Свет и темнота

Более специфичный методический подход состоит в ограничении сенсорных воздействий на животных в период развития. Вероятно, легче всего наблюдать влияние зрительных раздражителей, сравнивая, например, последствия выращивания животных на свету и в темноте или разных видов зрительной стимуляции. На этом основывался мой собственный первый окольный подход к исследованию памяти, описанный в главе 3, когда я пытался выяснить, что происходит в зрительной коре крыс при первом воздействии света. Из того же исходило большинство других исследователей, изучавших эти вопросы на протяжении двух последних десятилетий. Зрительная система — очень привлекательная модель, так как ею сравнительно легко манипулировать: выращивать животных в темноте или при слабом освещении гораздо проще, чем в условиях изоляции от звуков или запахов. Однако некоторые исследователи пытались ограничить или регулировать воздействие других раздражителей, в частности обонятельных, изменяя «запаховую среду» для развивающихся животных. Технически это труднее, зато, вероятно, более биологично при работе с такими животными, как мыши или крысы, которые гораздо больше полагаются на обоняние, чем на зрение.

Эксперименты такого типа чаще всего проводят физиологи, а не биохимики. Объектом обычно служат котята, так как кошки широко пользуются зрением, а рождаются с сильно недоразвитыми мозгом и зрительной системой. Примерно первые три недели жизни до и после открытия глаз составляют «критический период» для развития зрительных проводящих путей. В шестидесятых годах Ричард Хелд и его сотрудники показали, что при содержании котят в этот период в полной темноте их зрительная система должным образом не развивается; котята видят, но не способны координировать свои движения, пользуясь зрением, обходить препятствия или различать глубину. Полная темнота не обязательна: сходный эффект, хотя и не столь выраженный, можно получить, надев на растущего котенка большой бумажный воротник, не позволяющий ему видеть собственное тело [3].

Как выяснилось, наряду с этими глубокими дефектами поведения отмечаются и нарушения в организации мозговых структур. Колин Блейкмор, работавший в Кембридже (а потом в Оксфорде), впервые показал, что если котят выращивать в условиях, где единственным сложным зрительным стимулом будет рисунок из вертикальных белых и черных полос, то зрительная кора приобретет повышенную чувствительность к вертикальным линиям, но практически не будет реагировать на горизонтальные. Иными словами, под влиянием сенсорного опыта в период развития котят характер связей в их зрительной системе изменяется таким образом, что количество клеток, реагирующих на часто воздействующие стимулы (вертикальные полосы) возрастает, а доля клеток, чувствительных к редким стимулам (горизонтальным полосам) уменьшается. В последующих экспериментах было использовано то обстоятельство, что большинство нейронов зрительной коры получает и реагирует на сигналы от обоих глаз, правого и левого. Если же во время критического периода мозг будет получать сигналы только от одного глаза (другой можно, например, закрыть кусочком пластыря), нейроны зрительной коры перестроятся так, что станут отвечать практически только на сигналы от открытого глаза. Такой подход применили для демонстрации выраженной способности зрительной системы к так называемой самоорганизации, зависимой от активности. Имеется в виду то, что отбор синапсов, которые будут закреплены или, наоборот, разрушены в процессе формирования зрительной системы, частично определяется сенсорным опытом животного. Это относится не только к зрительной, но и к другим сенсорным системам. (Среди наиболее изученных клеток мозговой коры — нейроны, получающие сигналы от «усов» — чувствительных щетинок на морде многих млекопитающих, особенно мышей и крыс). Клетки мозга, способные изменять свои свойства в процессе приспособления к особенностям окружающей среды, явно демонстрируют нечто весьма похожее на память, как мы ее определили выше [4].

Выработка условных реакций и ассоциационизм

Как бы то ни было, изучение феномена памяти в связи с проблемой пластичности и развития нервной системы — это скорее биологический, нежели психологический подход. В экспериментальной психологии первые попытки исследования памяти животных и их способности к научению обычно приписывают Павлову, хотя сам он много позаимствовал у своих предшественников — нейрофизиологов и психологов. По образованию Павлов не был психологом и вопросами научения заинтересовался довольно поздно, уже получив Нобелевскую премию за работы по пищеварению. Всем известно, что он ставил свои эксперименты на собаках, используя звонок в качестве сигнала о приближающемся кормлении. Павлов установил, что выделение слюны, которое обычно происходит, когда перед животным ставят пишу, можно вызвать и с помощью звукового сигнала. Собаки улавливают связь между звуком и последующей дачей корма, что приводит к изменению их поведения. Физиология Павлова была откровенно механистической, и он интерпретировал получаемые результаты весьма прямолинейно. Усадите кого-нибудь с ногой, закинутой на ногу, и слегка ударьте молоточком под коленную чашечку. Результатом будет быстрое подбрасывание ноги — движение вполне бессознательное и неконтролируемое. Нейрофизиологи XIX века, изучавшие жестко детерминированную цепь событий от сенсорного сигнала через нейроны головного или спинного мозга до двигательной реакции, назвали это явление рефлексом. Теория рефлексов для объяснения моторных функций нервной системы уже прочно утвердилась в нейрофизиологии к тому времени, когда Павлов приступил к своим опытам. Поэтому его интересовала реакция собак (слюноотделение на вкус и запах пищи) как фиксированный рефлекс нервной системы, встроенный в систему нейронных связей. Поскольку такой рефлекс проявляется «естественно», без вмешательства экспериментатора, Павлов назвал его безусловным рефлексом. При многократном сочетании кормления со звуком звонка (условным раздражителем) формировался новый рефлекс или нервный путь, который связывал восприятие звукового сигнала и реакцию слюноотделения. Этот рефлекс получил название условного.

Таким образом, существо павловского метода заключалось в сопряжении врожденной реакции с раздражителем, ранее с нею не связанным. В последующие тридцать лет Павлов, а затем и целые поколения его учеников продолжали исследовать природу новой связи 1)*. Они, в частности, выявили важнейшую роль временных отношений: если звонок раздавался после начала кормления или слишком задолго до него, собаки были не в состоянии уловить связь между двумя раздражителями. С другой стороны, удавалось формировать цепочки связей. Если, например, собака усвоила связь между звонками и кормлением, а перед звуковым сигналом включали еще световой, то в конце концов слюноотделение начиналось в ответ на один лишь световой стимул. Такого рода исследования позволили Павлову создать узко-механистическую общую теорию обучения на основе последовательностей («цепочек») условных рефлексов. Пытаясь объяснить более сложные познавательные процессы у человека («высшую нервную деятельность»), он развил в качестве продолжения своей рефлексологии идею о том, что помимо простых условных рефлексов, свойственных животным, у человека имеется «вторая сигнальная система» более высокого порядка. Экспериментальный метод и теоретические формулировки Павлова были с энтузиазмом восприняты большевистской властью. В двадцатые годы политические лидеры и философы коммунистической ориентации испытывали безграничный восторг перед наукой. Материалистический подход Павлова к проблемам психологии привлекал их возможностью исключить всякое участие «души» в мозговой деятельности, а присуждение ученому Нобелевской премии (1904 г.) расценивалось как факт международного признания русской и в дальнейшем советской науки. Ленин лично санкционировал строительство нового большого института, чтобы Павлов мог продолжать работу даже в тяжелейшее время гражданской войны и экономического кризиса в первые годы становления режима, хотя он до самой смерти в 1936 году отказывался вступить в партию или даже просто публично поддержать ее социальную и политическую программу.

*1) Во время моего последнего приезда в получивший свое прежнее название Санкт-Петербург я посетил институт, который теперь носит имя Павлова, и видел его превращенную в музей лабораторию. К немалому своему удивлению я обнаружил по соседству точно такую же действующую лабораторию, где до последних деталей воспроизводятся опыты Павлова с той лишь разницей, что кормление животных и регистрация слюноотделения производятся теперь с помощью компьютерных программ. Увы, это не демонстрационное воспроизведение классических экспериментов; это пример закамуфлированного под науку идолопоклонства.

Вопреки физиологической подготовке Павлова и его подчеркнутому материализму и даже узкому редукционизму в анализе поведения, он проявлял удивительное безразличие к изучению истинно нейрофизиологических процессов, которые могли бы иметь отношение к формированию рефлексов. Он довольствовался изучением феноменологии условных связей и построением абстрактных схем мозговых функций, возможно, лежащих в их основе. В десятилетия власти Сталина и его последователей изучение мозга и поведения в Советском Союзе было загнано в рамки ортодоксальной павловской теории, хотя появлялись новые поколения ученых, которые, отдавая дань бесспорным достижениям Павлова, стремились более свободно развивать теоретические исследования.

Среди наиболее крупных из этих ученых были Выготский, Лурия (чью книгу о Шершевском я уже упоминал), Анохин, С.Л. Рубинштейн и Бериташвили. Выготский умер молодым, а его весьма перспективный социально ориентированный подход к психологии был забыт в мрачные годы сталинизма (в конце тридцатых годов) и обрел новую жизнь только в шестидесятых. Остальные много лет работали, рискуя собственной безопасностью и преодолевая многочисленные трудности, и прожили достаточно долго, чтобы основать собственные научные школы и институты, которые и до сих пор занимают ведущее положение в нейрофизиологии в бывших республиках Советского Союза [5]. При всем скепсисе в отношении отдельных сторон павловского подхода я не могу не отметить важные результаты, полученные в это время советскими учеными в области нейропсихологии, хотя их зачастую игнорируют на Западе по причинам, изложенным в главе 12.

Начиная с двадцатых годов нынешнего столетия павловские условные рефлексы стали обычным предметом изучения и для западных психологов. Однако вскоре это направление сомкнулось с не менее сухим ортодоксальным учением одной из психологических школ США, представители которого называли себя бихевиористами.

Манифест бихевиоризма был провозглашен в 1913 году Джоном Б. Уотсоном. До того времени западная психология мало использовала экспериментальный подход; психологи больше занимались изысканиями в традициях Декарта и пытались понять феномен разума и сознания путем самонаблюдения (интроспекции). В противовес этому бихевиористы стремились полностью исключить из психологии интроспективный метод и само понятие сознания. Они интересовались только внешними, наблюдаемыми аспектами поведения; согласно бихевиористской доктрине, любые предположения о внутренних психических или мозговых процессах, не поддающихся наблюдению, ненаучны и могут быть только предметом веры.

Уотсон и его последователь Б. Ф. Скиннер утверждали, что новорожденный ребенок или детеныш — лишь физиологически полноценный организм, но с поведенческой точки зрения это tabula rasa — «чистая доска», на которой последующий опыт будет оставлять следы, определяющие все дальнейшее поведение. Они полностью сводили поведение к последовательности стимулов и реакций. Организмы на опыте узнают, за какими стимулами следуют приятные раздражители (вознаграждение, или положительное подкрепление), а за какими — неприятные (наказание, или отрицательное подкрепление), и у них вырабатываются соответственные реакции. Формальные термины положительное и отрицательное подкрепление — это элементы сознательной попытки бихевиоризма утвердить себя как абстрактную науку, язык которой не должен ассоциироваться с повседневным опытом. Отсюда следовало, что объекты эксперимента не только не мыслят, но и не «ведут себя», не действуют; вместо того они «выдают элементы поведения», или операнты. Идеальная наука, к которой стремились эти психологи, больше походила на физику, чем на биологию, и служила наглядным примером необыкновенной привлекательности такой весьма нетипичной науки для введенных в заблуждение завидующих представителей других наук.

Олдос Хаксли в своей антиутопии «Этот прекрасный новый мир» пародировал теорию Уотсона и Скиннера, описав выращенных в пробирке методами генной инженерии младенцев, специально сформированных для того или иного места в жизни. В романе Хаксли дети, обреченные стать чернорабочими, получали электрический удар, если пытались прикоснуться к цветам или книгам, что вырабатывало у них глубокое отвращение к чтению и к красотам природы.

Уотсон вскоре сменил карьеру ученого-теоретика на более прибыльное занятие рекламой, и Скиннеру, оставшемуся в Гарварде, пришлось нести дальше факел бихевиоризма, что он и делал на протяжении своей долгой жизни психолога-экспериментатора, советника по вопросам просвещения, философа и романиста, пока не скончался в 1990 году. Выбранный Скиннером путь привел к разработке теории, а потом и методов, которые вышли далеко за рамки павловских. При выработке павловских, или классических, условных рефлексов («классическом обусловливании») подопытные животные не действовали по собственной инициативе, а только реагировали на безусловные и условные раздражители, которые их обучали связывать между собой. Скиннер же помещал животных в такую ситуацию, где от них требовалось активное поведение, т. е. определенное воздействие на окружающую среду. При стандартной форме обучения, которую применяли бихевиористы, животное, например голодную крысу, помещают в ящик с педалью внутри. Когда крыса наступает на педаль — вначале случайно, — ей выдается порция корма, и вскоре она обучается делать это преднамеренно, чтобы получать пищу. Потом поведение животного можно «сформировать» (я опять прибегаю к терминологии Скиннера со всеми ее идеологическими полутонами) таким образом, что оно станет нажимать только на одну из нескольких педалей, нажимать ее строго определенное число раз или, скажем, только после включения света. По аналогии с павловским (классическим) обусловливанием и для отличия от него такое обучение называют инструментальным или оперантным обусловливанием. Очевидно, что здесь возможно множество вариантов: животное можно научить не только производить определенные действия, чтобы получить пищевое вознаграждение, но также выполнять сходные или совсем иные действия, чтобы избежать наказания, скажем, в форме легкого электрического удара (отрицательного подкрепления).

Подобно тому как классический метод стал ортодоксальным в Советском Союзе, поколения студентов-психологов в США и Великобритании (в значительно меньшей степени в других европейских странах) знакомились со своей наукой, наблюдая крыс в скиннеровских ящиках. Последователи Скиннера затратили тысячи человеко-лет, варьируя до мельчайших деталей условия обучения в таких опытах, сравнивая способности крыс, которые для получения корма должны были нажимать на рычаг не один, а несколько раз или повторно на протяжении заданного числа секунд, определяя, как долго животное продолжает нажимать на рычаг, если пища не появляется (затухание реакции). Увлекшись формализацией этих эффектов, сопоставляя разные схемы подкрепления, журналы бихевиористского толка заполняли свои страницы тривиальной феноменологией и перечнями якобы объективных фактов, характеризующих поведение крыс в ящиках; эти факты классифицировались так же тщательно, как марки фанатика-коллекционера, но были столь же далеки, как и при классическом подходе, от биологии и от науки о поведении в более широком контексте. Крысы Скиннера были пустыми черными ящиками, они воспринимали внешние сигналы и реагировали на них как жесткие схемы в компьютере. Как и Павлов, Скиннер был материалистом, стремившимся исключить сознание из своих психологических уравнений, и его материализм, как и у Павлова, был механистичным и редукционистским. Павлов хотя бы довольствовался самой наукой, оставляя ее приложение к проблемам социологии своим последователям, тогда как Скиннер не знал таких ограничений: по-видимому, он даже не замечал уместности пародии Хаксли и не уставал доказывать возможность искусственной психологической организации общества на основе своих теорий поведения и его формирования1.

Скиннер даже утверждал, будто дети обучаются говорить потому, что получают от старших поощрение за правильно произнесенные слова и наказание за ошибки. Эта теория была разгромлена лингвистом Ноамом Хомским в его знаменитой полемике со Скиннером. По мнению Хомского, язык и даже грамматика запрограммированы в «глубинной структуре» мозга, т. е. представляют один из аспектов того, что я называю специфичностью мозга. Подобно тому как в процессе развития глаз образует с мозгом связи, необходимые для упорядоченного зрения, так и речевые центры мозга, по Хомскому, формируют такие связи, какие нужны для создания упорядоченной грамматики. Следовательно, ребенок на период развития запрограммирован таким образом, что обучается говорить грамматически правильно, хотя сам язык, в котором действуют грамматические правила, формируется опытом — той языковой средой, в которой растет ребенок. Я не уверен, что Хомский именно так разъяснил бы свою мысль, но для меня она служит очень удачным примером соотношения специфичности и пластичности в ходе развития [7]. Теория Хомского, однако, недавно подверглась критике с позиций эволюционизма. См. М. Donald, The Origins of the Modern Mind, Harvard, 1991.

Скиннер еще больше, чем Павлов, выхолащивал из живых организмов биологическую сущность, превращая их в артефакты, роботы для психологических манипуляций и тренировок. Правда, «формируя» своих животных, Скиннер обнаружил, что иногда они вдруг ведут себя неожиданным образом. Изредка у них создаются ассоциации, не предусмотренные обучающим: например, животное может подходить к рычагу в определенном направлении или делать какое-то особое движение, прежде чем нажать на него. Скиннер считал такое поведение «предрассудком», результатом случайно возникшей побочной ассоциации, которая привела к ошибочному обобщению. Однако трудно было отрицать, что животные могут что-то узнавать об окружающем мире путем его исследования без специфической связи между особой формой поведения и соответствующим подкреплением — просто благодаря вниманию к происходящему вокруг него. Это можно было бы назвать случайным научением.

Столкновение с фактами реальной жизни животных стало источником чуть ли не замешательства в рядах бихевиористов (один психолог написал даже статью, которую — видимо, не вполне чувствуя иронию, — озаглавил «Недостойное поведение животных»). Так, например, крысы легко обучаются ориентироваться в лабиринте и различать запахи. Голуби, напротив, неважно различают запахи, а лабиринт для них построить трудно, хотя в принципе возможно. В то же время их легко обучить различению цветов и форм и с помощью пищевого подкрепления заставить клевать, например, световые пятнышки красного, а не зеленого цвета. Многие птицы, в том числе почтовые голуби, хотя и не могут ориентироваться в лабиринте, обладают феноменальной способностью строить внутренние карты окружающего мира, находить дорогу к пунктам, удаленным на тысячи миль, или запоминать места, в которых они гнездились или оставили запас корйа. Такие биологические ограничения на способность обучаться, несомненно, связаны с эволюционной историей тех же крыс и голубей, протекавшей в природных условиях. Крысы — ночные животные, они живут в подземных ходах и ориентируются по звукам, запахам и тактильным ощущениям в значительно большей степени, чем с помощью зрения. Птицы же исследуют мир, пользуясь глазами и клювом и не прибегая к обонянию, поэтому некоторые виды ассоциаций создаются у них гораздо легче, чем другие.

Мне потребовалось известное время, чтобы усвоить эту очевидную истину, а когда я узнал, как легко научить цыпленка не клевать повторно горькую бусину, я решил попытаться выработать ассоциацию между видом бусины и каким-то «посторонним» неприятным воздействием. Я задумал эксперимент, в котором всякий раз, когда цыпленок клевал сухую безвкусную бусину, через его ноги проходил слабый электрический ток. Но сколько бы раз клевание бусины ни сочеталось с ощущением от тока, цыпленок продолжал клевать — пожалуй, даже энергичнее, чем раньше, а иногда и несколько агрессивно. В естественных условиях цыплятам вряд ли приходится устанавливать связь между клеванием и болью в ноге, тогда как связь между клеванием и неприятным вкусом может встречаться довольно часто.


Разделы:Скорочтение - как читать быстрее | Онлайн тренинги по скорочтению. Пошаговый курс для освоения навыка быстрого чтения | Проговаривание слов и увеличение скорости чтения | Угол зрения - возможность научиться читать зиг-загом | Концентрация внимания - отключение посторонних шумов Медикаментозные усилители - как повысить концентрирующую способность мозга | Запоминание - Как читать, запоминать и не забывать | Курс скорочтения - для самых занятых | Статьи | Книги и программы для скачивания | Иностранный язык | Развитие памяти | Набор текстов десятью пальцами | Медикаментозное улучшение мозгов | Обратная связь