В «ящике Скиннера» животное может освоить не только формы пищевого поведения. Например, если соединить рычаг с обогревателем воздуха, крыса быстро обучается поддерживать оптимальную для себя температуру, регулярно отключая и включая обогреватель нажимом на рычаг.
Хотя открытие и изучение инструментальных условных рефлексов считается заслугой американской науки, они исследовались и в школе И.П. Павлова (например, А.Г. Ивановым-Смоленским, Г. Зеленым). Известный польский ученый Ю.М. Конорски, который также является учеником Павлова, считается одним из создателей теории об инструментальных условных рефлексах, которые он называл условными рефлексами второго типа.
Однако еще раньше в России обнаружил эту форму научения и использовал ее в своей работе талантливый цирковой дрессировщик В.Л. Дуров.
Обстоятельства и ситуации в которые попадают животные вынуждают их совершать те или иные формы поведения, приспособливаясь или активно сопротивляясь. Ученые назвали такое поведение оперантным (от латинского operatio — действие). Действия животных приводят к каким-либо последствиям или результатам, от которых зависит, будут ли они повторять эти действия или избегать их. То есть инструментальные условные рефлексы строятся на основе активной целенаправленной деятельности животного. Последовательность событий и результат их в данном случае, зависят не только от внешней сигнализации, но и от поведения самого животного. Таким образом, первое отличие инструментального условного рефлекса от классического заключается в активной, целенаправленной деятельности обучающегося животного. Вторым отличием является то, что инструментальный рефлекс не воспроизводит лежащую в его основе безусловную реакцию, в то время как классический условный рефлекс частично или полностью воспроизводит ее.
При образовании инструментальных условных рефлексов основную роль играет «внутренняя активность животного» — его потребность и мотивация. То есть в основе поведения лежит не внешняя сигнализация, а внутренняя потребность животного. И считается, что выбор реакции животным определяется не вызывающим ее раздражителем, а установлением временной последовательности между реакцией, выполняемой животным в данной ситуации и подкрепляющим раздражителем. При классических условных рефлексах связь устанавливается между стимулами и результатом, а при инструментальном научении, она возникает между реакцией и результатом. Таким образом, действие животного приобретает сигнальную функцию по отношению к результату (подкреплению).
Эффективность научения в форме образования инструментальных условных рефлексов заключается не только в том, что животное само стремится совершить какое-либо действие, но и в том, что подкрепление — это не просто событие, связанное временной последовательностью с каким-либо сигналом, а всегда удовлетворение доминирующей потребности, поэтому и становится биологически важным, а действия приводящие к нему — биологически целесообразными.
Несмотря на кажущуюся близость инструментальных условных рефлексов двигательным классическим рефлексам, специальными исследованиями было доказано существование различий между ними. В одном из них собака должна была до тех пор реагировать на первый раздражитель, пока не предъявлялся второй, за которым следовало пищевое подкрепление. Оказалось, что первый раздражитель вызывал инструментальную реакцию, не сопровождающуюся слюноотделением, тогда как второй вызывал слюноотделение.
Но следует отметить, что хотя естественное поведение животных в основном инструментально, в формировании поведенческого акта трудно различить роль и участие того или иного вида условного рефлекса.
Этапы оперантного научения:
1. Создание состояния выраженной потребности у животного.
2. Первичная инициация нужного поведения (поведенческого акта) одним из способов дрессировки. При этом избегаются способы болевого воздействия (оборонительного поведения) и предпочитаются способы, основанные на отборе поведения.
3. Создание условий при которых животные самостоятельно воспроизводят первично инициированное поведение.
4. Введение стимула, санкционирующего данный поведенческий акт.
5. Использование свойств подкрепления и тренировочного процесса для закрепления поведенческого акта до навыка.
Оперантное научение может быть основано на любой потребности, выбор которой определяется задачами дрессировки и особенностями животного. Например, для одной собаки при отработке навыка подхода к дрессировщику, можно применить социальную потребность (потребность в стае), для другой эффективней использование пищевой потребности, а с третьей — приходится применять потребность в самосохранении или оборонительную.
Как известно, потребность, вызывая мотивированное поведение6 активизирует механизмы памяти, способствует сохранению внимания и достаточно долго поддерживает необходимое поведение и общую двигательную активность животного.
Инициировать нужное поведение можно любым способом, однако в оперантной дрессировке наиболее употребимы способы отбора поведения, усиления поведенческого акта или его элемента и наведения. Важно вовремя прекратить применение вспомогательных способов, добиваясь самостоятельности животного.
Введение команды можно осуществить как на втором этапе, так и после отработки необходимого действия.
При оперантном научении подкреплению придается особое значение, так как оно определяет скорость и эффективность научения. При этом учитывают знак, величину, режим и время подкрепления. С подкреплением связано несколько «золотых» правил дрессировки:
1. Закрепляется то, что подкрепляется.
2. Отмена положительного подкрепления несет информацию отрицательного подкрепления.
3. Вариабельный режим подкрепления способствует более быстрому закреплению действия и более медленному его угашению.
Многократное повторения действия, связанное с изменением режима подкрепления и сменой мотивации, обеспечивает автоматизацию поведенческого акта до навыка.
Имитационным научением или подражанием называют особую форму научения у животных в условиях общения, когда одно животное следует примеру другого.
Различают инстинктивное подражание у животных (взаимную стимуляцию), например, присоединение животных к кормящимся особям, бегство, реакцию следования и т. п. У собак инстинктивное подражание можно наблюдать при групповых занятиях по развитию злобы и недоверчивости к посторонним, исполнению команды «ГУЛЯЙ!». Таким же образом одна собака может научить другую подбирать пищу с земли или играть с предметом.
Настоящее имитационное научение происходит тогда, когда расширяется и обогащается врожденный репертуар поведения путем заимствования чужого опыта, чаще всего подражания детенышей действиям взрослых особей.
Установлено, что животные с первых дней рождения копируют поведение матери по отношению к животным своей стаи, животным другого вида и человеку. Позднее происходит подражание пищедобывательному поведению и оборонительным реакциям.
Значение имитационного научения в ранний период жизни огромно. Лишение возможности подражания животным своего вида приводит к необратимым изменениям поведения, так как подражание у животных является «социальным» способом передачи информации.
Ч. Дарвин считал, что подражание играет огромную роль в формировании поведения. В качестве примера он приводил собственную собаку, которая, воспитываясь вместе с котятами научилась кошачьей привычке умываться. Эту привычку она сохранила в течение последующих тринадцати лет жизни. И.П. Павлов постоянно подчеркивал, что рефлекс подражания управляет поведением человека и животных. Подражая, молодые животные совершенствуют свои врожденные безусловнорефлекторные поведенческие акты. Ученые давно обратили внимание на эту форму научения. Еще в школе Павлова В.Я. Кряжев (1935) впервые наблюдал условное слюноотделение у собак, после того как они многократно видели, как по сигналу кормят других собак. Сравнивая подражательные условные рефлексы у павианов и собак, М.П. Штодин (1941) обнаружил, что внешнее торможение этих рефлексов менее выражено у собак, а у павианов больше случаев подражательного угашения рефлексов. По его мнению подкреплением подражательных условных рефлексов служит вид натурального подкрепления другой особи и кинестезия от движения собственных мышц. У детенышей обезьян подражание развито лучше, чем у взрослых. По данным Л.Г. Воронина и Г.И. Ширковой (1948), детеныш лапундер-макаки начиная с семинедельного возраста стал перенимать у матери «побежку» к кормушке по сигналу, а к 10-й неделе он уже тормошил мать и тянул ее к кормушке, если она задерживалась. При этом детеныш не получал пищевого подкрепления.
