Курсовая работа: Изучение способности животных к обобщению и абстрагированию
Для достижения принятого авторами критерия обучения (75%) птицам первой группы потребовалось более 27000 предъявлений (18 месяцев экспериментов). Они успешно выполнили тест на перенос и выбирали новые стимулы в 80% случаев. Голуби второй группы, обученные только с двумя стимулами, разумеется, не могли выбирать по сходству с образцом новые стимулы.
Несмотря на то, что голуби в данном случае продемонстрировали потенциальную способность научиться использованию единого (абстрактного) правила «выбирай похожее», авторы все же полагают, что для этого вида более характерно «использовать абсолютные признаки стимулов и формировать ассоциации между ними» (Wright et al., 1988).
В процессе многократного повторения серий обучения в любом из указанных режимов постепенно повышается доля правильных реакций животного. Обучение завершается после того, как животное достигло условного критерия обученности (будь то дифференцировочный УР или реакция выбора по образцу). Обычно это должно быть не меньше, чем 80% правильных выборов за 30 предъявлений, что обеспечивает достоверное отличие от случайного уровня (р<0,001).
После достижения критерия проводят наиболее важную часть процедуры — так называемый тест на перенос, т.е. на умение применить усвоенные правила выбора к новым стимулам. Его назначение — проверить, в какой степени у животного сформировалось обобщение подкрепляемого признака. Тест состоит в том, что вместо стимулов, использованных при первичном обучении, вводят новые, в разной степени отличающиеся от исходных. В приведенном выше примере после выработки дифференцировки КУБ (+) и ШАР (—) животным показывали фигуры тех же форм, но другого цвета или другого размера. Результаты теста позволяют выявить, может ли животное узнавать признак, выбор которого подкрепляли в процессе обучения, если изменены остальные параметры стимулов. Другими словами, тест позволяет оценить, способно ли животное применять ранее сформированные частные правила выбора к новым наборам стимулов, в той или иной степени отличающимся от исходных, т.е. переносить на них ранее выработанное правило выбора.
Тест на перенос проводят следующим образом: животному начинают предъявлять новые стимулы: ШАР (—) и КУБ (+) нового цвета. В большинстве случаев первые выборы животное делает «наугад», поэтому количество правильных ответов не превышает 50%. Предъявление этой пары стимулов продолжают, добиваясь правильных реакций и достижения критерия. После этого снова проводится тест на перенос: предъявляется новая пара стимулов, отличающихся уже по другим второстепенным признакам (но, возможно, что и снова по тем же, что и в первом случае). Например, предъявлявшиеся ранее КУБ и ШАР могут отличаться теперь только по размеру или же снова по цвету, но теперь они будут окрашены по-другому. Обучение точно так же продолжают до достижения критерия и т.д.
Процедуру повторяют многократно, последовательно используя в опытах десятки пар сходных стимулов, пока животное уже при первом (или одном из первых) предъявлении не начнет выбирать правильно любые новые ШАР или КУБ. Это свидетельствует, что животное сопоставляет полученную в процессе первичного обучения информацию и объединяет все фигуры по общему для них признаку — геометрической форме (в данном случае кубической).
Если при очередном тесте на перенос животное сразу же реагирует безошибочно, то это означает, что теперь оно делает выбор на основе единого (а не частного) правила. Можно считать, что у него произошло обобщение признака «КУБ».
Подавляющему большинству видов животных для формирования обобщения и абстрагирования требуется от нескольких десятков до нескольких сотен предъявлений. Исключение составляют приматы и дельфины, у которых эта операция может произойти после единственной серии обучения (Oden et al., 1988; Pack et al., 1991).
Для того чтобы результаты теста на перенос могли доказать или опровергнуть наличие обобщения, он должен удовлетворять нескольким условиям (Santiago et al., 1984; Wright et al., 1988).
Стимулы в тесте на перенос (т.е. предметы, которые животное должно различать или выбирать по сходству с образцом) должны быть не только новыми, но и как можно сильнее отличаться от тех, что были использованы при исходном обучении. Поскольку животные могут быстро усвоить, какие именно стимулы связаны с отсутствием подкрепления, предъявлять новые следует с соблюдением нескольких правил. Либо их следует давать всего несколько раз, либо не подкреплять правильный выбор, либо подкреплять выбор не во всех предъявлениях. В связи с этим в тесте на перенос рекомендуется либо совсем не использовать подкрепление, либо не давать подкрепления после отдельных случайно выбранных предъявлений (например, не подкреплять каждое десятое).
Доля правильных выборов новых стимулов должна быть не ниже достигнутой в результате обучения и намного превышать слу чайный уровень (80% за 30 предъявлений, р<0,001).
3. Оценка уровня обобщения и абстрагирования в тестах на перенос.
Доступный животным уровень обобщения может существенно варьировать в зависимости от многих факторов. Степень обобщения того или иного признака можно оценить и качественно, и количественно, используя ряд приемов и критериев.
Рис. 2. Формирование у вороны обобщенного правила выбора по признаку «сходство». Стимулами были карточки разного цвета (белые столбики), множества с разным числом элементов (заштрихованные столбики) и арабские цифры (черные столбики). В каждой следующей серии достижение критерия требовало меньше предъявлений.
1. Перенос на новые стимулы той же категории. Это первый способ оценки уровня обобщения. В примере, который мы рассматривали в предыдущем разделе, обобщение должно было происходить по конкретному признаку — кубической форме предмета (против шарообразной).
В процессе обучения число сочетаний, необходимое для появления адекватной реакции на каждую новую пару стимулов, постепенно снижалось.
Число сочетаний, необходимое для достижения выбранного критерия правильных выборов новых стимулов после теста на перенос, может быть показателем достигнутого животным уровня обобщения. Чем меньше эта величина, тем ближе животное к формированию обобщения по данному признаку (рис. 2).
Число тестов на перенос, число серий обучения с новыми стимулами, а также число предъявлений, необходимых для достижения критерия в каждой последовательной серии, — все эти показатели могут служить количественной характеристикой динамики процесса формирования обобщения. Такие сопоставления можно проводить у данного животного на разных стадиях усвоения общего правила выбора или у животных определенного вида в сопоставлении с другими видами. Результаты такого сопоставления показаны на рис. 2.
Если «правильный» ответ на каждую новую комбинацию стимулов достигается все быстрее, то это означает, что у животного происходит успешное обобщение данного признака.
2. Перенос на новые стимулы других категорий. Этим методом исследуют способность животных к более высокому уровню обобщения, т.е. к пониманию того, что признак может относиться к более «общей» категории. Поясним это на конкретных примерах обобщения птицами относительных признаков, таких как «сходство», «больше» и т.п.
Для изучения способности птиц к обобщению по признаку «сходство» их сначала обучали выбору по образцу стимулов (предметов) разного цвета, а в тесте на перенос использовали карточки, поверхность которых была покрыта разным типом штриховки (Wilson et al., 1985, a, b). Оказалось, что в этом случае галки справились с тестом на перенос при первых же предъявлениях новых стимулов. Это означает, что у них произошло успешное обобщение признака «сходство», они смогли сформировать единое правило выбора, общее для разных категорий признаков. Они абстрагировались от конкретных особенностей стимулов.
Большинство видов животных не справляется с переносом правила выбора по сходству с образцом от исходных стимулов на стимулы другой категории. Такой уровень обобщения оказывается для них слишком сложным.
Так, в упомянутой выше работе Уилсона голуби, обученные выбирать стимулы по сходству цвета, не смогли правильно устанавливать сходство по типу штриховки, и решению этой задачи они обучались почти заново. Даже врановые птицы, у которых в целом такие способности развиты достаточно высоко, осуществляют перенос на стимулы другой категории не во всех случаях. Так, в опытах Смирновой и др. (1998) вороны успешно усвоили правило выбора стимулов по сходству цвета. Однако для достижения более высокого уровня обобщения по признаку «сходство» потребовалось провести несколько дополнительных серий (которые были названы «доучиванием»). Только после этого птицы смогли безошибочно выбирать по сходству с образцом стимулы двух новых категорий — арабские цифры и множества — и в дальнейшем правильно реагировали на новые стимулы этих категорий. (В исследованиях, связанных с сопоставлением числа предметов, а также при анализе способностей птиц к «счету» множествами называются сгруппированные объекты, числом более одного, которые предъявляются птице на специальных карточках. В качестве таких «множеств» используют графические изображения разного числа объектов — точек, прямоугольников и т.п).
3. Перенос правила выбора на стимулы другой модальности (кроссмодальный перенос). Этот способ оценки уровня обобщения особен но важен, поскольку его рассматривают как одно из доказательств наличия у животных мысленных представлений о свойствах предметов и событий окружающего мира. Одной из первых такую способность наблюдала в своих экспериментах Н. Н. Ладыгина-Котс (1925).
Детенышу шимпанзе, который успешно освоил выбор по сходству, показывали образцы — фигурки разной формы, но предметы, с которыми следовало сравнивать образец, были спрятаны в мешок. Их он должен был выбирать на ощупь, засунув в него руку. Обезьяна успешно выполнила этот тест.
Таким образом, при таком кроссмодальном переносе обезьяна смогла сопоставить информацию, полученную через разные сенсорные каналы (зрение и осязание), и установить соответствие стимулов.
На основе уже сформированного обобщения животные (не только приматы, но и врановые птицы, а также некоторые другие виды) способны к кроссмодальному переносу, который базируется на сопоставлении признаков разных категорий.
Одним из первых это доказал О. Келер (Koehler, 1956) в опытах на попугаях. Он обучил попугая жако особому виду выбора по образцу: тот должен был открывать кормушки до тех пор, пока не находил кормушку с одной «единицей» приманки, если перед этим ему подавали единичный звуковой сигнал, или же отыскивал кормушку с двумя «единицами» подкрепления, когда сигналов было два. Когда этот навык был достаточно упрочен, перед птицей поставили пять кормушек. На крышках трех из них по-прежнему ничего не было, а на двух других были изображены одна или две точки. Без всякого дополнительного обучения попугай сбрасывал крышку с одной точкой, если слышал единичный звуковой сигнал, и крышку с двумя точками, если сигналов было два. Следовательно, попугай смог обобщить информацию о величине множеств разной природы (образцом было число последовательных звуковых сигналов, а для сравнения давали карточки с разным числом объектов на них, т.е. зрительные стимулы). Попугай смог использовать эту информацию, когда надо было сделать выбор между стимулами, принадлежащими другой модальности — зрительной.
В описанных выше экспериментах были использованы приемы, позволяющие оценить способность животных к операции обобщения. В них данная способность выступает как мысленное объединение предметов и явлений по одинаковым свойствам.
4. Оценка уровня абстрагирования в опытах с различением множеств.