"Думают ли животные?" - читать интересную книгу автора (Фишель Вернер)

Начало современных исследований

Животные в лабиринте

В 1900 году молодому американскому психологу Смоллу пришла в голову плодотворная идея. За два года до этого были опубликованы результаты первых экспериментов, при помощи которых ученые пытались точно определить способности животных. Смолла эти результаты не удовлетворили.

Он совершенно справедливо полагал, что наблюдения необходимо вести над большим количеством животных и, кроме того, такими методами, при которых животные хотя бы приближенно чувствуют себя, а следовательно, и действуют как в естественной обстановке. Исходя из этих соображений, он остановил свой выбор на белых крысах, которых легко содержать и разводить в неволе. На свободе крысы охотно передвигаются в тесных ходах, например в узком проходе, образованном стенкой подвала и стоящим около нее ящиком. Зная об этом, Смолл построил лабиринт.

В XVIII столетии у богатых владельцев замков было модным устраивать в парках лабиринты из густой живой изгороди, где их гости ко всеобщей потехе должны были искать выход, который удавалось обнаружить только после некоторых блужданий. Смолл взял в качестве образца лабиринт в замке «Хэмптон Корт» недалеко от Лондона. Из дощечек, через которые крысы не могли перелезть, он построил систему ходов, показанную на рис. 1. Ширина хода была чуть больше толщины крысы. В центре лабиринта клали немного корма для голодного животного, которого помещали в пусковую камеру. Крыса должна была найти путь к корму через сеть ходов, многие из которых заканчивались тупиком. Еще и сегодня лабиринт используют в этологических исследованиях.

Читатель сам может попытаться найти правильный и кратчайший путь от входа до центра лабиринта. Интересно давать такое задание детям от 8 до 10 лет. Когда впервые сажаешь крысу в лабиринт, надо запастись терпением. Принюхиваясь, животное медленно продвигается вперед, то и дело пробует вскарабкаться на стенки, попадает в тупики, возвращается и пробует другой путь. Наконец цель достигнута и крыса может съесть корм. Затем ее возвращают в пусковую камеру, и странствие по системе ходов начинается вновь. При втором и третьем повторении эксперимента становится заметным, что животное с каждым разом кое-чему научается. Наблюдение позволяет точно зафиксировать два обстоятельства. Во-первых, число тупиков, в которые заходила крыса: оно вначале медленно, но в ходе дальнейших упражнений все быстрее снижается. Во-вторых, время, прошедшее от начала эксперимента до достижения крысой корма: оно с каждой попыткой становится все короче, хотя может иногда и временно возрасти. По полученным результатам строятся кривые научения. Крыса, которая пробежала по лабиринту много раз, достигает цели поразительно быстро и делает при этом очень мало ошибок.

Пригодный для испытания крыс лабиринт построить нелегко и стоит он недешево. Необходимо, чтобы его очистка не представляла трудностей, так как иначе подопытное животное просто будет руководствоваться запахом. Несколько позже придумали весьма простой способ изготовления лабиринта для крыс. Для этого берут планки длиной около 70 сантиметров и устанавливают их в виде своего рода мостков на стойки высотой примерно 80 сантиметров. Крыса бежит по таким составленным в лабиринт мосткам (рис. 2) и не спрыгивает с них. У выхода из лабиринта лучше всего поставить ящичек-гнездо, в котором обычно содержится животное; таким образом, путь через лабиринт является в известной степени дорогой домой. Преимущество таких открытых лабиринтов перед закрытыми состоит в том, что мостки при необходимости можно переставлять. Путь, который ранее заканчивался тупиком, может получить продолжение, ведущее к цели. Весьма показательно, что животное, основываясь на своем предыдущем опыте, уклоняется от нового пути; крыса должна переучиваться, и это удается ей довольно быстро.

Можно подумать, что крыса, которая после более или менее долгой тренировки наконец достигает цели в лабиринте правильным путем, не заходя ни в один из тупиков, полностью справилась со своим заданием. Но так как успех может быть и случайным, для строгой достоверности необходимо, чтобы крыса из 10 попыток не менее 8 раз добиралась до цели правильным путем. Только тогда можно считать, что животное овладело лабиринтом.

Крыса, которую впервые посадили в лабиринт, не знает, что ей предстоит. Она, так сказать, идет наугад, случайно забредает в тупики, возвращается, пробегает участок по другому пути, вновь забирается в тупик и т. д., пока не доберется до конца и ожидающего ее там вознаграждения.

Так как ошибки, совершаемые крысой, блуждания по тупикам в ходе упражнения становятся все более редкими, совершенно очевидно, что она чему-то научается. Крыса приобретает опыт именно благодаря тому, что она пробовала всевозможные пути. В этом случае зоопсихологи говорят о научении методом проб и ошибок. Число ошибок животного снижается до тех пор, пока, наконец, не достигнет некоторого минимума. Оно начинает падать сперва вблизи конца пути, у цели, и лишь позднее — в начале лабиринта. Кроме того, крысы, как и другие животные, из двух известных им путей стараются выбрать кратчайший.

Эти интересные факты дают нам первую возможность понять, как проходит научение крысы. О каждом мышечном движении через определенные нервные пути передается обратный сигнал в мозг. Там возникает локализованное возбуждение. В зависимости от его степени животное в соответствии со своим прежним опытом либо делает поворот, либо бежит прямо. Таким образом, мы сталкиваемся здесь с так называемой кинестезией, или чувством движения, когда поведение управляется мышечными ощущениями. Кинестезия играет большую роль и в поведении людей. Тому, кто всегда кладет ручку на одно и то же место письменного стола, не обязательно смотреть, где она, когда ему нужно ее взять. Часто повторяемое движение управляется кинестетически. Следовательно, научение крысы в лабиринте заключается в том, что она вспоминает, что после затрат усилий а был успешным, допустим, поворот направо, а после дальнейших затрат а+б — поворот налево и т. д.

Кинестезия является, таким образом, тем важнейшим средством ориентации, благодаря которому крыса научается находить в лабиринте правильный путь.

Но это не единственное средство достижения цели. Как мы уже знаем, число ошибок снижается прежде всего вблизи цели; иначе говоря, животные научаются прохождению сначала конечных участков лабиринта, затем средних и, наконец, начальных. Значит, крыса каким-то образом замечает или чувствует приближение к месту, где лежит корм, или к выходу из лабиринта. Обоняние в данном случае не играет никакой роли, что легко доказать, убрав корм. Точно так же можно исключить какое-либо влияние зрения, обеспечив абсолютно равномерное освещение установки. Впрочем, слепые крысы так же хорошо научаются в лабиринте, как и зрячие. Весьма примечательно, что число ошибок хорошо обученной крысы после разворота лабиринта вновь возрастает. При однородном освещении не может быть и речи об ориентации по источнику света. Крыса, бегущая по лабиринту, с которым она хорошо знакома, должна каким-то образом знать или чувствовать, в каком направлении находится цель. Как или благодаря чему она это запоминает, по-прежнему остается неизвестным и загадочным.

Исследование кинестетического научения, как и научения вообще, показывает его зависимость от двух психологических законов. Первый — это закон упражнения, который говорит о числе повторно достигнутых тождественных результатов. Чем больше проделано упражнений, тем выше результат научения. Результат зависит, кроме того, и от поощрения успеха. Крыса научается и тогда, когда не получает вознаграждения в конце своего пути, а просто изымается из лабиринта. Но конечный результат научения в дальнейшим не столь высок, как в случае, когда правильное поведение вознаграждается.

Для пояснения мы приводим рис. 3, который не только дает представление о характере кривых научения, но и показывает разницу в поведении крыс, получавших и не получавших вознаграждения. Для сравнения были взяты две группы по 36 крыс; графически показано среднее число их ошибок. У невознаграждавшихся животных оно снизилось после 17 дней упражнений с 250 до 150, а у вознаграждавшихся — до 50. Сопоставление наглядно показывает значение закона поощрения успеха, второго весьма важного психологического закона научения.

Сказанное соответствует педагогическому опыту. Ребенок, получающий за хорошие отметки похвалу, учится лучше других детей, чьи успехи не поощряются. Разумеется, можно наказать крыс, сворачивающих в тупик, легким ударом электричества. Но на успех научения это не окажет заметного влияния. Вероятно, конец тупика и необходимость возвращения и без того достаточно неприятны крысе и сами по себе воспринимаются ею как наказание. Поэтому дополнительно наказывающие раздражения уже не могут что-либо существенно изменить. У школьника, не приготовившего домашнего задания, ситуация несколько другая, так как его нерадивость вначале отнюдь не неприятна. И только позднее воспитатель выговором, то есть наказанием, может сделать нерадивость неприятной.

При быстром беге через лабиринт хорошо обученная крыса почти целиком и полностью полагается на свое чувство движения. Из этого, однако, не следует, что другие ощущения вообще не играют никакой роли в процессе научения крысы. Правда, значение зрения в жизни крыс, которые являются сумеречными животными, невелико. Однако если лабиринт при ярком дневном освещении стоит недалеко от окна, так что свет и тени в ходах отчетливо различимы, то животное пользуется этим оптическим контрастом. Стоит повернуть стоявший перед окном лабиринт, и крыса, которая только что бежала правильно, приходит в замешательство и делает ошибки. С помощью зрения крыса может воспринимать те или иные детали окружающего ее мира, но делает это лишь тогда, когда она вынуждена к этому. Свою пищу она узнает преимущественно по запаху.

Наука весьма заинтересована в создании наилучших видов тренировки, позволяющих добиваться как можно более быстрого и успешного обучения животных. В незнакомый лабиринт одновременно выпускали много крыс, и они совершали по 10 пробегов два раза в день, до и после полудня, то есть ежедневно по 20 пробегов. Но лучшие результаты были получены тогда, когда животных выпускали в лабиринт 5 раз подряд и после каждой серии упражнений следовала длинная пауза. При этом общее число ежедневных тренировочных пробегов оставалось неизменно равным 20. Так как и этот результат соответствует педагогической практике, он справедлив для любого вида обучения.

Тот, кто теперь задумается над результатами исследований в лабиринте, уже не будет утверждать, как это делали наблюдатели 100 лет назад, что крысы разумны. С понятием «интеллект» мы должны познакомиться поближе. Для этого необходимы эксперименты с животными. Говорим ли мы только об интеллекте или только о научении — в обоих случаях при исследовании ставится вопрос: а в чем, собственно, они состоят? Если кто-нибудь станет говорить об интеллекте крыс, овладевших лабиринтом, то, как мы теперь это знаем, он состоит главным образом в воспоминании об определенном чувстве движения и повороте, оказавшемся тогда удачным.

В этой связи нельзя не сказать о проблемах, которые не удалось решить исследованиями в лабиринте. Возникали многочисленные вопросы, не способствует ли научению особое питание, например преимущественно мясной или растительной пищей? Нельзя ли получить особенно хорошие результаты, внося в рацион животного гормоны? Кто обучается лучше — самки или самцы? На все эти и подобные им вопросы не было получено ясного ответа.

Чтобы разрешить различные специальные проблемы, конструировались лабиринты самых разнообразных форм, причем на протяжении всех исследований возникали неожиданные трудности. Два лабиринта, показанные на рис. 4 и 5, значительно отличаются в плане друг от друга.

Испытав 50 крыс сначала в одном, а затем в другом лабиринте, мы обнаружили, что крысы, которые в первом лабиринте обучались быстро и успешно, во втором допускают значительно больше ошибок. Вначале они показали себя хорошими, а затем весьма посредственными учениками. Таким образом, результаты зависят не только от способности к научению, но и в значительной мере от формы лабиринта, в котором проводится испытание. Если один исследователь считает, что эксперименты в лабиринте позволили ему доказать, что самцы обучаются лучше самок, то другой ученый, работавший в другой лаборатории, с другим лабиринтом, скажет, что он не нашел никакой разницы в их способностях. Очевидно, трудность научения была для крыс разной, но объяснить причину такой разницы не удается.

Сегодня мы уже знаем, что исследования в лабиринте дают довольно ограниченные возможности для анализа научения. Они важны при изучении частных проблем запоминания и использования по мере надобности зафиксированного в памяти, а именно: при изучении проблемы кинестетической ориентации небольших животных в труднообозримых для них местностях. К этому надо добавить, что результаты испытаний крыс в закрытых лабиринтах несущественно отличаются от результатов, полученных в высоких открытых лабиринтах аналогичной формы. Очевидно, они зависят только от длины пути и числа поворотов, а не от характера обстановки, окружающей бегущую по лабиринту крысу.

И все же обучение в лабиринте позволило получить объективные, вполне достоверные факты, для правильной обработки которых в конце прошлого столетия еще не было возможностей. Если наблюдение за крысами в лабиринте вел человек, склонный к субъективным оценкам, то он считал крыс разумными; если наблюдатель придерживался другой точки зрения, то он утверждал, что речь здесь может идти лишь о чисто механическом научении; таким образом, это были сугубо личные оценки, которые не могли разъяснить, как животные достигали тех или иных результатов.

Исследования с помощью лабиринта впервые начали развиваться в США. Теперь же мы познакомимся с другим методом анализа поведения животных и человека, который был разработан в Советском Союзе и который имел гораздо большее значение, чем исследования в лабиринте.