Теория обучения_75 1_ 2

1. Теория научения

2.

Почему жучок летает?
Почему собака лает?
И зачем котёнок Барсик
Опрокинул жёлтый тазик?
Марьяна Бажанова
ЭТОЛОГИЯ
ПОВЕДЕНЧЕСКАЯ
ЭКОЛОГИЯ
ЗООПСИХОЛОГИЯ
СРАВНИТЕЛЬНАЯ
ПСИХОЛОГИЯ

3.

Одно из наиболее сильных побуждений, ведущих к <…> науке, — это желание уйти
от будничной жизни с её мучительной жестокостью и безутешной пустотой <…>
Эта причина толкает людей с тонкими душевными струнами от личных
переживаний в мир объективного видения и понимания. …
К этой негативной причине добавляется и позитивная. Человек стремится каким-то
адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира для того,
чтобы оторваться от мира ощущений, чтобы в известной степени заменить этот
мир созданной таким образом картиной.
Альберт Эйнштейн.

4.

4 вопроса Тинбергена
Анализ поведенческого акта:
1) приспособительная функция: как поведенческий
акт влияет на способность животного выживать и
оставлять потомство?
2) причина: какие воздействия запускают
поведенческий акт?
3) развитие в онтогенезе: как поведение меняется с
годами, в течение индивидуального развития
(онтогенеза), и какой предыдущий опыт необходим
для проявления поведения?
4) эволюционное развитие: каковы различия и
сходства похожих поведенческих актов у
родственных видов, и как эти поведенческие акты
могли возникнуть и развиваться в процессе
филогенеза?
"О целях и задачах этологии" (Tinbergen, 1963)

5. Как животные воспринимают мир

Умвельт (Umwelt) – мир, воспринимаемый животным;
- знаки, которые животное воспринимает и интерпретирует.
Чужие умвельты «непонятны и неощутимы».
Введено Якобом фон Икскююлем (Jakob Johann von
Uexküll)
Томас Нагель (1974): как чувствует себя летучая мышь,
будучи летучей мышью?
Людвиг Витгенштейн: «Если бы лев мог разговаривать, мы
бы его не поняли».
(А можно ли найти общий язык с людьми другой культуры?
Человек: способность мыслить вне собственных границ
восприятия.)
Карл фон Фриш: «Жизнь пчел похожа на волшебный
колодец: чем больше из него черпаешь, тем обильнее он
наполняется водой».
Ключ к пониманию – экология вида.

6.

СРЕДА
УМВЕЛЬТ
условия, в которых
организм обитает
(абиотические и
биотические)
что воспринимает
знаки, которые
воспринимает и
интерпретирует
КАК ПОЛУЧАЕТ
сенсорные системы
ИНФОРМАЦИЮ О СРЕДЕ? (анализаторы)
КАК РЕАГИРУЕТ?
врожденные реакции
приобретенные реакции
(научение)
интеллект

7. «Новая» система классификации типов обучения

Learning – обучение и научение
Торп: научение – адаптивное изменение в поведении
(0) Привыкание
(1) Ассоциативное обучение
Классическое обусловливание (Павлов)
Оперантное обучение (Скиннер)
(2) Rule extraction (улавливаение закономерностей, “инсайт”)
Категоризация, абстрагирование, предметные соотношения
“Folk physics” (понимание “законов природы”)
Формирование установки на обучение (Learning set formation)
(3) Латентное обучение
(4) Социальное обучение
(5) Наведенное обучение (Guided learning)
Предрасположенность к формированию определененных
ассоциаций
Импринтиг
(6) Обучение из каталога (S-P: stimulus-pattern, стимул - паттерн)

8. Oбучение участвует в возникновении многих форм поведения, типичных для вида.

Хейлман (1969) продемонстрировал
влияние тонких форм опыта в своих
исследованиях клевания только что
вылупившихся чаек
Слева – экспериментальная установка, справа – три
модели головы взрослой серебристой
чайки.(Hailman, 1969 ).

9. Oбучение участвует в возникновении многих форм поведения, типичных для вида.

«Насколько фиксирован
Фиксированный комплекс
действий»
Вольфганг Шлейдт:
Мне посчастливилось вырасти с животными и
рано познакомиться с ними -на уровне глаз, или
в шесть лет взглянуть снизу вверх на
дружелюбную лошадь и корову. Мое имя,
Вольфганг, помогало мне чувствовать себя
непринужденно с животными. …
Я был «Дитя Золотого Воскресенья»,
родившимся в последнее воскресенье перед
Рождеством, и моя мать рассказала мне о
древнем поверье, что рожденные в этот день
наделены способностью понимать язык
животных. Я принял этот подарок и внимательно
выслушал, что говорят животные.

10.

Типичное для вида поведение развивается
под руководством типичного для вида
опыта, происходящего в надежных
экологических контекстах (Блумберг,
2017).

11.

Иван Шишкин. Зима

12.

Иван Шишкин. Лес.

13.

Иван Шишкин. Утро в сосновом лесу

14. Что такое новизна?

Абсолютная – раздражитель никогда
не встречался животному
Относительная – необычное сочетание
знакомых животному раздражителей
Внимание – уровень бодрствования и
способность выделять наиболее важный
из совокупности раздражителей.

15. Рефлекс «Что такое?»

16.

Лис, никогда прежде не видевший льва,
когда впервые столкнулся с ним в лесу,
так испугался, что чуть не умер от страха.
При второй встрече он всё ещё был сильно
напуган, но не так сильно, как в первый
раз. Увидев его в третий раз, он настолько
осмелел, что подошёл к нему и завязал
фамильярный разговор.
(Эзоп, ок. V века до н.э.)

17.

18.

«Это явление легко и наглядно можно продемонстрировать на маленьком
ребенке. Каждые две секунды хлопают в ладоши за спиной ребенка;
моргание происходит несколько раз, но обычно прекращается к
шестому или седьмому разу. Наступает привыкание. Затем резко
ударяют по колыбели, и снова хлопают в ладоши, соблюдая
правильный интервал путем подсчета. Будет замечено, что ребенок
снова моргает. Объяснение, по-видимому, заключается в том, что удар
по колыбели требует новой адаптации той части организма, которая
несовместима с той, которая участвует в формировании привыкания».
«Таким образом, специфический процесс, участвующий в установлении
равновесия, сводится на нет, и необходимо восстановить привыкание.
Дегабитуация с течением времени и под воздействием другого
стимула, по сути, одно и то же, поскольку в каждом случае оно
включает в себя нарушение установленного состояния равновесия изза изменения условий, причем изменение заключается в увеличении
энергии окружающей среды в одном случае и в ее уменьшении в
другом». (Humphrey, 1933).

19. Привыкание

Thompson RF, Spencer WA. Habituation: a model phenomenon
for the study of neuronal substrates of behavior. Psychological
Review. 1966;73:16–43. doi: 10.1037/h0022681.
Groves PM, Thompson RF. Habituation: A dual-process theory.
Psychological Review. 1970;77:419–450. doi:
10.1037/h0029810.

20. Определение

Торп (1965) «относительно постоянное ослабление реакции в результате повторной
стимуляции»
Привыкание определяется как снижение поведенческой реакции, возникающее в
результате повторной стимуляции и не связанное с сенсорной адаптацией/сенсорной
усталостью или двигательной усталостью.
К каким реакциям?
любой конечный результат работы нервной системы, включая простые рефлексы,
такие как зрачковые реакции и потоотделение, а также сокращение мышц или даже
активность двигательных нейронов.
высвобождение гормонов, которое является конечным результатом работы
нейроэндокринной системы; гормоны оказывают длительное действие, регулируя
многие виды поведения.
клеточные или молекулярные реакции или нейронную активность, включая
популяционную активность, например, с помощью ЭЭГ или функциональной
визуализации. Эти реакции на молекулярном, клеточном или популяционном уровнях
могут отслеживаться с целью выявления лежащих в их основе механизмов или
использоваться в качестве показателей привыкания. Как и в других формах
обучения, даже когда изменения в клеточных или молекулярных процессах
происходят параллельно с привыканием, могут наблюдаться и диссоциации. Такие
диссоциации возникают потому, что, как правило, ни один отдельный механизм не
может полностью объяснить конкретный тип обучения.

21. Характеристики привыкания

1. Повторное применение стимула приводит к
постепенному снижению некоторого параметра
ответа до асимптотического уровня. Это
изменение может включать снижение
частоты и/или амплитуды ответа. Во
многих случаях снижение носит
экспоненциальный характер, но может быть и
линейным; кроме того, ответ может
демонстрировать усиление перед
снижением из-за (или предположительно,
вследствие) одновременного процесса
сенсибилизации.

22. Характеристики привыкания

2. Если после снижения реакции стимул
прекращается, реакция
восстанавливается, по крайней мере
частично, в течение времени
наблюдения («спонтанное
восстановление»).

23. Характеристики привыкания

3. После многократных повторений
стимулов и спонтанных восстановлений
снижение реакции становится все более
быстрым и/или более выраженным (это
явление можно назвать
потенцированием привыкания).

24. Характеристики привыкания

4. При прочих равных условиях, более частая
стимуляция приводит к более быстрому и/или
более выраженному снижению реакции, а
также к более быстрому спонтанному
восстановлению (если снижение достигло
асимптотического уровня).
Спонтанное восстановление происходит гораздо
быстрее после привыкания к высоким частотам
стимуляции, чем после привыкания к низким
частотам (не не уровнем достигнутого
привыкания, количеством предъявленных
стимулов или количеством пропущенных
стимулов до теста на восстановление).

25. Характеристики привыкания

5. В рамках одного типа стимулов, чем
менее интенсивен стимул, тем быстрее
и/или выраженнее снижение
поведенческой реакции. Очень
интенсивные стимулы могут не
вызывать значительного наблюдаемого
снижения реакции.

26. Характеристики привыкания

6. Эффекты повторной стимуляции могут продолжать
накапливаться даже после того, как ответная
реакция достигнет асимптотического уровня
(который может быть равен нулю или отсутствию
реакции). Этот эффект стимуляции, выходящий за
пределы асимптотического уровня, может изменять
последующее поведение, например, задерживая
начало спонтанного восстановления.
Caenorhabditis elegans: больше количество стимулов
привыкания, тем позже начинается спонтанное
восстановление (однако, после начала спонтанного
восстановления оно протекало с нормальной
скоростью для частоты тренировочных стимулов).
Rankin CH, Broster BS. Factors affecting habituation and recovery from habituation in the
nematode Caenorhabditis elegans. Behavioral Neuroscience. 1992;106:239–242. doi:
10.1037//0735-7044.106.2.239.

27. Характеристики привыкания

7. «Привыкание к определенному стимулу приводит к генерализации реакции на другие
стимулы». ?
В рамках одной и той же модальности стимула уменьшение реакции свидетельствует о
некоторой специфичности стимула. Для проверки специфичности/генерализации
стимула предъявляется второй, новый стимул, и проводится сравнение изменений в
реакциях на привыкший стимул и новый стимул. Во многих парадигмах (например, в
исследованиях развития усвоения языка) этот тест ошибочно называют тестом на
дезадаптацию, а не тестом на генерализацию стимула, как он правильно называется.
Эта характеристика является критически важным аспектом привыкания, позволяющим
отличить его от более общей сенсорной адаптации или двигательной усталости
(которые должны распространяться на широкий спектр стимулов в рамках одной
сенсорной модальности). Это изменение отражает сдвиг в фокусе внимания от
генерализации стимулов к их специфичности. Понятие специфичности стимулов
согласуется с представлением о том, что привыкание снижает реакцию на безвредные
стимулы, оставляя при этом организм восприимчивым к новым стимулам. В отличие от
этого, генерализация стимулов (даже в рамках одной сенсорной модальности)
согласуется с идеей, что привыкание происходит в центральной нервной системе, а не
в первичных сенсорных афферентах. Уточнение этой характеристики было сочтено
важным аспектом данной редакции, поскольку во многих исследованиях она
ошибочно называлась депривыканием и правильнее было бы называть её
генерализацией.

28. Характеристики привыкания

8. «Предъявление другого (обычно сильного) стимула
приводит к восстановлению привыкшей реакции
(дегабитуации, дезадаптации)». ?
Предъявление другого стимула приводит к усилению
сниженной реакции на исходный стимул. Это явление
называется «дегабитуацией». Важно отметить, что
правильным тестом на дегабитуацию является усиление
реакции на исходный стимул, а не усиление реакции на
дегабитуационный стимул (см. пункт №7 выше).
Действительно, сам по себе дегабитуационный стимул
даже не обязательно должен вызывать реакцию.
Снижение интенсивности слухового стимула приводит к
дезадаптации привыкшей ориентировочной реакции у
людей. Дезадаптация рассматривается как нейтрализация
процесса привыкания (Соколов, 1960).

29. Характеристики привыкания

9. При повторном применении
дезадаптирующего стимула степень
дезадаптации уменьшается (это
явление можно назвать привыканием к
дезадаптации).

30. Характеристики привыкания

10. Некоторые протоколы повторения стимулов могут приводить к
снижению реакции (например, более быстрое восстановление, чем в
исходном состоянии, меньшие начальные реакции, чем в исходном
состоянии, меньшие средние реакции, чем в исходном состоянии,
менее частые реакции, чем в исходном состоянии), которое
сохраняется в течение нескольких часов, дней или недель. Такое
сохранение аспектов привыкания называется долговременным
привыканием.
Привыкание бывает как минимум в двух формах: кратковременное и
долговременное. Различие заключается в продолжительности действия
тренировочных эффектов и доказанной (или предполагаемой)
необходимости изменений в синтезе белка, лежащих в основе
долгосрочной адаптации.
«долговременное привыкание — это не просто продление во времени
процессов, которые опосредуют кратковременное привыкание. Скорее,
мы считаем, что долговременная привыкание, вероятно, включает в
себя качественно иные клеточные механизмы, чем те, которые
задействованы при кратковременном привыкании, а также имеет более
длительный временной характер».

31.

Группы крыс:
получавшая постепенно увеличивающуюся
интенсивность тона (реакция испуга у крыс),
демонстрировала наибольшее привыкание,
группа, получавшая постоянный громкий звук,
демонстрировала меньшее привыкание,
а группа, получавшая постоянный
промежуточный звук, демонстрировала
наименьшее привыкание и заметный эффект
отскока при тестировании на громком звуке.

32.

33.

Не путать с сенсорной адаптацией и утомлением.
Сенсорная адаптация – свойство чувствительных анализаторов
приспосабливать уровень своей чувствительности к интенсивности
раздражителя. В общем виде в процессе адаптации при высоких
интенсивностях воздействующих раздражителей чувствительность
понижается и, наоборот, при низких повышается. В нашей жизни
примеров тому очень много. Каких?
Адаптации подвержены и отдельные элементы сенсорных систем,
в частности рецепторы. Но в них она протекает совершенно иначе.
Адаптация рецепторов чаще всего выражается в том, что они
реагируют или на начало действия раздражителя, или на его
прекращение, или на изменение интенсивности.
У человека:
В темной комнате зрение приобретает нужную чувствительность в течение примерно 30
минут.
Адаптация слуховых органов происходит значительно быстрее. Слух человека адаптируется
к окружающему фону уже через 15 с.
Изменение чувствительности у осязания происходит тоже быстро: слабое прикосновение к
коже перестает восприниматься уже через несколько секунд.
На протяжении минут происходит тепловая адаптация (без болевых ощущений).
Адаптация к запахам тоже происходит, хотя менее изучена.

34.

35. Классические условные рефлексы

Обуславливание, или
респондентное поведение
И.П. Павлов, психическая секреция
“всякая деятельность организма есть
закономерный ответ на тот или другой
внешний агент”

36.

37. Классические условные рефлексы

Безусловная реакция, или врожденный, автоматический ответ организма на
воздействие
Безусловный, или абсолютный раздражитель – вызывает безусловную реакцию
Индифферентный (нейтральный) раздражитель - не вызывает безусловную
реакцию
Условный раздражитель – индифферентный раздражитель после сочетаний с
безусловным раздражителем
Условная реакция
Условный рефлекс
Индифферентный
условный
Ассоциация (связь) возникает между…
Положительное и отрицательное подкрепление
Условный рефлекс второго порядка
2 раздражителя: свет и звонок.

38.

Существуют ли индифферентные
раздражители?
Идентичны ли условная и безусловная
реакции?
Ле Ни: «Условная реакция – это сложный
адаптивный ответ, в котором различные
элементы находят и сохраняют свое место,
а не просто подмена одного раздражителя
другим в то время как механически
срабатывает реакция»
Павлов: условный раздражитель – «сигнал»

39.

40.

41.

42.

43.

Памятник собаке на территории Института Экспериментальной
Медицины Российской Академии медицинских наук

44.

45.

«Пусть собака помощница
и друг человека с
доисторических времён
приносится в жертву
науке, но наше
достоинство обязывает
нас, чтобы это
происходило непременно
и всегда без ненужного
мучительства. И. Павлов».

46.

«Разломав штукатурку и сделав
из неё пористую подстилку,
собака подсказала
экспериментатору приём,
благодаря которому истекающий
из искусственного отверстия
поджелудочный сок не
разъедает брюха. И.П.»

47.

«Вылизывая у своего
сородича загноившуюся на
шее рану после глубокой
операции, собака спасает
его от смерти и сохраняет
для дальнейших научных
исследований. И.П.»

48.

«Собака, благодаря её
давнему расположению к
человеку, её догадливости,
терпению и послушанию,
служит, даже с заметной
радостью, многие годы, а
иногда и всю свою жизнь,
экспериментатору. И.П.»
«Я лично памятником
доволен, я ведь о нем давно
мечтал. Это апофеоз собаки,
благодарность человечества».

49.

Фонтан-поилка для собак

50.

Когда я приступаю к опыту, связанному в конце с гибелью
животного, я испытываю тяжёлое чувство сожаления, что
прерываю ликующую жизнь, что являюсь палачом живого
существа. Когда я режу, разрушаю живое животное, я глушу в
себе едкий упрёк, что грубой, невежественной рукой ломаю
невыразимо художественный механизм. Но переношу это в
интересах истины, для пользы людям. А меня, мою
вивисекционную деятельность предлагают поставить под чейто постоянный контроль. Вместе с тем истребление и, конечно,
мучение животных только ради удовольствия и
удовлетворения множества пустых прихотей остаются без
должного внимания.Тогда в негодовании и с глубоким
убеждением я говорю себе и позволяю сказать другим: нет,
это — не высокое и благородное чувство жалости к страданиям
всего живого и чувствующего; это — одно из плохо
замаскированных проявлений вечной вражды и борьбы
невежества против науки, тьмы против света!
Иван Петрович Павлов

51.

Павлов: “...временная нервная связь есть универсальнейшее явление в
животном мире и в нас самих. А вместе с тем оно же и психическое –
то, что психологи называют ассоциацией, будет ли это образование
соединений из всевозможных действий, впечатлений, или букв, слов и
мыслей”.

52.

Псевдонаучение (псевдообусловливание) –
безусловный рефлекс вызывается не
безусловным стимулом, а другими стимулами,
даже если между ними нет никакой связи.
Сенситизация – увеличение силы ответа на
условный раздражитель, когда достаточно
очень слабого действия для того, чтобы
вызвать полное проявление условного
рефлекса.