Научение и обучение у животных

Давайте посмотрим, чему же живые существа могут научиться самостоятельно и обучиться с помощью сородичей или человека.

Первое, чему многие животные вынуждены обучаться, – установление биологического потребностного значения окружающих их объектов, т.е. биологического смысла предметов (что есть мать, пища, опасность и т.д.). Этот процесс происходит в непосредственном физическом контакте с объектами, часто с помощью матери.

Например, после родов мать и детеныш должны запомнить друг друга: мать облизывает детеныша и запоминает его запах, а детеныш получает молоко от матери и запоминает запах, цвет и рисунок кожного покрова матери. Крестьяне знают, что если после отела позволить теленку получить молоко от коровы, то его от матери уже не отгонишь, а корова будет его защищать. А если сразу после отела убрать теленка и напоить молоком из ведра, то теленок к матери не подойдет.

Второе, чему обучаются живые существа, – выделение функционального значения объектов как ориентиров при поиске корма, дома, ухода от опасности и т.д. Опытные пчеловоды знают, что пчелы первый полет после зимовки совершают кругами над ульями и местом, где они стоят. Объяснил это поведение Н. Тинберген при исследовании такого же поведения ос (описание его эксперимента давалось в главе 3).

Пчелы, улетая на дальние для них расстояния от улья, ориентируются врожденным способом по углу направления полета к солнечным лучам, но, подлетая к месту, где находится улей, начинают ориентироваться по деревьям и постройкам, цвету дома, а затем цвету улья и его месту среди других ульев.

В многочисленных исследованиях было выявлено, что животные запоминают план того помещения, в которое их ненадолго помещают. Поэтому если кошка бродила без задачи в лабиринте, то при задаче пройти этот лабиринт за подкреплением (мясо) она это делает без ошибок за меньшее число попыток, чем кошка, ранее в лабиринте не бывавшая.

Это явление получило название "латентного обучения". В этих экспериментах выявилась еще одна замечательная особенность формирования образа среды, о которой мы уже говорили. Проводился эксперимент: в маленькую повозку сажали кошку, а вторая кошка везла эту повозку по лабиринту. Затем "активная кошка" при задаче пройти лабиринт, проходила его без ошибок быстрее, чем "кошка-пассажир". Это прямое свидетельство роли исследовательской активности субъекта в формировании образа среды и выделении ориентиров, помогающих в решении задачи.

Третье, чему учатся животные, – прогнозирование во времени события среды и опережение их в своих реакциях. Это ситуация классического условного рефлекса, когда животное, например, реагирует на звук слюноотделением, адекватным будущему подкреплению.

Четвертое умение, которому научаются живые существа, – оценка эффекта (результата) своей поведенческой активности. Собаки научаются убирать лапу по звонку, чтобы избежать удара током; рыбы в аквариуме научаются нажимать на педали холодной и теплой воды, чтобы регулировать температуру воды в аквариуме.

Пятое, чему учатся животные – исполнение различных двигательных актов (строительство гнезда, кормление детенышей, спаривание, ловля добычи и т.д.). Обычно в этих ситуациях "учителем" выступает мать, а также сородичи, если детеныши растут в сообществе (стадо, стая).

Так морской котик и выдра учат своих детенышей плавать и питаться в воде. Чомга учит своих птенцов ловить рыбу. Она выводит их на мелководье и, пуская перед ними слегка придушенную рыбу, заставляет их ловить ее, а затем показывает, как эту рыбу надо заглатывать и заставляет птенцов повторять эту процедуру за нею.

Иногда врожденное и приобретенное поведение входят в противоречие между собой.

Так, снегирь, выращенный в гнезде канарейки, поет затем нс свою песню, а песню канарейки. И птенцы этого снегиря затем ноют песню канарейки, хотя, если поместить яйцо снегиря в инкубатор, где птенец не слышит пения матери, он после рождения поет плохую, но песню снегиря.

Самцы и самки некоторых видов могут иметь разные возможности в выборе поведения.

Например, самцы кряквы и шилохвосток пытаются спариваться с самками другого вида, с которыми они вместе росли. Но самки этих видов спариваются только с самцами своего вида и отвергают самцов других видов, даже если они вместе росли.

На самом деле очень часто животным задается генотипом лишь "скелет", основа нужного поведения, достройка которого идет уже при жизни молодняка, т.е. природой предусмотрено дообучение видотипичному поведению. Каждая особь при жизни способна найти собственные способы и приемы поведения (индивидуальные находки), которые она использует в нетипичных ситуациях. Кроме того, мы знаем, что с помощью человека многих животных можно обучить необычному поведению, которое в их жизни без человека невозможно (например, дрессировка для цирковых номеров). Самой яркой характеристикой обучения в мире живых существ является его постепенность, через пробы старых способов и ошибки, выделение ошибочных ориентиров и замену их на правильные, что проявляется в так называемой кривой обучения (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Кривая обучения при выработке навыка

Видно, что кривая ошибок снижается не плавно, а представляет собой чередование спусков и подъемов с тенденцией к исключению ошибок. Это означает, что животные в этой ситуации не сразу открывают для себя связи между объектами, их свойствами (признаками) и успехом своего поведения. Лишь многократное совпадение признака объекта (ориентира) и успеха в поведении закрепляет успешное поведение или признак как ориентир успешного способа поведения. Есть данные, что животные при этом активно исследуют среду, проверяя возможные варианты ориентиров.

Так, если крыса должна найти один из отсеков с приманкой, расположенных вдоль длинного коридора, то вначале она проверяет отсеки и справа, и слева по коридору, а затем только с той стороны, где в отсеке находится подкрепление, причем постепенно поиски сосредоточиваются в районе этого отсека.

При выработке такого умения (навыка) закрепляется не сам двигательный акт – поворот направо или налево (хотя это тоже возможно), а ориентиры приманки. В простых опытах было показано, что в крестообразном лабиринте (рис. 6.2) крысы быстрее запоминают постоянное место приманки, чем награду за постоянный поворот (направо или налево), с какой бы стороны лабиринта крыса ни заходила. Это не значит, что животное не способно запоминать именно само движение. Речь идет только о том, что в естественных условиях обитания живые существа создают образ ситуации и ориентируются с его помощью.

Рис. 6.2. Опыт с крестообразным лабиринтом