Истоки мышления и сознания телепередача Гордон №331

Одни формы мышления достаточно примитивны и встречаются у низкоорганизованных животных, другие — более сложные и доступны видам, наиболее продвинутым в эволюционном развитии. На каких этапах развития они возникли, как происходило их усложнение в эволюционном ряду? Об элементарном мышлении животных как прообразе мышления человека — биологи Зоя Зорина и Анна Смирнова.


Материалы к программе:

Из книги З. А. Зориной, И. И. Полетаевой «Элементарной мышление животных: высшая нервная деятельность и зоопсихология»:

Исследование рассудочной деятельности животных важно не только само по себе, но еще и потому, что оно тесно связано с проблемой происхождения психической деятельности человека в процессе эволюции. Представления о зачатках мышления животных и об уровнях его сложности всегда были предметом дискуссии и до сих пор продолжают вызывать разногласия. Вместе с тем к настоящему времени накоплено огромное количество фактов, которые убедительно свидетельствуют о том, что некоторые формы элементарного мышления имеются у достаточно широкого круга позвоночных.

В современной науке явления, которые относятся к элементарной рассудочной деятельности, остаются наименее изученными, тем не менее их описание, анализ и интеграция в общую систему знаний о когнитивных процессах очень важны. Дело в том, что элементарное мышление животных в большей степени, чем другие когнитивные процессы, такие как пространственная память, родственны невербальному мышлению человека. За последние 15–20 лет накоплено огромное количество новых и разноплановых данных, которые позволяют точнее оценить возможности мышления животных, степень развития элементарного мышления у представителей разных видов, степень его близости к мышлению человека.

К настоящему времени сформулированы следующие представления о мышлении животных.

— Элементы мышления проявляются у животных в разных формах. Это может выражаться в выполнении разных операций, таких как обобщение, абстрагирование, сравнение, логический вывод, экстренное принятие решения за счет оперирования эмпирическими законами и др.;

— Разумные акты у животных связаны с обработкой разного рода сенсорной информации (звуковой, обонятельной, разных видов зрительной — пространственной, количественной, геометрической) в разных функциональных сферах — пищедобывательной, оборонительной, социальной, родительской и др.

— Мышление животных — не просто способность к решению той или иной задачи. Это системное свойство мозга, причем чем выше филогенетический уровень животного и соответствующей структурно-функциональной организации его мозга, тем большим диапазоном интеллектуальных возможностей оно обладает.

Определения мышления животных. Каким критериям должен отвечать акт поведения животного, чтобы его можно было отнести к этой категории? Напомним, что в качестве ключевого мы выбрали определение А. Р. Лурия, согласно которому «акт мышления возникает только тогда, когда у субъекта существует соответствующий мотив, делающий задачу актуальной, а решение ее необходимым, и когда субъект оказывается в ситуации, относительно выхода из которой у него нет ГОТОВОГО РЕШЕНИЯ — привычного (т. е. приобретенного в процессе обучения) или врожденного».

Иными словами, речь идет об актах поведения, программа выполнения которых должна создаваться экстренно, в соответствии с условиями задачи, и по своей природе не требует совершения действий, которые представляли бы собой пробы и ошибки.

Мышление человека — процесс многогранный, включающий и развитую до уровня символизации способность к обобщению и абстрагированию, и предвосхищение нового, и решение задач за счет экстренного анализа ее условий и выявления лежащей в ее основе закономерности. Мышление животных — это сложный процесс, который включает как способность к экстренному решению тех или иных элементарных логических задач, так и способность к обобщению. У высокоорганизованных животных (у приматов, дельфинов, а также врановых птиц) мышление не ограничивается способностью к решению отдельных задач, но представляет собой системную функцию мозга, которая проявляется при решении разнообразных тестов в эксперименте и в самых разных ситуациях в естественной среде обитания.

О методе. Для получения адекватной оценки способности к РД (рассудочной деятельности) у тестируемого животного необходимо создавать соответствующее мотивационное состояние. Как правило, опыты проводят на голодных животных при пищевом подкреплении, причем желательно подбирать наиболее привлекательную для каждой особи приманку. По мере привыкания к обстановке опыта степень пищевой депривации делают менее жесткой.

Вопрос о том, какая степень голодания допустима в таких экспериментах, до недавнего времени решался чисто эмпирически. Однако в зарубежных лабораториях установлены правила обращения с лабораторными животными, которые предусматривают, в частности, что они должны сохранять не менее 80% нормального веса. Это правило входит в кодекс этических принципов Американской психологической ассоциации.

В то же время при работе с высшими млекопитающими более целесообразным может быть использование не пищевой мотивации, а стремления к игре и исследованию окружающей среды. В частности, чтобы дельфины решали задачу на оперирование эмпирической размерностью фигур, в качестве приманки использовали не пищу, а мяч. Большинство экспериментов американских исследователей по обучению шимпанзе языкам-посредникам проводится без пищевого подкрепления, за счет удовлетворения их любознательности.

Изучение способности животных к обобщению и абстрагированию. Представленный материал показывает, что у животных разных видов, начиная с рептилий, в той или иной степени обнаружена и изучена способность к операциям обобщения и абстрагирования. Эта способность используется в анализе и обработке признаков разного характера и модальностей. Диапазон уровней обобщения и абстрагирования у разных животных также достаточно широк. С самого начала исследований этого феномена существовало две точки зрения по вопросу о том, какие уровни обобщения доступны животным:

— «допонятийный» уровень обобщения соответствует представлению ряда авторов о том, что животные способны только к абстракции in concreto, «выделению признака в наглядно представленных конкретных объектах». По мнению этих авторов, истинная абстракция животным не доступна, поскольку они «не способны к установлению мысленной связи между одними лишь представлениями и их комбинированию в образы».

— «довербальные понятия», обнаруженные у ряда животных, подтверждают альтернативную точку зрения, высказанную в те же годы другими учеными, которые считали, что не только шимпанзе, но и ряд других позвоночных способны к высоким степеням обобщения, и даже зачаткам «символического мышления человека».

Именно эта вторая точка зрения получает все новые и новые подтверждения в современных исследованиях. Важно подчеркнуть, что способность у высшим степеням абстрагирования обнаруживается не только у человекообразных обезьян, но и у представителей других отрядов млекопитающих (дельфины), а также у некоторых видов птиц (врановые, попугаи). Этот факт нельзя считать неожиданным, т. к. он подтверждается данными о способности этих же животных и к решению ряда элементарных логических задач.

Полученные данные подтверждают гипотезу, что способность к обобщению явилась основой возникновения речи человека в процессе эволюции.

Сравнительная характеристика и морфофизиологические основы мышления животных. Современное исследование любого аспекта поведения только тогда может считаться полноценным, если авторы рассматривают его развитие, механизмы, эволюцию и адаптивное значение, не ограничиваясь наблюдениями и описаниями. Одни формы мышления достаточно примитивны и встречаются у низкоорганизованных животных, другие — более сложные и доступны видам, наиболее продвинутым в эволюционном развитии.

Представляет интерес рассмотреть, на каких этапах филогенеза они возникли, как происходило их усложнение в эволюционном ряду, а также выяснить, какие особенности строения мозга обеспечивают проявление того или иного уровня развития рассудочной деятельности.

«Сложное обучение» и уровень развития животных. В многочисленных исследованиях было неоднократно продемонстрировано, что скорость, прочность и «точность» формирования обычных УР (условных рефлексов) (как классических, так и инструментальных) достаточно близки у позвоночных самого разного филогенетического уровня и практически не зависят от сложности строения мозга. Чтобы оценить степень развития более сложных когнитивных функций, необходимо было разработать другие процедуры обучения животных, которые требовали бы улавливания общего «правила», «алгоритма» решения серии однотипных задач. Предполагалось, что их использование могло бы выявить различия в обучении и когнитивных процессах, которые коррелировали бы со сложностью строения мозга.

В лаборатории Л. Г. Воронина в 60-е годы на животных разных таксономических групп (рыбах, пресмыкающихся, птицах и млекопитающих) исследовали скорость формирования «цепных» УР. Оказалось, что «цепи» УР легче вырабатываются и дольше сохраняются у животных с более развитым мозгом.

Методом многократных переделок УР уже в первых работах убедительно показали, что успешность обучения в целом зависит от уровня организации мозга животного, по крайней мере в пределах крупных таксономических групп. При последовательных переделках сигнального значения стимула формирование каждого следующего УР у многих млекопитающих (в том числе у крыс) и некоторых видов птиц ускоряется, т. е. число ошибок при каждом новом сигнальном значении стимулов постепенно и достаточно заметно снижается. В отличие от них, у рыб такого ускорения практически не происходит. Таким образом, способность уловить общее правило, лежащее в основе теста, проявляется у животных с относительно примитивным мозгом (крысы, голуби).

Формирование установки на обучение также позволило выявить различия в способности к обучению у животных разных видов, коррелирующие с уровнем развития мозга. У большинства видов приматов установка на обучение формируется после выработки 150–200 дифференцировок. Иными словами, в этот период доля правильных выборов уже при втором предъявлении новых стимулов (т. е. без дополнительного обучения) доходит до 90%. Несколько больше таких серий обучения требуется беличьим саймири, еще больше — мармозеткам и кошкам. В отличие от них у крыс, кур, голубей и белок правильные ответы при втором предъявлении новой пары стимулов превышали случайный уровень не более чем на 10–15% даже после выработки 1500 различных дифференцировок. Для крыс этот тест оказался мене доступным, чем многократная переделка УР.

Врановые птицы — американские сойки (Cyanocitta cristata) и вороны (Corvus brachyrhynchos), — а также скворцы-майны (Gracula religiosa) по скорости формирования установки на обучение превосходят кошек и саймири и приближаются к мартышковым обезьянам. Скорость формирования установки на обучение соответствует уровню организации мозга: низкая — у грызунов, выше — у хищных млекопитающих и очень высокая — у приматов в целом.

Вместе с тем внутри отряда приматов существуют определенные различия по этому показателю. Наиболее успешно формируют «установку» человекообразные обезьяны, причем шимпанзе опережают в этом отношении других антропоидов, включая горилл, и даже детей с низким коэффициентом интеллектуального развития.

Наряду со столь очевидными различиями показателей решения, которые обнаружены у шимпанзе и грызунов, во многих случаях животные с заведомо по-разному организованным мозгом (например, кошки и макаки) демонстрируют сходные количественные показатели формирования установки. Однако различия между ними выявляются четко, если обратиться к «качественному» анализу, т. е. к сопоставлению стратегий в решении этого теста. Такой анализ провел Д. Уоррен. Кошки действовали достаточно примитивно. Если при первом предъявлении новой пары стимулов кошка случайно выбрала «правильный» стимул, то дальше действовала безошибочно, т. е. придерживалась стратегии «преуспел — делай также» (win-stay). При неудачном выборе кошка не могла адекватно использовать полученную информацию и в следующий раз выбирала наугад, не используя стратегию «проиграл — измени тактику» (lose-shift), а дальше обучалась по принципу «проб и ошибок».

В таких же опытах макаки-резусы вели себя иначе. Даже если при первом предъявлении новой пары стимулов их выбор был неудачным, то при следующих пробах они практически всегда действовали правильно. Иными словами, «неуспех» воспринимался макаками не как ошибка, после которой надо снова пробовать, а как основание для смены стратегии выбора, т. е. они далее действовали по правилу: «проиграл — измени тактику». К тоже, в отличие от кошек, макаки могли гибко переходить от одного правила к другому. Это означало, по-видимому, что они способны полностью уловить принцип задачи. Такую же более совершенную стратегию формирования «установки» проявили представители врановых птиц — сойки: они реагировали на новые стимулы правильно независимо от того, был ли выбор в первой пробе положительным или отрицательным.

Межвидовые различия обнаруживаются и в скорости обучения «выбору по образцу». Если крысам и голубям требуются сотни сочетаний для формирования и упрочения реакции выбора по сходству, то человекообразным обезьянам нужен гораздо меньший период тренировки, а в некоторых случаях им достаточно первых проб. Методика обучения навыку выбора «по отличию от образца» широко используется в исследованиях обучения и памяти у грызунов; она оказалась пригодной и для оценки особенностей протекания когнитивных процессов у трансгенных мышей.

При сравнении способностей животных разных видов к обучению простым условным рефлексам различий не обнаруживается. В тестах на способность к сложным формам обучения, когда животное должно уловить (понять) общее правило выбора, большего успеха добиваются животные с более высокоорганизованным мозгом.

Сравнительная характеристика уровня элементарной рассудочной деятельности (элементарного мышления) у животных разных таксономических групп. К началу 70-х гг. ХХ в. сформировались экспериментальные подходы, позволившие проводить систематические сравнительные исследования рассудочной деятельности животных. Их особенностью было использование животных большого числа видов в стандартных условиях с применением единых, стандартных тестов, результаты которых доступны точной количественной оценке. Это позволяло сопоставлять показатели решения теста животными разных таксономических групп и анализировать специфику механизмов (стратегии), лежащих в основе решения такой задачи, подобно тому, как это было сделано при сопоставлении стратегий решения теста на «установку».

Способность к экстраполяции. Наиболее полная сравнительная характеристика рассудочной деятельности была получена с помощью теста на способность к экстраполяции, а также некоторых других элементарных логических задач, разработанных Л. В. Крушинским. Задача межвидовых сравнений облегчалась тем, что существовали методы точной количественной оценки результатов этих тестов.

Способность к экстраполяции имеется у многих животных. Совершенно не способными к решению этой задачи оказались только рыбы и земноводные. По данным Е. И. Очинской, задачу на экстраполяцию успешно решали пресмыкающиеся — черепахи, кайманы и зеленые ящерицы. Отметим, что у черепах была выявлена также способность к обобщению отвлеченных пространственных признаков.

Наличие у пресмыкающихся способности к экстраполяции и обобщению свидетельствует, что зачатки этих форм элементарного мышления сформировались на относительно ранних этапах филогенеза.

Наиболее полно способность к экстраполяции была охарактеризована у млекопитающих. В этого пределах класса можно наблюдать закономерное улучшение решения большинства тестов на рассудочную деятельность. Так, у грызунов в целом способность к экстраполяции крайне ограничена, хищные млекопитающие прекрасно экстраполируют, у приматов эта способность не оценивалась, а у дельфинов она высоко развита.

Тесты на оперирование эмпирической размерностью фигур и Ревеша-Крушинского. Согласно взглядам Л. В. Крушинского, способность к экстраполяции направления движения пищевого (или другого биологически значимого раздражителя) отражает лишь одну из возможных сторон рассудочной деятельности животных. Другой тест — оперирование эмпирической размерностью фигур — основан на понимании геометрических свойств предметов. Его использование позволило углубить сравнительную характеристику рассудочной деятельности исследованных видов животных. Его могут решить животные лишь немногих видов. Удивительно, что с ним не справляются хищные млекопитающие (за исключением медведей). Врановые птицы решали задачу на уровне, близком к обезьянам, медведям и дельфинам. Эти опыты, так же как и результаты исследования способности врановых птиц к обобщению и символизации, свидетельствуют о сходстве уровня рассудочной деятельности этих птиц и приматов.

Тест Ревеша-Крушинского был предназначен для выявления способности животных экстренно определять положение спрятанной приманки на основе информации о ее перемещении, полученной в ходе теста. Все исследованные виды (крысы, врановые птицы, некоторые виды низших обезьян и человекообразные обезьяны) ведут себя практически одинаково — безошибочно решают задачу лишь в единичных случаях, однако все животные (и крысы, и приматы) способны оптимизировать поиск в пределах первого же теста.

Наряду со способностью к экстренной реорганизации независимых навыков тест Ревеша-Крушинского — это еще одна форма рассудочной деятельности, доступная низкоорганизованным животным — крысам.

«Градации» элементарного мышления. Способность к экстраполяции направления движения пищевого раздражителя, исчезающего из поля зрения, обнаружена у представителей пресмыкающихся, млекопитающих и птиц, но выражена в разной степени. На этом основании Л. В. Крушинский выделил несколько градаций в степени ее развития: они различались не только по количественным показателям (от 65% у некоторых линий мышей до 90% у хищных млекопитающих), но и по способности решать различные усложненные варианты этой задачи. Появление данных о способности к решению задачи на оперирование эмпирической размерностью фигур позволило дать еще более подробную характеристику уровня развития элементарного мышления.

Л. В. Крушинский высказал гипотезу, что усложнение рассудочной деятельности животных в процессе эволюции происходило за счет увеличения числа «эмпирических законов», которыми может оперировать животное, и, следовательно, росло число элементарных логических задач, которые они способны были решать.

Исходя из этого, Крушинский полагал, что для сравнительной характеристики рассудочной деятельности животных необходимо использовать батареи разнообразных тестов. Результаты исследования элементарного мышления животных, накопленные к настоящему времени показали плодотворность и информативность такого подхода.

Элементарное мышление животных исследуют с помощью двух групп тестов. Первая из них оценивает способность животного к решению задачи в экстренно сложившейся обстановке, основанному на понимании логической структуры задачи (к таким задачам относится и тест на экстраполяцию). Л. В. Крушинский предложил набор (или батарею) тестов разной сложности для комплексной оценки элементарной рассудочной деятельности животных. Его работы позволили выявить градации таких способностей в ряду позвоночных. Вторая группа тестов анализирует способности животных к обобщению и абстрагированию. Данные, полученные в экспериментах по обучению животных многократным переделкам и «установке на обучение», также выявили градации этих способностей у животных разного уровня организации и показали сходный характер различий между разными таксономическими группами

Млекопитающие. Грызуны характеризуются низшей градацией элементарного мышления. Способность к экстраполяции обнаружена у диких крыс-пасюков, некоторых генетических групп мышей и бобров, причем в большинстве случаев правильные решения лишь незначительно превышают случайный уровень. Тем не менее, эти решения по своему механизму принципиально отличаются от обучения сходной задаче и представляют собой проявления более сложной, чем обучение когнитивной способности. Наряду со слабой способностью к экстраполяции, у грызунов крайне ограничена способность к обобщению, и они не могут формировать установки на обучение. В то же время некоторые когнитивные задачи им доступны — крысы способны к решению задач на экстренную реорганизацию независимо сформированных навыков и к оптимизации стратегии при поиске приманки в тесте Ревеша—Крушинского.

К следующей градации относятся хищные млекопитающие. Все исследованные виды этого отряда (кошки, собаки, волки, лисы, песцы, медведи) успешно решают задачу на экстраполяцию. Это совпадает с их выраженной способностью к формированию установки на обучение и к достаточно высокому уровню обобщений. Вместе с тем, важно подчеркнуть, что большинство хищных млекопитающих не способны к решению теста на оперирование размерностью фигур. Это объективно отражает специфику их когнитивных способностей и отличие уровня развития хищных от приматов.

Следующую (3) градацию элементарного мышления можно обнаружить у более высокоорганизованных млекопитающих — обезьян и дельфинов. Дельфины хорошо экстраполируют направление движения раздражителя, что согласуется с данными об их способности к быстрому формированию установки на обучение, к высоким степеням обобщения и другим сложным когнитивным функциям

Птицы. В пределах класса птиц обнаружены сходные с млекопитающими градации способности к экстраполяции — от полного ее отсутствия у голубей до высокого уровня ее развития (на уровне хищных млекопитающих и дельфинов) у врановых птиц. Хищные птицы (Falco tinunculus, F. vespertilus, Pernis aviporus и др. виды) занимают промежуточное положение: у них уровень успешных решений при первом предъявлении лишь незначительно (хотя и достоверно) превышает случайный.

Эта характеристика становится более полной и убедительной в сопоставлении с данными по другим видам элементарного мышления у врановых и голубей.

Врановые птицы достигают уровня развития приматов по следующим видам когнитивных тестов:

— по скорости и стратегии образования установки на обучение;

— по способности к оперированию эмпирической размерностью фигур;

— по возможности образования довербальных понятий;

— по способности к употреблению символов.

В отличие от них голуби — значительно более примитивно организованные представители класса птиц. Они не способны к решению элементарных логических задач, к формированию установки на обучение и обладают крайне ограниченной способностью к допонятийному уровню обобщения. Тем не менее, даже у них проявляется способность к решению наиболее простой задачи — к экстренной интеграции независимо образованных навыков.

Способность к экстраполяции представляет собой относительно универсальную когнитивную функцию, в той или иной степени доступную широкому диапазону видов позвоночных, начиная с рептилий. Таким образом, самые первые и примитивные биологические предпосылки мышления человека возникли на ранних этапах филогенеза позвоночных.

Более высокоорганизованные животные способны к решению большего числа когнитивных тестов, и справляются с более сложными логическими задачами. Это соответствует представлениям Л. В. Крушинского о том, что эволюция элементарной рассудочной деятельности животных шла, по-видимому, в направлении увеличения числа законов, которыми животное способно оперировать.

Рассудочная деятельность и сложность строения мозга. Л. В. Крушинский и его сотрудники в 70-е годы ХХ века предприняли исследование морфофизиологических основ элементарной рассудочной деятельности животных. Эти работы включали сопоставление сложности строения высших ассоциативных структур переднего мозга птиц и млекопитающих с уровнем развития у них способности к рассудочной деятельности. На основе таких сопоставлений было предпринято экспериментальное исследование роли отдельных образований мозга в способности к экстраполяции и в способности к обучению. Ряд экспериментальных работ были специально посвящены сравнению способности животных к решению элементарных логических задачи и к обучению.

«Цефализация», сложность нейронного строения и уровень рассудочной деятельности. В лаборатории Л. В. Крушинского изучалась связь сложности организации мозга и общего уровня эволюционного развития в классах птиц и млекопитающих. Нейроморфологические данные, накопленные к 70-м годам ХХ в., свидетельствовали, что индекс цефализации — относительный объем высших отделов мозга (новой коры у млекопитающих и гипер- и неостриатума у птиц) растет по мере повышения уровня эволюционного развития вида. Л. В. Крушинский показал, что как у птиц, так и у млекопитающих степень цефализации в пределах каждого класса позвоночных представляет собой существенный параметр, определяющий уровень развития рассудочной деятельности.

А. Портман получил следующие величины индексов относительного объема полушарий птиц: голубь — 4,0; курица — 3,27; утка (Anas platirhinchos) — 6,08, сокол (Falco tinninculus) — 8,24, канюк (Buteo buteo) — 9,78; сорока (Pica pica) — 15,81; грач (Corvus frugilegus) — 15,68; ворона (C. corоne) — 15,38.

У млекопитающих также обнаруживается зависимость между уровнем развития элементарной рассудочной деятельности и относительным размером мозга. Л. В. Крушинский приводит следующие величины квадратического показателя головного мозга (по Я. Я. Рогинскому) для ряда видов млекопитающих: мышь — 0,0088; крыса — 0,0123, кролик — 0,0705; кошка — 0,195; собака — 0,464. Приматы и дельфины обладают наиболее дифференцированным и крупным мозгом среди млекопитающих.

В ряду млекопитающих происходит также увеличение площади ассоциативных зон коры больших полушарий, в частности префронтальной (лобной) области. Это также является индикатором усложнения строения высших отделов мозга. Такая же закономерность описана и в отношении ассоциативных областей мозга птиц.

В этой связи следует отметить и еще одно немаловажное обстоятельство. Сравнительные исследования Л. В. Крушинского и его сотрудников показали, что нет прямой и непременной связи между степенью развития элементарной рассудочной деятельности и уровнем развития новой коры». Мозг птиц построен по иному плану, чем мозг млекопитающих. В процессе филогенеза особого развития у них достигли особые, отсутствующие у млекопитающих, отделы стриатума, в то время как у млекопитающих сформировалась новая кора. Именно за счет этих отделов стриатума увеличился объем полушарий и переднего мозга врановых птиц

Наряду с увеличением относительных размеров высших отделов мозга, другим важным фактором, определяющим степень развития рассудочной деятельности, следует считать сложность нейронной организации мозга. В филогенетическом ряду позвоночных наблюдается увеличение разнообразия нейронного строения мозга, с прогрессирующим увеличением числа так называемых звездчатых нейронов, а также усложнение систем контактов между нейронами. Были выявлены особенности цитоархитектоники переднего мозга вороны и голубя.

Особенно сложным строением отличаются нейроны гиперстриатума вороны. Они имеют более длинные и более извилистые дендриты, что определяет большее число контактов с другими клетками. Количество шипиков на дендритах также значительно больше, чем на дендритах нейронов мозга голубя.

Специфическая особенность строения мозга птиц — так называмые мультинейронные комплексы. Это клеточные ассоциации сложной пространственной структуры, состоящие, по-видимому, из функционально связанных нервных элементов. Исследования демонстрируют конкретное строение таких мультинейронных комплексов: у ворон они могут включать до 20 нейронов, у голубей — до 10.

В двух классах позвоночных — млекопитающих и птиц — усложнение строения мозга в ряду видов, коррелирует с повышением уровня развития их элементарного мышления. Это прослеживается и в увеличении числа тестов, которые более развитые животные способны решать, и в повышении уровня их сложности.

Cопоставление способности к экстраполяции и к обучению. Роль экологических факторов в успешности решения тестов. Решение элементарных логических задач, даже при их повторных предъявлениях, представляет собой самостоятельный феномен, по своей природе отличный от других форм индивидуально-приспособительного поведения, в частности от инструментального обучения. Об этом свидетельствуют отличия в поведении животных в контрольных тестах, которые по своей структуре сходны с элементарной логической задачей, за исключением того, что в них отсутствовала логическая структура. «Решить» такой тест при первом предъявлении невозможно, безошибочного выполнения его можно достичь только путем обучения методом проб и ошибок.

В поведении мышей при обучении навыку отыскания исчезнувшего корма и при решении теста на экстраполяцию также оказались существенными. Была обнаружена группа мышей, носителей хромосомной мутации, у которых доля правильных решений теста на экстраполяцию достоверно превышала случайный уровень. Их поведение сравнивали с мышами линии СВА, которые решали тест на 50%-м случайном уровне.

В тесте на экстраполяцию мышь может следить за направлением исчезновения корма, затем идет либо в «правильном» направлении — в сторону исчезновения корма, к соответствующему боковому отверстию в стенке камеры, либо в противоположном направлении. Контрольный тест на обучение навыку обходить ширму с определенной стороны проводился в той же камере, что и исследование способности к экстраполяции, и был сходен с тестом на экстраполяцию по структуре. Мышь также начинала пить молоко из поилки, которую от нее закрывали (т. е. как и в основном тесте прекращали доступ к корму), однако никакого движения кормушки в поле зрения мыши не происходило. Подкрепление мышь находила всегда около одного из боковых из отверстий. После этого она снова подходила к центральному отверстию и т. д., 10 раз за опытный день.

Уже после трех дней обучения у мышей обеих групп время подхода к поилке сократилось, у них сформировался инструментальный пищедобывательный УР на место подкрепления. В тестах на экстраполяцию за такой же период время подхода к поилке у мышей разных групп изменилось по-разному: у «способных» к экстраполяции мышей с хромосомной мутацией оно практически не изменилось, тогда как у неспособных мышей СВА оно сократилось.

Мыши СВА обучились быстрее перебегать к боковым отверстиям, хотя по-прежнему (и к третьему опыту) они не улавливали логической структуры задачи (доля правильных решений у них осталась на случайном уровне).

Мыши с мутацией (успешно усвоившие такой инструментальный навык в специальном тесте на обучение) к третьему опытному дню в тесте на экстраполяцию не стали бегать быстрее. По-видимому, каждое решение задачи у них осуществлялось не на основе выполнения двигательного навыка, а на основе улавливания логической структуры теста. Такое поведение не обязательно влечет за собой ускорение подхода к пище при повторениях.

Адаптивные реакции поиска пищи у лабораторных мышей могут происходить как на основе способности к экстраполяции, так и на основе более простого механизма, на основе инструментального обучения. Эксперимент позволяет четко разделить эти два механизма.

Прямые свидетельства различий в механизмах обучения и способности к решению элементарных логических задач были получены также в опытах с врановыми птицами. Оказалось, что молодые птицы неспособны к решению задачи на экстраполяцию и ОЭРФ, и такая способность обнаруживается у них не ранее чем в годовалом возрасте. В то же время способность к обучению — выработке простых и дифференцировочных УР, их сложных систем и т. п. — обнаруживается уже у 3-х месячных птенцов. Сроки «созревания» способности у элементарному мышлению у ворон совпадают с окончанием процесса миелинизации проводящих путей в переднем мозге и появлением наиболее крупных мультинейронных комплексов.

Самостоятельный интерес представляет характеристика высших когнитивных функций других высокоорганизованных позвоночных, прежде всего дельфинов. Поведение и психика этих животных сделалась объектом внимания психологов и физиологов гораздо позднее, чем большинства лабораторных животных, да и работа с ними требует особых материальных и технических затрат. Тем не менее, полученные к настоящему времени данные уверенно позволяют оценить рассудочную деятельность этих животных как одну из самых высоких по степени развития. То же самое (хотя и в меньшей степени), можно сказать и о птицах — врановых и попугаях. Исследований на них пока очень мало, но можно уверенно утверждать, что по уровню развития рассудочной деятельности эти птицы существенно превосходит хищных млекопитающих и достигают уровня низших узконосых обезьян. Опыты по обучению попугая общению с человеком, а также использование воронами цифр для маркировки множеств в работе позволяют с известной осторожностью предположить, что по способности к простейшей символизации эти птицы приближаются к антропоидам.

Рассмотренные вопросы, касающиеся универсальности способности животных к элементарной рассудочной деятельности, особенностей морфофизиологических механизмов этого явления, роли экологической специализации в проявлении способностей к элементарному мышлению, в конечном итоге приводят к заключению, что «…рассудочная деятельность животных на всех ступенях филогенеза детерминирована уровнем развития мозга, который в свою очередь определяется генотипом животного… В процессе естественного отбора наиболее адекватных форм поведения в многообразно меняющихся условиях среды происходит и отбор тех морфофизиологических особенностей мозга, которые обеспечивают выполнение наиболее адаптивных поведенческих актов».

Заключение. Приведенный материал свидетельствует, что у животных действительно существуют зачатки мышления как самостоятельной формы когнитивной деятельности. В специальных контрольных экспериментах доказано, что они имеют особую природу и по своим механизмам отличаются от обучения сходным навыкам в ситуациях, лишенных логической структуры. Элементы мышления проявляются у животных в разных формах, связаны с обработкой разных видов информации и включают выполнение различных операций в разных сферах приспособительной деятельности. Диапазон проявлений рассудочной деятельности тем шире, чем выше филогенетический уровень развития данного вида, т. е. чем более сложен по структуре и функциям мозг таких животных. Главная особенность элементарного мышления состоит в том, что оно теми или иными способами обеспечивает способность животного принимать адекватное решение при первой же встрече с новой ситуацией, для которой у них нет ранее подготовленного решения (видоспецифического или «выученного» ответа).

На протяжении XX века представления о существовании у животных зачатков разума постоянно обсуждались и пересматривались. К настоящему времени голоса скептиков звучат все слабее. Благодаря разнообразию полученных данных и их многократной проверке в ряде лабораторий с применением разнообразных подходов свидетельства наличия у животных элементов мышления представляются все более и более убедительными.

Первая из задач этой области изучения поведения состоит в том, чтобы показать, каковы наиболее простые формы мышления, и у кого они проявляются. Многообразие тестов и методических приемов позволило решить эту задачу и выявить тот уровень, который доступен даже относительно низкоорганизованным животным. Можно считать установленным, что более примитивные животные способны создавать новое решение возникшей перед ними задачи только на базе ранее усвоенной сходной информации и специально сформированных навыков. В отличие от них у более продвинутых представителей млекопитающих и птиц диапазон ситуаций, в которых они могут проявлять эту способность, несоизмеримо более широк. Создание нового решения не столь сильно зависит у них от конкретной ситуации и опирается на более широкий диапазон имеющейся у них информации и навыков.

Наличие способности к экстраполяции и к некоторым формам обобщения у рептилий, а также способность наиболее примитивных млекопитающих и птиц решать простейшие элементарные логические задачи имеет особое значение. Этот факт позволяет утверждать, что основы для возникновения мышления человека — сложнейшей из форм его психики — возникли на достаточно ранних этапах эволюции, хотя настоящее развитие этих функций произошло только у предков современных гоминид.

Разнообразие форм рассудочной деятельности даже у животных, не относящихся к приматам, позволило Л. В. Крушинскому высказать гипотезу о связи уровня развития вида и степени «сложности» свойственного ему элементарного мышления. В экспериментах было отмечено, что более высоко организованные животные могут решать большее число задач по сравнению с более примитивными. Л. В. Крушинский предположил, что это может отражать тенденции развития когнитивных функций в процессе эволюции. Он полагал, что эти тенденции состояли в увеличении числа «эмпирических» законов, которыми животные способны оперировать, и которые лежат в основе разумного поведения. Формулировка гипотезы Л. В. Крушинского способствовала внедрению комплексного подхода в области исследований рассудочной деятельности. Она была реализована в работах его лаборатории и многократно подтвердилась при анализе трудов других исследователей. В арсенале современной науки о поведении имеется целый набор методик, которые можно использовать для исследования основных классов позвоночных. Благодаря этому удалось создать многомерную количественную и качественную характеристику мышления у видов разного уровня развития. Именно сопоставление всего комплекса современных сведений позволяет надежно и убедительно охарактеризовать феномен «элементарное мышление животных» во всей его полноте.

Вторая задача исследований элементарного мышления животных состоит в том, чтобы показать, какой степени сходства могут достигать наиболее сложные когнитивные функции у человекообразных обезьян и человека, действительно ли между ними существует резкая грань, даже непроходимая пропасть, как это долгое время было принято считать. Современная наука заставляет ответить на этот последний вопрос отрицательно — в способностях антропоидов и человека отсутствует резкий разрыв и наиболее сложные психические функции человека в той или иной степени представлены у шимпанзе. Разумеется, не следует впадать и в противоположную крайность и переоценивать последних: ведь никто из них не вышел за рамки возможностей 2–2,5-летнего ребенка ни по уровню языка-посредника, ни по элементам самосознания, ни по одному из остальных многочисленных показателей.

Особенно сложные проявления мышления животных обнаруживаются при анализе социальной жизни животных. Л. В. Крушинский еще в 60-е годы сформулировал представление о том, что высокий уровень развития рассудочной деятельности определяет характер структуры сообществ и сложность социальных взаимодействий животных. Вместе с тем, современный язык описания «социальных знаний» высших животных временами может заставить читателя заподозрить их авторов в возвращении к антропоморфизму, к простому приписыванию животным человеческих свойств. Следует, однако, заметить, что логика построения современных экспериментов, а также разносторонние подходы к анализу из результатов учитывают такую «опасность» — они строятся на многократно проверенном материале объективных этологических наблюдений и промоделированы в лабораторных условиях. Это позволяет утверждать, что подобные обвинения в антропоморфизме неправомерны.

Примечательно, что в процессе развития исследований элементарного мышления происходило закономерное и необходимое изменение методологии. В середине XX века на смену простой констатации фактов и качественным описаниям пришел эксперимент с объективной регистрацией и скрупулезно точными количественными оценками всех параметров поведения. В конце XX века логика исследований вернула ученых к необходимости проводить не только количественный, но и качественный анализ наблюдаемых явлений, заставила учитывать результаты природных наблюдений. Большая заслуга в возвращении исследований элементарного мышления животных в «биологическое русло» принадлежит этологам. Накопленные современной этологией знания позволяют исследователю более надежно отличать истинно разумные акты от внешне «осмысленных» и «целенаправленных» действий, которые тем не менее составляют часть видоспецифического репертуара вида.

Представление о том, что животным доступны разумные поступки, распространено достаточно широко, и именно оно явилось одним из стимулов, побуждавших к исследованию этой проблемы. Однако при трактовке даже самых убедительных на первый взгляд свидетельств очевидцев надо помнить о необходимости применения «канона Ллойда—Моргана», т. е. стараться проанализировать, не лежат ли в основе предположительно разумного акта какие-то более простые механизмы.

Итак, чтобы глубоко понять поведение животного, тем более столь сложную его функцию, как зачатки мышления, целесообразно анализировать его как можно в более широком диапазоне ситуаций. Тенденция будущих исследований элементарного мышления животных состоит во все более тщательном анализе природы предположительно разумных актов. В этой связи ученые вновь и вновь возвращаются к вопросу о соотношении наблюдения и эксперимента в исследованиях проблемы мышления животных и на каждом следующем этапе решают его на новом уровне.

Стенограмма эфира

Участники:

Зоя Александровна Зорина – доктор биологических наук

Анна Анатольевна Смирнова – кандидат биологических наук

Зоя Зорина: Поиск биологических истоков мышления и сознания человека – тема вечная и многогранная. В конечном итоге к ее анализу так или иначе причастны самые разные направления и биологии, и психологии. Взгляды на эту проблемы зачастую оказывались полярно противоположны, но наука конца ХХ века весомо доказала правоту предсказания Дарвина о том, что «разница между психикой высших животных и человека, как бы ни была она велика, это разница в степени, а не в качестве». И доказательства этому были получены разнообразными методами. Это, прежде всего, многочисленные традиционные лабораторные эксперименты, но есть и совершенно особые данные. Речь идет о том, что американские ученые в течение почти 30 лет обучают обезьян простым аналогам языка человека, и оказалось, что шимпанзе и гориллы общаются с человеком (а иногда и друг с другом) на уровне 2,5 летнего ребенка. В этой студии мы с М.Л. Бутовской говорили об этих опытах достаточно подробно, и сегодня я больше их затрагивать не буду.

Но существует и другая сторона вопроса – как глубоко уходят эти корни в наше прошлое, и на каких ветвях и на каких этапах филогенеза появлялись поведенческие признаки, которые можно рассматривать как хотя бы какой-то прообраз мышления человека. Прежде чем к этому переходить, давайте договоримся, что мы говорим только о конкретных четких вещах. Мы говорим, что мышление это обобщенное, опосредованное отражение действительности, связанное с оперированием символами, что мышление способствует улавливанию и познанию основных законов окружающего мира и принятию на этой основе решения в новых ситуациях. Последний признак особенно важен.

Одно из определений мышления дал Александр Абрамович Лурия. Он говорил о том, что мышление возникает в ситуации, когда у субъекта нет готового решения. То есть привычного, сформированного за счет обучения, или же инстинктивного. И это тоже ключевой момент, это определение можно конструктивно использовать для планирования экспериментов на животных.

С другой стороны, Н.Н. Ладыгина-Котс, основательница отечественной зоопсихологии, писала еще в 20-е годы, что, говоря о мышлении животных, не нужно смешивать такие понятия, как ум, разум, рассудок, нужно четко говорить о логическом мышлении, которое основано на процессах абстрагирования, построения понятий и которое выражается в формировании умозаключений, понятий и суждений. Это второе, тоже очень важное и конструктивное положение.

И существует целый ряд методов для исследования зачатков мышления у животных, которые исходят из этих положений. Они чрезвычайно многочисленны, но можно разделить их на две основные группы. С одной стороны, разработаны тесты, позволяющие выяснить, в какой мере животные могут решать новые задачи в новых ситуациях. Первоначально такую способность называли инсайтом. Другая группа тестов позволяет оценить способность животных к обобщению и абстрагированию, а у высших животных – к оперированию символами.

Оглядываясь на развитие исследований в 20 веке, можно констатировать, что за исключением рыб и амфибий, у представителей трех других классов позвоночных, у рептилий, млекопитающих и птиц, в той или в иной степени обнаружены хотя бы самые примитивные, но все-таки зачатки мышления. Зачатки той или иной способности с первого же раза правильно отвечать в ситуации, для которой у них нет «готового решения». Наиболее просты эти зачатки, естественно, у примитивных животных. А чем более развит представитель класса млекопитающих или птиц, чем сложнее его мозг, тем большим спектром подобных способностей он обладает.

А.Г. А у рыб и амфибий не искали или не нашли?

З.З. Искали, но не нашли. Искали очень пристально. И проиллюстрировать вот это положение, что пусть самые примитивные задатки мышления появляются независимо в разных группах, относящихся к разным ветвям эволюции, можно на разных примерах. Мы будем сегодня говорить о птицах. И выбор этот интересен хотя бы потому, что мозг птиц – это особая структура, которая эволюционировала совершенно независимо от млекопитающих. Если шимпанзе – наши ближайшие родственники, а все остальные млекопитающие – все более и более далекие, то птицы нам, в общем, совсем не родственники, потому что предки этих двух современных классов – млекопитающих и птиц – отделились от своих предков – рептилий в незапамятные времена, а дальше их развитие шло параллельно и независимо. И самый главный результат этого независимого развития – то, что мозг птиц устроен совершенно по-другому, чем у млекопитающих. У птиц нет новой коры, а с этой структурой связывают высшую психическую деятельность человека и высших млекопитающих. Некоторое время считалось, что раз у птиц нет новой коры, то как будто бы и ничего нет. И поэтому вообще всю тонкость и сложность приспособительного поведения птиц относили за счет развитой системы инстинктов, в крайнем случае, за счет способности к обучению.

И, тем не менее, с помощью физиологических методов где-то уже к 60-ым годам ХХ века стало очевидным, что птицы обладают в принципе всеми необходимыми системами для приема, проведения и переработки информации, вплоть до самых сложных. Что в пределах класса птиц существуют разные градации развития мозга. И соответственно есть смысл поискать в этом направлении – исследовать и у них зачатки мышления.

Надо сказать, что высшие представители класса птиц с наиболее крупным и сложно организованным мозгом образуют три семейства – совы, попугаи и врановые. На совах вообще никто никогда не работал. Попугаев, как ни странно, изучают очень мало. Единственное исключение – американский психолог Ирен Пепперберг, которая уже около 30 лет изучает когнитивные способности попугаев. И если успеем, что-то про нее скажем. А врановым птицам везло немножко больше. Периодически к ним обращались те или иные исследователи. И очень часто получалось, что, благодаря обращению к этому объекту, открывалась некая новая страница в наших знаниях о поведении животных вообще.

В частности, К. Лоренц в своей первой работе по социальному поведению животных, «Компаньон в мире птиц», написанной в начале 30-х годов ХХ века, опирался на свои наблюдения за поведением галок. А его коллега О. Келер в конце 30-х годов впервые установил, что к обобщению способны не только шимпанзе, но и другие, не столь высокоорганизованные позвоночные. И объектом его исследований были главным образом врановые, а также попугаи. А когда в 60-е годы в Московском университете была организована наша лаборатория, Лаборатория физиологии генетики и поведения, то одним из первых объектов экспериментов оказались вороны. Именно у них создатель нашей лаборатории, выдающийся специалист по поведению животных, ныне покойный, Леонид Викторович Крушинский, пытался отыскать зачатки мышления.

Постановка исследований в лаборатории Леонида Викторовича базировалась на четкой физиологической основе. Он пытался разработать универсальные методики, которые позволяли бы применять сравнительный метод и предлагать задачи разным животным, представителям разных таксономических групп. Его методики позволяли не просто описывать поведение животного при решении задачи, но дать ему однозначную количественную оценку. Это были широкие сравнительные исследования – около 30 видов животных было обследовано уже где-то к середине 70-х годов.

Леонид Викторович разработал несколько элементарных логических задач. Первая из них наиболее популярна, это так называемая задача на экстраполяцию направления движения раздражителя, который исчезает из поля зрения птицы. Как показано на слайде, голодные птицы просовывают головы через щель, видят перед собой две кормушки – одну с кормом и вторую – пустую. Затем кормушки разъезжаются и скрываются за непрозрачными преградами. Для животного возникает новая ситуация, которую надо разрешить при первом же предъявлении. Животное должно проэкстраполировать, т.е. мысленно представить себе траекторию направления движения корма после исчезновения из поля зрения, и решить, с какой стороны нужно обойти ширму, чтобы получить корм.

С помощью предъявления этой задачи была получена широкая сравнительная характеристика способности элементарной рассудочной деятельности животных. Не останавливаясь на подробностях, можно сказать следующее. В таблице звездочками отмечены те группы животных, которые достоверно чаще выбирают правильное направление движение корма. Таблица показывает, что наибольших успехов достигают хищные млекопитающие и дельфины. А вот грызуны и кролики решают эту задачу слабовато. Принципиально отметить, что ее достаточно неплохо решают черепахи и ящерицы.

И прекрасно решают эту задачу некоторые птицы. По своим показателям они приближаются к хищным млекопитающим. Тут есть масса всяких интересных деталей и нюансов, на которых я не останавливаюсь, но есть два важных факта. Во-первых, способность к экстраполяции, к решению этой элементарной логической задачи, представлена у широкого спектра видов позвоночных. Она есть даже у рептилий, хотя и в слабой форме.

С другой стороны – способность к решению этой задачи у высших представителей класса птиц развита так же, как у хищных млекопитающих.

Такова была первая прикидка, сделанная с помощью этого метода. Но одна методика – это одна методика. А для того чтобы дать действительно более или менее полную оценку уровня мышления животных, нужен спектр тестов. И имеющиеся у нас сейчас характеристики, это результат применения большого числа тестов. Можно упомянуть, что есть еще одна задача, более сложная, в которой животное должно представлять, что объемная приманка может быть спрятана только в объемную фигуру, а не в плоскую, и искать ее нужно только в объемной фигуре. Такую задачу решают только обезьяны, дельфины и медведи. Хищные млекопитающие с ней уже не справляются. А вот врановые птицы решают эту задачу достаточно хорошо, хотя и не все поголовно, а лишь половина особей.

Таким образом, даже результат применения этих двух задач, который вполне совпадает с рядом других исследований, о которых сейчас у нас нет времени говорить, показывает, что способность к этой стороне мышления, то есть к решению новых задач в новой ситуации, во-первых, появляются у достаточно примитивных животных, начиная с рептилий. Она присутствует у многих млекопитающих, даже довольно примитивных. Однако уровень этих способностей тем выше, чем сложнее организация мозга. Причем похожие градации в развитии рассудочной деятельности есть и в пределах класса птиц, и среди млекопитающих. Можно предположить, что эволюция этой психической функции происходила хотя и независимо, но параллельно. Причем врановые птицы по многим показателям достигают весьма высокого уровня – дельфинов и низших узконосых обезьян.

В этой связи невольно приходит на ум общераспространенное представление о сообразительности этих птиц, которое сложилось в результате наблюдений за их поведением. Например, есть достаточное число свидетельств того, что врановые могут применять некие посторонние предметы для добывания недоступного корма, когда, так сказать, видит око, да зуб неймет. Видимые, но недоступные приманки. Известно, как голодная сойка в одной из американских лабораторий оторвала полоску от газеты, постеленной в клетку, согнула ее пополам с помощью клюва и через прутья подскребала к себе кусочки корма, которые валялись снаружи. Чем вам не обезьяна, которая палкой подкатывает лежащий далеко за решеткой банан! Этот и подобные факты очень важны, потому что одно из важнейших проявлений мышления животных, это способность к изготовлению и применению орудий, которая широко изучается на приматах.

Есть и более современные, более показательные данные. Сейчас в Кембридже исследуют новокаледонскую ворону, вид-эндемик, который в природе добывает пищу, регулярно изготовляя и применяя орудия разной формы. По-видимому, у такого поведения есть генетическая основа. Это один из характерных для данного вида инстинктов. Но что будет, если такая птица попадает в совершенно новую ситуацию? Двух выращенных в неволе, в изоляции от сородичей птиц, привезли в лабораторию и предложили им решить новую для них задачу. Экспериментальная установка представляла собой прозрачный цилиндр, на дно которого помещали ведерко с кормом. Рядом выкладывали палочки, короткие и длинные, прямые и изогнутые. Так вот птицы в достоверном большинстве случаев выбирали крючок, чтобы подцепить ведерку за ручку и достать из этого цилиндра.

И однажды возникла совершенно неожиданная ситуация, когда среди предложенных для выбора инструментов не оказалось крючка. И тогда одна из ворон по кличке Бетти, схватила проволочку, заклинила ее в щели стола, загнула, сделала крючок и поддела это самое пресловутое ведерко.

Сейчас эта лаборатория собирается подробно изучать способность к обобщению, к абстрагированию, к построению аналогий у этих птиц, то есть многие из тех вопросов, о которых мы далее расскажем.

Итак, мы рассмотрели пока только одну из сторон мышления – способность к экстренному решению новых задач в новых ситуациях. И у врановых птиц, наших очень далеких и сомнительных родственников, она представлена достаточно выразительно и, в общем, во многом не хуже, чем у обезьян.

Но существует другая сторона вопроса. Другая сторона мышления и, соответственно, другие эксперименты, которые изучают способности к обобщению и абстрагированию. Под обобщением понимается способность мысленно объединять различные предметы, стимулы, события по общим для них и наиболее существенным признакам. И эта способность – основа человеческого мышления. Она лежит в основе человеческого абстрактного мышления и использования символов, т.е. в основе речи. Поэтому вполне очевидна роль изучения этой стороны мышления животных, когда речь идет о попытках найти биологические истоки мышления человека.

Исследования такие весьма многообразны. Как всегда, все начиналось с приматов. И показано, что способность приматов, особенно человекообразных, к обобщению и к абстрагированию чрезвычайно высока и достигает так называемого уровня довербальных понятий. То есть животные, обобщив некие стимулы по общему для них существенному признаку, могут переносить выработанную реакцию на совершенно новые стимулы, применять это обобщение к стимулам другого класса. Допустим, например, что животное научили выбирать по признаку сходства с образцом стимулы разного цвета: образец красный – выбирай красный, образец синий – выбирай синий. И так далее. Многие животные продолжают выбирать правильно, если им показать совершенно новые цвета. Это допонятийный уровень обобщения. Но когда им предлагают для выбора, допустим, стимулы с разной штриховкой, то в этой ситуации только высшие, наиболее продвинутые животные выбирают по сходству и эти ранее незнакомые им стимулы другой категории.

Причем опять-таки способность к элементарному обобщению на допонятийном уровне, без этого перехода через категории, представлена не только у высших животных, но и у достаточно примитивно организованных. Во-первых, в нашей лаборатории, я уже об этом говорила, у черепах обнаружена способность к обобщению и к переносу выработанного навыка в новые ситуации. Способность к примитивному обобщению есть даже у голубей, которые не решают ни одну из упомянутых нами элементарных логических задач. Но после безумных сотен и тысяч сочетаний они каким-то образом тоже формируют некие обобщения.

Способность к обобщению изучали и у врановых птиц. И, в частности, мы показали, что вороны могут обобщать признак «большее число элементов». В первой серии их обучали, используя разные пары карточек, где число стимулов было от 1 до 12, и давали приманку за выбор карточки, на которой число элементов больше. Вороны усвоили правило выбора довольно быстро, несмотря на то, что каждый раз им предлагали новую пару. А потом мы применили новые карточки: от 10 до 20, а потом и до 25. И во всех этих случаях вороны достоверно демонстрировали способность выбирать стимул, содержащий большее число элементов.

Эти данные, а также некоторые другие, дали нам возможность перейти к исследованию наиболее сложной стороны мышления животных, попытаться поискать у этих наших совсем неродственников способность к символизации. То есть поискать у них способность связывать некое, сформированное ими обобщение с ранее нейтральным для них знаком, который при определенных условиях может становиться символом, которым можно оперировать в разных ситуациях. В этой работе при изучении символизации мы тоже обратились к модели счета.

Анна Анатольевна меня поправит, потому что слово «счет» мы употребляем в очень примитивном, что ли, грубо популяризаторском смысле, потому что на самом деле это вещь тонкая, и здесь нужно очень точно расставлять акценты.

Анна Смирнова: Термин «счет», как и многие другие, пришли в сравнительную психологию из психологии человека. И, разумеется, этот термин подразумевает тот процесс, который используют взрослые, соответственно обученные люди для определения абсолютного, точного числа элементов в каких-либо множествах. Люди применяют для этого специальный алгоритм – совершенно четкую и определенную процедуру. Мы используем вербальные, то есть языковые числительные – 1, 2, 3 и т.д. Для того чтобы точно определить число элементов в множестве, мы, называя каждый элемент (1, 2, 3…), отделяем тем самым посчитанные элементы от еще не посчитанных. При этом имя последнего элемента в множестве, например «шесть», описывает все множество целиком.

З.З. Не только шестой, но и все шесть.

А.С. Любое последнее числительное описывает все множество. Это специальная процедура, присущая именно нам, взрослым, или просто соответствующе обученным людям. Разумеется, животные, не обладающие второй сигнальной системой, используют какие-то свои способы для распознавания числа элементов в множестве. И они довольно точно распознают этот признак, как говорила Зоя Александровна. Точно сравнивают множество именно по числу элементов в них. То есть выделяют признак числа из всех прочих признаков, описывающих множество – площади, плотности расположения и т.д.

А для исследования способности животных к символизации, в нашем случае, серых ворон, мы использовали парадигму выбора по образцу. В этой задаче птице на специальном подносе предъявляют две кормушки. Кормушки накрыты крышками – карточками (стимулами для выбора). В процессе обучения птица узнает, что корм (личинки мучного хрущака) находится только в одной из двух кормушек, и старается найти этих червей. О том, в какой из кормушек лежит подкрепление, животное может узнать, сопоставив изображение на карточке-образце, которая находится между кормушками, с изображениями на карточках для выбора. Правилом успешного решения данной задачи является выбор карточки, соответствующей образцу. То есть, если птица видит на карточке-образце множество из четырех элементов и скидывает карточку, накрывающую кормушку, на которой также изображено четыре элемента, она найдет искомого червяка. Это задача называется «выбор по соответствию с образцом». Таким образом, она дает нам возможность корректно спросить у животного, что оно считает сходным, а что оно считает различным. Именно эта парадигма была использована для исследования способности ворон к символизации.

Нашей задачей было установить, способны ли вороны связать информацию о числе элементов в различных множествах с исходно индифферентными для них знаками – символами. Это были арабские цифры от одного до четырех. Исходно все начиналось с демонстрационной серии. Для ее успешного решения воронам было достаточно уметь использовать правила выбора по образцу, которому они были обучены ранее. Животное видит на карточке-образце изображение четырех элементов, скидывает карточку для выбора с четырьмя элементами и находит четыре червяка. В следующем предъявлении животное может увидеть в качестве образца карточку с изображением цифры, найти из двух карточек для выбора стимул с такой же цифрой, скинуть ее, и опять-таки найти число личинок, соответствующее изображенной цифре. Таким образом, мы демонстрировали птицам «цену» каждого стимула.

Надо подчеркнуть, что мы не позволяли им одновременно сопоставить множества и цифры. В одних предъявлениях образец и соответствующая карточка для выбора были множествами, а в других – цифрами. Но их связывало то, что под соответствующими цифрами и множествами вороны находили соответствующее число личинок. Усваивали они эту информацию, или не усваивали, мы пока не знали. Для того чтобы это проверить, нужно было провести тестовую серию. Следующий слайд, пожалуйста. В тестовой серии ситуация была совершенно новой. Если в качестве образца они видели цифру, то для выбора им предъявляли два множества. То есть абсолютного сходства или соответствия между образцом и карточкой для выбора не было. Успешно решить подобную задачу можно, только сопоставив ранее полученную информацию о количестве червей под каждым стимулом. Такая операция называется операцией транзитивного заключения. Это одна из базовых операций логического вывода: если А = В, а В = С, следовательно А = С.

В нашем случае под цифрой 4 птица ранее находила 4 червяка. И под множеством из 4-х элементов она также находила 4 червяка. Следовательно, цифры и множества соответствуют друг другу. Мы брали, разумеется, в расчет только самые первые предъявления, то есть старались максимально исключить возможность обучения в ходе теста. Мы получили результаты, подтверждающие, что вороны способны к такой операции логического вывода. Кроме того, они способны связать информацию о числе элементов во множествах разного типа (изображениях на карточках и реальных множествах мучных червей) с ранее нейтральными, индифферентными для них знаками – арабскими цифрами. Сходным образом (следующий слайд) мы исследовали их способность к некой комбинаторной операции, аналогичной арифметическому сложению.

З.З. Перебью тебя. Способность к выполнению арифметических операций – это один из критериев истинного счета.

А.С. Да, конечно. И как раз нашей задачей было не только выяснить, могут ли они установить соответствие между некими знаками и определенной информацией, но и могут ли они оперировать этими знаками. То есть, насколько свободно они этим владеют.

Здесь также экспериментальные серии подразделялись на демонстрационные и тестовые. Демонстрационная серия абсолютно отличалась от тестовой. В демонстрационных сериях карточки были условно разделены линией на две равные части, а кормушки были разделены на две равные части реальной перегородкой. В двух отсеках кормушки ворона находила число личинок, соответствующее изображению на разделенной карточке. Например, в одной части карточки изображено два геометрических элемента, и в соответствующем отсеке кормушки птица находит два червяка. В другой части карточки изображены два элемента, и птица находит два червяка в соответствующем отделе кормушки. То есть, опять-таки, мы просто предоставляли животным информацию о том, что под соответствующим образом разделенными множествами на карточках они найдут соответствующим образом разделенное количество личинок в кормушке.

В тестовой серии использовали только цифры. То есть, опять, напрямую перенести навык, полученный при исходном обучении, в ситуацию теста было нельзя. Это была новая задача и новая ситуация. И с этой задачей вороны успешно справились. Механизмом решения подобной задачи, вероятно, вновь служит операция, аналогичная транзитивному заключению. К моменту этого теста вороны уже обладали информацией о том, что определенная цифра и определенное множество соответствуют определенному количеству мучных червей. И на этой основе они смогли решить тестовую серию. Таким образом, они не только усвоили соответствие исходно индифферентных для них знаков и информации о числе, но и довольно свободно оперировали этими знаками.

А.Г. А какой процент ворон?

А.С. С этой задачей справились все вороны, обученные выбору по образцу. То есть, на самом деле, сложной задачей является исходное обучение задаче выбора по образцу; сложно установление этого «общего языка», позволяющего спросить что сходно, а что отлично. На этой стадии отсеиваются птицы, не способные справиться с задачей.

А.Г. Или не желающие.

А.С. Да, а дальше все идет уже достаточно свободно.

З.З. Надо сказать, что именно в этой ситуации мы столкнулись с колоссальной индивидуальной изменчивостью. Так сложилось, что первая серия прошла очень удачно, птицы обучились достаточно быстро, и мы подумали, что дальше все так и будет, но потом оказалось, что формирование этого правила, «выбирай такое же», требует у разных ворон совершенно разного числа сочетания, притом огромного. Аня лучше знает, она подскажет эти цифры. Но, в общем, это выходит за пределы разумного. Они то ли отвлекаются, то ли им надоедает, или может быть, они не желают работать с экспериментатором. Это вообще достаточно серьезные осложнения в проведении когнитивных тестов. Потому что чем более высоко организовано животное, тем скучнее ему вот эта долбежка. Например, наши коллеги говорят, что попугаи просто не будут так работать. Вот голубь – он будет долбить. Есть работа, в которой некое обобщение было сформировано после 27 тысяч сочетаний.

А.Г. Каторжный труд и для экспериментатора, и для голубя.

З.З. Экспериментаторы в данном случае – это автоматические системы, это ладно. А что это за «адаптивное поведение», когда оно формируется после такого числа сочетаний – это уже другой вопрос. Так что здесь у нас все время стоит вопрос, как заставить ворон побыстрее усваивать это правило, которым они явно оперируют в естественной жизни. Но те вороны, с которыми нам удалось проработать, они показали, что вороны обладают такими способностями, нам даже удалось провести контроли, которые убеждали нас, что это все не случайно, и что феномен имеет место.

А.С. В дополнение была приведена серия, в которой птицам предоставлялась возможность свободно выбрать между двумя кормушками, накрытыми карточками с изображениями цифр. Уже не ситуация выбора по образцу, а просто выбор между двумя кормушками. Птица могла выбрать любую карточку и получала при этом то количество червей, которое соответствовало изображенному на карточке символу или комбинации символов.

А.Г. Но разрешали только одну кормушку открыть?

А.С. В дополнение была приведена серия, в которой птицам предоставлялась возможность свободно выбрать между двумя кормушками, накрытыми карточками с изображениями цифр. Уже не ситуация выбора по образцу, а просто выбор между двумя кормушками. Птица могла выбрать любую карточку и получала при этом то количество червей, которое соответствовало изображенному на карточке символу или комбинации символов.

А.Г. Те же цифры и давали?

А.С. Конечно. Тем не менее, животные в такой ситуации находили кормушку с кормом абсолютно случайно – на уровне 50%, и, кроме того, проявляли откровенное недовольство, нервозность и нежелание работать в такой ситуации.

А.Г. Конечно – «обманывают!».

З.З. Ну да, дурят.

А.Г. Какое количество ворон прошло через эти тесты?

А.С. Эти работы были сделаны на 4-х воронах. А в процессе обучения «выбора по образцу» отсеялись многие и многие.

А.Г. Это вороны, выращенные в неволе? Или нет?

А.С. В основном, нет, это случайные птицы. В основном, это птицы, которых приносят люди – либо птицы с подбитыми крыльями, либо слетки, подобранные весной и летом, выращенные до августа, сентября. Потом они людям надоедают, и они их отдают нам.

А.Г. Когда я готовился к передаче, читал цифры по экстраполяции, там были, если я правильно помню, галки и вороны.

З.З. И сороки, и грачи понемножку.

А.Г. Почему в?орон не указан?

З.З. Потому что в?орон – это сложная птица, редкая. И хотя у нас жил именно в тот период в лаборатории ворон Карлуша, предложить ему задачу на экстраполяцию как-то не сложилось. А вот вторую задачу – поиск приманки в объемной, а не в плоской фигуре, мы предъявили трем воронам. И два из них прекрасно решали задачу, а третий не желал сотрудничать.

И вообще, вопрос о способностях воронов стоит у нас в плане исследований. Постоянно нам задают два «проклятых» вопроса. Первый – а правда, что ворон, во-первых, живет 300 лет – это такой устойчивый миф, непонятно, откуда он взялся, но только ленивый не задает этот вопрос. Но этим мы, как вы понимаете, заниматься не будем. А вот второй вопрос – правда ли, что ворон умнее всех остальных птиц? Причем ответ предполагается положительный. Но прямых данных для ответа на второй вопрос пока нет, и вряд ли они скоро появятся – на них практически никто не работает. Но можно отметить, что у ворона очень крупный мозг. Если у вороны индекс цефализации – 14, у голубя – 4, то у ворона – больше 18. Но практически нет никаких специальных исследований, которые бы сравнивали когнитивные способности воронов и ворон. Спасибо, что хоть на воронах что-то проводится.

Правда, в фильме Би-би-си «Разум животных» есть кадры, как в?ороны в опытах американского исследователя Б. Хейнриха с ходу решают придуманную им задачку: на довольно длинной веревке, привязанной к перекладине, болтается приманка, и молодые птицы пытаются ее на лету схватить, но это им не удается. Взрослые же вороны садятся на перекладину и выуживают приманку, подтягивая лапами и клювом веревку. Каждый ворон делает это своим способом. И похожий эпизод мне недавно рассказали мои соседки по даче. Они наблюдали, как ворона охотилась за куском сала, который они с помощью довольно длинного шнурка прикрепили к бельевой веревке, чтобы подкармливать синичек. Сначала ворона пыталась схватить сало с лету, но очень быстро бросила это бесполезное занятие. Вместо этого она отлетела к столбу, к которому была привязана веревка, и стала развязывать узел. Ей это, правда, не удалось, была зима, веревка обледенела, да и соседки мои, они хорошо, крепко завязывают узлы. Тем не менее, ворона тоже нашла еще один способ решения данной задачи – уже третий. Поэтому я думаю, что еще не скоро мы сможем ответить объективно на вопрос: кто умнее – в?ороны или вороны, да и не так он актуален.

В целом, приведенные данные, как мне кажется, убедительно показывают, что не только способность к решению простых задач в экстренных ситуациях распространена достаточно широко у представителей разных ветвей филогенеза, но даже способность к символизации, по крайней мере, ее зачатки, присутствуют у такой специфической группы позвоночных, как птицы.

А.Г. У меня последний вопрос, поскольку время почти истекло. Говоря о попугаях, о которых вы хотели сказать в самом конце, у меня как у дилетанта возникает соблазн пойти на такого рода эксперимент. Если приматов обучают языку-посреднику, то в качестве языка-посредника с попугаями может выступать английский, русский или любой другой, который попугаи осваивают. Проводились такие исследования, или это преувеличенные представления о сообразительности попугаев?

З.З. Во-первых, постепенно копится материал наблюдений, которые говорят о том, что говорящие попугаи, живущие в семьях, в ряде ситуаций употребляют ранее заученные слова вполне осмысленно. Но это пока – область наблюдений. Наблюдения они и есть наблюдения, они становятся фактом только когда проходят лабораторную проверку.

Во-вторых, американская исследовательница Ирен Пепперберг с 1978-го года работает с попугаем Алекс (жако). Она обучает его специфическим методом «модель-соперник». Алекс выучивает слова, соревнуясь и подражая второму экспериментатору, который получает поощрение, если произносит нужное слово и отвечает на вопросы лучше, чем Алекс. Попугай усвоил небольшой лексикон и с его помощью активно отвечает на вопросы. С помощью этого диалога Ирен пытается охарактеризовать суть когнитивных способностей попугая. То есть те вопросы, которые мы задаем птицам с помощью карточек и каких-то еще стимулов, она задает Алексу впрямую. Она, например, показывает ему какое-то количество предметов и спрашивает: сколько их здесь? Он отвечает – 5. И может пояснить: «Два зеленых и три красных, один круглый и четыре кубика» и т.д. Это исследование очень многоплановое, она применила целую батарею тестов, так что спектр когнитивных способностей попугаев в работе Пепперберг реализован очень хорошо. И для нас это очень ценная работа. Она совпадает с нашими данными о способности птиц к обобщению и абстрагированию.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Свитов Сергей
Статью разместил: Свитов Сергей
Свитов Сергей – Ученик Воронежского Института Практической Психологии и Психологии Бизнеса. Рассматриваю психологию как реальный инструмент изменений и приобретения навыков. Если рассматривать психологию как "супчик для души", жевания соплей, и сантименты, то результаты будут носить случайный характер. Ищите меня в ВКонтакте!

Есть что сказать по теме, оставь комментарий:

Уведомление
avatar
wpDiscuz

Есть что сказать по теме, оставь комментарий:

Есть что сказать по теме, оставь комментарий: