Л. В Крушинский, необходимо животному для решения ряда логических задач.

1. Закон «неисчезаемости» предметов (objectpermanence). Животные способны сохранять память о предмете, ставшем недоступным непосредственному восприятию. Животные, «знающие» этот эмпирический закон, более или менее настойчиво ищут корм, тем или иным способом скрывшийся из их поля зрения (описание поведения млекопитающих в тесте на отсроченную реакцию см. в 3.4.1). Представление о «неисчезаемости» есть и у многих птиц. Так, вороны и попугаи активно ищут корм, который у них на глазах накрыли непрозрачным стаканом или отгородили от них непрозрачной преградой. В отличие от этих птиц голуби и куры законом «неисчезаемости» не оперируют или оперируют в весьма ограниченной степени. Это выражается в том, что в большинстве случаев они почти не пытаются искать корм после того, как перестают его видеть. ^с Представление о «неисчезаемости» предметов необходимо для решения всех типов задач, связанных с поиском приманки, скрывающейся из поля зрения.

 

2. Закон, связанный с движением, — одним из самых универсальных явлений окружающего мира, с которым сталкивается любое животное независимо от образа жизни. Каждое из них без исключения с первых же дней жизни наблюдает перемещения родителей и сибсов, хищников, которые им угрожают, или, наоборот, собственных жертв. Вместе с тем животные воспринимают изменения положения деревьев, травы и окружающих предметов при собственных перемещениях. Это создает основу для формирования представления о том, что движение предмета всегда имеет определенное направление и траекторию Знание этого закона лежит в основе решения задачи на экстраполяцию (см 4.5.5 2)

 

3. Законы «вмещаемости» и «перемещаемости». Имеется в виду, что на основе восприятия и анализа пространственно-геометрических признаков окружающих предметов животные «знают», что одни объемные предметы могут вмещать в себя другие объемные предметы и перемещаться вместе с ними.

В лаборатории Л В Крушинского разработаны две группы тестов, с помощью которых можно оценивать способность животных разных видов оперировать указанными эмпирическими законами в новой ситуации Схемы этих экспериментов представлены ниже (см. 4.6.3).

Как полагал Крушинский, перечисленные им законы не исчерпывают всего, что может быть доступно животным Он допускал, что они оперируют также представлениями о временных и количественных параметрах среды, и планировал создание соответствующих тестов. Животные действительно способны оценивать количественные и даже числовые параметры стимулов (см. гл. 5).

Многие животные, в том числе обезьяны, в тесте на предпочтение выбирают стимулы большей площади и объема По-видимому, они могут, также без специальной тренировки, воспринимать и сравнивать стимулы, различающиеся по числу элементов Вороны и голуби, например, без всякой предварительной подготовки выбирают кормушку, содержащую большее число зерен или личинок мучного хрущака В обоих случаях тест проводится в ситуации «свободного выбора», когда птицы съедают любую выбранную ими приманку, а обезьяны получают любой выбранный ими стимул

|] Предложенные Л. В. Крушинским (1986) и описанные ниже методики сравнительного изучения рассудочной деятельности с помощью элементарных логических задач основаны на допущении, что животные улавливают эти «законы» и могут использовать их в новой ситуации Задачи построены так, что возможно их экстренное решение, принятое логическим путем, в соответствии с лежащим в их основе принципом, и не требующее предварительного обучения по методу проб и ошибок.

4.6,2. Методика изучения способности животных к экстраполяции направления движения пищевого раздражителя, исчезающего из поля зрения («задача на экстраполяцию»).

Под экстраполяцией понимают способность животного выносить функцию, известную на отрезке, за ее пределы. Л. В. Крушинский предложил несколько элементарных логических задач для изучения такой способности. Исследование способности к экстраполяции в опытах с ширмой.

 

Рис. 4.12.

А — общий вид установки для опытов с хищными млекопитающими, кроликами и птицами (рисунок Т. Никитиной); Б — камера для экспериментов с мышами (пояснение в тексте).

 

Наибольшее распространение получил так называемый «опыт с ширмой» (рис. 4.12). В этом опыте перед животным помешают непрозрачную преграду — ширму (длина — около 3 м, высота 1 м) В центре ширмы имеется вертикальная щель, через которую видны две кормушки, в начале опыта расположенные прямо перед щелью. Кормушки разъезжаются в стороны, как только животное начинает есть, но оно может видеть начальный участок их пути до момента исчезновения за поперечными преградами-клапанами. Через несколько секунд кормушки скрываются из поля зрения, так что их дальнейшее перемещение животное уже не видит и может только представлять его мысленно.

За щелью находятся две кормушки: одна с кормом, другая пустая. Это делается для того, чтобы создать животному возможность альтернативного выбора. К тому же если двигаются две кормушки, то животное не сможет отыскать корм, ориентируясь на звук при движении.

Опыты с грызунами проводятся несколько по-другому. Вторую кормушку тоже наполняют кормом (поилки с молоком). Эту кормушку либо закрывают сеткой (в опытах с крысами), либо (опыты с мышами) ставят так, чтобы животное ее не видело. Это позволяет «уравнять запахи», идущие от приманки с двух сторон камеры, и тем самым препятствовать отысканию корма с помощью обоняния. Экспериментальная камера для исследования способности к экстраполяции у мышей (рис 4.12Б) устроена так, чтобы животное оставалось в ней в интервалах между предъявлениями задачи. В одной из стенок камеры (I) на середине ее длины на уровне пола имеется отверстие (2), дающее животному доступ к поилке (3) и позволяющее видеть начальный этап ее перемещения. Контрольная поилка (4) перемещается в противоположную сторону. С помощью специального рычага (5) их можно передвинуть к боковым отверстиям (6). «Обход ширмы» в этом варианте установки — это перемещение животного вправо или влево и подход к одному из боковых отверстий. Траектория (7) показывает путь мыши при правильном решении задачи.

В Чтобы решить задачу на экстраполяцию, животное должно j представить себе траектории движения обеих кормушек после исчезновения из поля зрения и на основе их сопоставления определить, с какой стороны надо обойти ширму, чтобы получить корм.

Способность к решению этой задачи проявляется у многих позвоночных, но ее выраженность значительно варьирует у разных видов.

Основной характеристикой способности животных к рассудочной деятельности служат результаты первого предъявления задачи, потому что при их повторении подключается влияние и некоторых других факторов. В связи с этим для оценки способности к решению логической задачи у животных данного вида необходимо и достаточно провести по одному опыту на большой группе. Если доля особей, правильно решивших задачу при ее первом предъявлении, достоверно превышает случайный уровень, считается, что у животных данного вида или генетической группы есть способность к экстраполяции (или к другому виду рассудочной деятельности).

Как показали исследования Л. В. Крушинского, животные многих видов (хищные млекопитающие, дельфины, врановые птицы, черепахи, крысы-пасюки, мыши некоторых генетических групп) успешно решали задачу на экстраполяцию. В то же время животные других видов (рыбы, амфибии, куры, голуби, большинство грызунов) обходили ширму чисто случайно (рис. 4.13А).

При повторных предъявлениях задачи поведение животного зависит не только от способности (или неспособности) экстраполировать направление движения, но и от того, запомнило ли оно результаты предыдущих решений. Ввиду этого данные повторных опытов отражают взаимодействие ряда факторов, и для характеристики способности животных данной группы к экстраполяции их надо учитывать с известными оговорками.

Многократные предъявления позволяют точнее проанализировать поведение в опыте животных тех видов, которые плохо решают задачу на экстраполяцию при ее первом предъявлении (о чем можно судить по невысокой доле правильных решений, которая не отличается от случайного 50 %-го уровня). Оказывается, что большинство таких особей ведет себя чисто случайным образом и при повторениях задачи. При очень большом числе предъявлении (до 150) такие животные, как, например, куры или лабораторные крысы, постепенно обучаются чаще обходить ширму с той стороны, в которую скрылся корм. Напротив, у хорошо экстраполирующих видов результаты повторных применений задачи могут быть несколько ниже, чем результаты первого, хотя продолжают достоверно превышать случайный уровень (например, у лисиц и собак, рис. 4.13Б). Причиной такого снижения показателей теста может быть, по-видимому, влияние различных тенденций в поведении, напрямую не связанных со способностью к экстраполяции как таковой. К ним относится склонность к спонтанному чередованию побежек, предпочтение одной из сторон установки, характерное для многих животных, и т. д. В опытах Крушинского и сотрудников у некоторых животных (например, врановых и хищных млекопитающих) обнаруживались проявления боязни обстановки опыта, нередко сопровождавшиеся беспорядочными обходами ширмы независимо от направления движения корма. Решение задачи на экстраполяцию.

 

Рис. 4.13.

А — успешность решения задачи на экстраполяцию животными разных таксономических групп при ее первом предъявлении; по оси ординат — доля правильных решений в процентах (плоскость соответствует 50 %-му случайному уровню правильных решений); Б — усредненные кривые успеха решения задачи при ее многократных предъявлениях животными разных таксономических групп (по Крушинскому, 1986). По оси ординат — как в случае А, по оси абсцисс — номера предъявлении.

 

Вопрос о влиянии разных стратегий поведения в опыте на проявление способности к экстраполяции был подробно проанализирован на уникальной модели— двух парах линий мышей с робертсоновской транслокацией па разном генетическом фоне (Полетаева, 1998). Оказалось, что эта способность зависит и от генотипа (см. также гл. 9).

 

С помощью теста на экстраполяцию, который позволяет давать.1 точную количественную оценку результатов его решения, впервые I была дана широкая сравнительная характеристика развития зачатков мышления у позвоночных всех основных таксономических групп, изучены их морфофизиологические основы, некоторые аспекты формирования в процессе онто- и филогенеза, т. е. практически весь тот J круг вопросов, ответ на которые, согласно Н. Тинбергену (Tinbergen, D1963), необходим для всестороннего описания поведения.