Методы зоопсихология

МЕТОДЫ ЗООПСИХОЛОГИИ:

Как уже указывалось, материалистическая зоопсихология  исходит в своем научном поиске из того, что основой и источником психического отражения является у  животных их поведение, «животная практика». Качественное различие между последней и практикой человека заключается в том, что животные не поднимаются выше уровня общей приспособительной предметной деятельности, в то время как у человека решающее значение имеет недоступная животным высшая, продуктивная форма предметной деятельности – труд. Вместе с тем психологический анализ конкретных форм двигательной активности животных, структуры их действий, актов их поведения, направленных на отдельные компоненты среды, дает четкое представление о тех или иных психических качествах или процессах. 

Конкретно психологический  анализ поведения животного осуществляется зоопсихологом путем детального изучения движений подопытного животного  в ходе решения определенных задач. Эти задачи ставятся так, чтобы по движениям животного можно было с наибольшей точностью судить об изучаемом психическом качестве. Одновременно должны учитываться физиологическое состояние животного, внешние условия, при которых проводится опыт, и вообще все существенные факторы, способные оказать влияние на результат эксперимента. 

Важную роль играют в зоопсихологических исследованиях и наблюдения за поведением животного в естественных условиях. Здесь важно проследить изменения, наступающие в поведении животного при тех или иных изменениях в окружающей среде. Это позволяет судить как о внешних причинах психической деятельности, так и о приспособительных функциях последней. Как в лабораторных, так и в полевых условиях высокоразвитая наблюдательность исследователя является важнейшим залогом успеха его работы. 

Хотя изучение структуры поведения животного предполагает в первую очередь качественную оценку его активности, немалое значение имеют и точные количественные оценки в зоопсихологических исследованиях. Это относится к характеристике как поведения животного, так и внешних условий (параметров среды). 

Образцом умелого  сочетания наблюдения и эксперимента, количественного и качественного  анализа поведения животных может  служить научное творчество выдающегося  советского зоопсихолога Н. Н. Ладыгиной-Котс. Так, например, еще в 1917–1919 гг. она  изучала моторные навыки макака с помощью метода «проблемной клетки», т.е. экспериментальной установки, снабженной запирающими механизмами, которые животное должно было отомкнуть. Исследователей, которые до нее пользовались этим методом, по существу, интересовали лишь скорость решения задачи и «потолок» возможностей животного при последовательном усложнении экспериментальной ситуации. Ладыгина-Котс же воспользовалась «проблемной клеткой» с принципиально иной целью – с целью познания психики обезьяны, изучения ее двигательных и познавательных способностей. И поэтому в ходе эксперимента она следила не только за движением стрелки секундомера, но прежде всего за движениями рук подопытного животного, отдавая себе отчет в том, что именно эти движения непосредственно связаны с «душевной жизнью» обезьяны. 

Уже в те годы, будучи еще молодым ученым, Ладыгина-Котс искала проявления психического в особенностях двигательной активности животного, в  конкретных формах воздействия на окружающие его предметы. И в последующих  своих работах она убедительно показывала, что зоопсихолог должен изучать не столько то, что делает животное, сколько то, как оно это делает. Поэтому Ладыгина-Котс предостерегала об опасности ущемления двигательной активности исследуемого животного, ограничения его инициативы и искусственного навязывания определенных движений, так как это неизбежно приводит к искаженным или даже неверным выводам, а одновременно и к утрате ценнейших сведений о психических качествах животного. В связи с этим Ладыгина-Котс всегда относилась с должной осторожностью к результатам изучения психической деятельности животных в одних лишь условиях лабораторного эксперимента, четко видела границы возможностей его применения и дополняла собственные экспериментальные данные результатами наблюдений над свободным, не навязываемым животному поведением. 

Весьма важным моментом зоопсихологического исследования является также учет биологической  адекватности условий проведения опыта  и применяемой методики. Если опыт проводится без учета специфических особенностей биологии изучаемого вида и естественного поведения данного животного в экспериментально имитируемой жизненной ситуации, то результат исследования будет искаженным и легко может оказаться артефактом, что показывает хотя бы следующий пример. 

Почти в одно и то же время, в 1913–1914 гг., два выдающихся исследователя поведения животных К.Гесс и К.Фриш изучали способность  пчел к различению цветов. Гесс выпускал пчел в темном помещении, где они  могли лететь к двум источникам света  – разного цвета и различной светлоты. Применив различные сочетания, ученый установил, что пчелы всегда летят к более светлому источнику независимо от длины волны. Отсюда он заключил, что пчелы не различают цвета. 

Фриш же, по-иному  построив эксперимент, пришел к прямо  противоположному выводу. В его опытах пчелам предлагалось на свету выбирать цветные (например, желтые) куски бумаги среди белых, черных и серых различных оттенков, чем уравнивалась интенсивность окраски подкрепляемых цветных и неподкрепляемых ахроматических бумаг. Пчелы безошибочно находили подкрепляемые сиропом желтые (или других цветов) квадратики из бумаги независимо от светлоты и насыщенности их окраски, оставляя без внимания ахроматические листы. Тем самым способность пчел к цветоощущению была доказана. 

Ошибка Гесса  заключалась в том, что он ставил опыты в биологически неадекватных для пчел условиях – в темноте. В этих условиях не могут проявиться те формы поведения, в которых  цветоощущение играет какую-то роль, например при розыске кормовых объектов. Попав днем в темное помещение, пчела будет только искать выход из него. При этом она, естественно, устремится к более светлому отверстию независимо от цвета поступающих через него световых лучей. Таким образом, результаты, полученные Гессом, не могут свидетельствовать о наличии или отсутствии у пчел цветоощущения и поэтому не могут быть использованы для решения поставленного вопроса. 

Здесь наглядно обнаруживается тот факт, что реакции  животных на одни и те же внешние  стимулы могут быть весьма различными в разных жизненных ситуациях и функциональных сферах. В данном примере пчелы в одной ситуации реагируют на цвета, в другой нет. Более того, в одном случае (в сфере пищевого поведения) пчелы реагируют только на цвет, в другом же (в сфере защитного поведения) – только на интенсивность освещения, совершенно игнорируя цветовой компонент. Все это свидетельствует об исключительной сложности экспериментального зоопсихологического исследования и важности создания биологически адекватных условий проведения опытов. 

Конкретные методы зоопсихологических экспериментальных исследований отличаются большим разнообразием, хотя все они, как уже говорилось, сводятся к постановке перед животным определенных задач. Приведем лишь несколько основных методов. 

Метод «лабиринта». Подопытному животному ставится задача нахождения пути к определенной, непосредственно не воспринимаемой им «цели», которой является чаще всего пищевая приманка, но может быть и убежище («дом») или другие благоприятные условия. При отклонении от правильного пути в отдельных случаях может применяться наказание животного. В простейшем виде лабиринт имеет вид Т-образного коридора или трубки. В этом случае при повороте в одну сторону животное получает награду, при повороте в другую его оставляют без награды или даже наказывают. Более сложные лабиринты слагаются из разных комбинаций Т-образных (или им подобных) элементов и тупиков, заход в которые расценивается как ошибки животного (рис, 1). Результаты прохождения животным лабиринта определяются, как правило, по скорости достижения «цели» и по количеству допущенных ошибок. 

Метод «лабиринта»  позволяет изучать как вопросы, связанные непосредственно со способностью животных к научению (к выработке  двигательных навыков), так и вопросы  пространственной ориентации, в частности роль кожно-мышечной и других форм чувствительности, памяти, способности к переносу двигательных навыков в новые условия, к формированию чувственных обобщений и др. 

Рис. 1. Лабиринты: а – план первого лабиринта, применявшегося в зоопсихологических исследованиях (лабиринт Смолла); б – лабиринт из «мостиков» 

Большинство перечисленных  вопросов изучается также методом  «обходного пути». В этом случае животному  приходится для достижения «цели» обойти одну или несколько преград (рис. 2). В отличие от метода «лабиринта» животное в данном случае непосредственно воспринимает объект (приманку), на который направлены его действия уже в начале опыта. Учитываются и оцениваются скорость и траектория передвижения при поиске обходного пути вокруг преграды. В несколько измененном виде Л. В. Крушинский использовал метод «обходного пути» для изучения способности разных животных к экстраполяции. (Эти эксперименты будут описаны ниже.) 

Рис. 2. Постановка опытов по методу «обходного пути» (по Фишелю) 
 
 

Рис. 3. а – аппарат Йеркса для изучения оптического различения у мелких животных; б – экспериментальное приспособление для изучения цветоразличения у рыб; прикорм находится только в кормушке определенного цвета (опыты Фишеля) 

Дифференцировочная  дрессировка направлена на выявление способности подопытного животного к различению одновременно или последовательно предъявляемых объектов и их признаков (рис. 3). Выбор животным одного из попарно (или в большем числе) предъявляемых объектов вознаграждается (положительная дрессировка), в других случаях одновременно с подкреплением правильного выбора наказывается неправильный (положительно-отрицательная дрессировка). Последовательно уменьшая различия между признаками объектов (например, их размеры), можно выявить пределы различения (дифференцировки). Таким образом, можно получить сведения, характеризующие, например, особенности зрения у изучаемого вида животных (его остроту, цветоощущение, восприятие величин и форм и т.п.). 

Этим же методом  изучаются процессы формирования навыков (в частности, на различные сочетания раздражителей), память животных (путем проверки сохранения результатов дрессировки спустя определенный промежуток времени), способность к обобщению. В последнем случае, как правило, постепенно увеличивают несходство последовательно предъявляемых объектов (фигур), выявляя способность животного ориентироваться по отдельным общим признакам этих объектов. 

Вариантом дифференцировочной дрессировки, применимым лишь к высшим животным, является метод «выбора  на образец». Животному предлагается произвести выбор среди ряда объектов, руководствуясь образцом, который показывается ему непосредственно экспериментатором или в специальном аппарате. Правильный выбор подкрепляется. Этот метод применяется преимущественно также для изучения сенсорной сферы животных. 

Метод «проблемной  клетки» (ящика). Перед животным ставится задача или открыть для себя выход  из клетки, приводя в действие различные  приспособления (рычаги, педали, затворы  и т.п.), или же, наоборот, проникнуть в клетку, где находится подкорм, отмыкая запирающие устройства. Иногда применяются и небольшие ящики или шкатулки с затворами, отмыкание которых дает подопытному животному доступ к корму. При более сложной постановке эксперимента все механизмы и устройства действуют лишь в строго определенной последовательности, которая должна усваиваться и запоминаться животным. Этим методом исследуются сложные формы научения и моторные элементы интеллектуального поведения животных. Особенно удобно применять этот метод, естественно, для изучения животных с развитыми хватательными конечностями – крыс, енотов, обезьян и др. Это относится и к постановке экспериментов, в которых животным приходится пользоваться орудиями для достижения прикорма. Эти эксперименты также служат преимущественно для выявления высших психических способностей животных. 

Элементы орудийных  действий отчетливо выступают уже  в опытах с применением привязанной  к веревке приманки; животное может  овладеть- кормовым объектом, лишь притянув его за веревку к себе. Усложняя ситуацию различными сочетаниями веревок и варьируя их взаимное расположение, можно получить ценные данные не только об эффекторных, но и о сенсорных (зрительных и осязательных) компонентах интеллекта животных. 

Чаще всего  в качестве орудия в экспериментах применяются палки (простые или составные), с помощью которых животные (обычно обезьяны) могут придвинуть к себе или сбить кормовой объект. Широко применяются в опытах с обезьянами (особенно человекообразными) ящики и другие предметы, из которых они должны соорудить «пирамиды» для доставания высоко подвешенного плода. И в этом случае наибольшее значение имеет анализ структуры предметной деятельности животного в ходе решения задачи. 

Наряду с такими более или менее сложными экспериментами большую роль играет в зоопсихологических исследованиях анализ обычного, неподкрепляемого манипулирования различными предметами. Такие исследования позволяют судить об эффекторных способностях животных, их ориентировочно-исследовательской деятельности, игровом поведении, способностях к анализу и синтезу и др., а также проливают свет на предысторию трудовой деятельности человека. 

Во всех зоопсихологических исследованиях широко применяется  фото- и киносъемка, звукозапись  и другие средства фиксации поведения  животных. Однако никакие технические средства не могут заменить зоркий глаз исследователя и живой человеческий ум, от которых в первую очередь зависит успех в работе с животными. 
 
 
 

Экспериментальное изучение орудийной деятельности у  шимпанзе (опыты Ладыгиной-Котс). Некоторые предметы, предъявленные обезьяне (ветка, палка, обмотанная веревкой, изогнутая и спиралевидно закрученная проволока, проволочная сетка, кусок плетеной корзины) 

В этих опытах также  четко выступает двухфазность интеллектуального  действия: приготовление орудия – первая, подготовительная фаза, доставание приманки с помощью орудия – вторая фаза. Первая фаза вне связи со следующей фазой лишена какого бы то ни было биологического смысла. Вторая фаза – фаза осуществления деятельности – в целом направлена на удовлетворение определенной биологической потребности животного (в описанных опытах – пищевой). 

По Леонтьеву, первая, подготовительная фаза побуждается  не самим предметом (например, палкой), на который она направлена, а объективным  отношением палки к приманке. Реакция на это отношение и есть подготовка второй фазы, фазы осуществления, которая направлена на объект («цель»), побуждающий всю деятельность животного. Вторая фаза включает, таким образом, в себя определенную операцию, закрепляемую в виде навыка. 

Большое значение как один из критериев интеллектуального  поведения имеет и то обстоятельство, что при решении задачи животное пользуется не одним стереотипно  выполняемым способом, а пробует  разные способы, которые являются результатом  ранее накопленного опыта. Следовательно, вместо проб различных движений, как это имеет место при неинтеллектуальных действиях, при интеллектуальном поведении имеют место пробы различных операций, что позволяет решить одну и ту же задачу различными способами. Перенос и, пробы различных операций при решении сложной задачи находят у обезьян свое выражение, в частности, в том, что они практически никогда не пользуются орудиями совершенно одинаковым образом. 

Таким образом, при интеллектуальном поведении  мы имеем дело с переносом операции, причем этот перенос не требует, чтобы новая задача была непосредственно сходной с прежней. Операция, как отмечает Леонтьев, перестает быть неподвижно связанной с деятельностью, отвечающей определенной задаче. И здесь мы можем проследить преемственность от сложных навыков. 

Поскольку интеллектуальное поведение животных характеризуется  отражением не просто предметных компонентов  среды, а отношений между ними, здесь осуществляется и перенос  операции не только по принципу сходства вещей (например, преград), с которыми была связана данная операция, но и по принципу сходства отношений, связей вещей, которым она отвечает. 

Формы мышления 

На основе многолетних  экспериментальных исследований Ладыгина-Котс пришла к выводу, что мышление животных имеет всегда конкретный чувственно-двигательный характер, что это мышление в действии, причем эти действия являются всегда предметно-отнесенными. Такое мышление в действиях, по Ладыгиной-Котс, представляет собой практический анализ и синтез, который при орудийной деятельности осуществляется в ходе непосредственного обращения с объектами, в ходе их обследования, обработки и применения. Но при этом не исключаются, а, наоборот, играют большую роль те обобщенные зрительные представления, о которых шла речь выше. 

В соответствии с этим Ладыгина-Котс считает возможным выделить две различные по сложности и глубине формы мышления (правда, только у человекообразных обезьян). 

Первая форма  характеризуется установлением  связей раздражителей (предметов или  явлений), непосредственно воспринимаемых животным в ходе его деятельности. Это анализ и синтез в наглядно обозреваемой ситуации. Примером может служить выбор обезьяной предметов, пригодных для употребления в качестве орудия, с учетом их величины, плотности, формы и т.д. 

Вторая форма характеризуется установлением связей между непосредственно воспринимаемыми раздражителями и представлениями (зрительными следами). Так, в описанных опытах, в которых шимпанзе приходилось выталкивать лакомство из трубы с помощью орудия, мыслительные операции такого типа проявлялись в изготовлении орудия, например в распутывании клубка проволоки и ее выпрямлении. Особенно убедительным доказательством существования этой высшей формы мышления является опыт, при котором обезьяне вместе с трубой давалась дощечка значительно более широкая, чем диаметр трубы. Шимпанзе оказался в состоянии совершенно самостоятельно отчленять от доски узкие лучины и использовать их в качестве орудия для выталкивания приманки из трубы. 

Подобное поведение  обезьяны можно здесь объяснить только тем, что у нее в ходе предыдущей деятельности сформировалось обобщенное зрительное представление о предмете типа палки (но только в ситуации данной задачи). Решающая роль предшествующего опыта в формировании подобных зрительных "представлений достаточно четко выступает в этой же серии экспериментов. Ведь еще до решения описанной задачи обезьяна накапливала опыт по «доработке» весьма различных предметов, среди которых были и фигурные дощечки (рис. 46), превращение которых в пригодные для решения задачи орудия было для шимпанзе делом не более трудным, чем обламывание боковых побегов ветки (рис. 45). Вместе с тем изготовление орудия из такой фигурной дощечки требует отщепления части ее в продольном направлении. Подобные действия и накапливаемый при этом опыт и подготовили обезьяну к решению задачи с широкой дощечкой, которая ей давалась в одном из следующих экспериментов. 

На основе установления связи обобщенного зрительного  представления о необходимом  предмете (типа палки) с непосредственным восприятием второго предмета (трубы), также данного в конкретной ситуации опыта, обезьяна сумела вычленить (по воображаемой линии!) часть из целого – лучину из доски, причем таким образом, что она оказалась пригодной служить орудием для выталкивания приманки. 
 
 

Рис. 46. Фигурные доски с расширениями на концах или  в середине, предлагавшиеся шимпанзе в опытах Ладыгиной-Котс. 

Таким образом, шимпанзе в состоянии мысленно разлагать  целые объекты на детали, равно  как и сложные фигуры – на их составные части. Как уже указывалось, ведущую роль в поведении, и в частности в интеллектуальных действиях обезьян играют их руки, тактильно-кинестетическая чувствительность руки. И. П. Павлов говорил поэтому с полным основанием о «ручном мышлении» обезьян. Сочетание тактильно-кинестетической чувствительности со зрением дает обезьяне большие преимущества для установления пространственно-временных связей для практического анализа и синтеза. Именно это существенное расширение и углубление сенсорной сферы легло у обезьян в основу того, что И. П. Павлов обозначил как «улавливание постоянной связи между вещами» (или «нормальной связи вещей»).* 
 

На основе экспериментальных  данных Торндайк сформулировал пяд  законов поведения при решении  животным задач, основанном на «пробах  и ошибках». Эти законы долгое время служили важной теоретической базой экспериментальной психологии. 

Своими работами Торндайк положил начало объективному изучению поведения. Введенные им в  практику лабораторного исследования методы (в том числе и метод  «проблемных ящиков») позволяли количественно оценивать ход процесса научения. Торндайк первым ввел графическое изображение успешности выработки навыка — «кривую научения» (см. рис. 3. 4Б). 

Переход к строгой  количественной оценке действий подопытного  животного сделал Торндайка основоположником экспериментальной психологии животных. Он был первым, кто сопоставил скорость обучения у представителей разных таксономических групп (позвоночных и беспозвоночных). Его данные впервые свидетельствовали, что в целом скорость формирования простых навыков у всех млекопитающих приблизительно одинакова, хотя обезьяны обучаются несколько быстрее других животных. Этот факт впоследствии был многократно подтвержден (Воронин, 1984) и оказал важное влияние на выбор объектов и направлений будущих исследований. Предполагалось, что коль скоро все позвоночные обучаются приблизительно одинаково быстро, то, по-видимому, закономерности и механизмы этого процесса целесообразно изучать на более доступных лабораторных животных — крысах и голубях. Многие десятилетия они были основными объектами экспериментов, которые именовались «сравнительными», хотя на самом деле таковыми не являлись. Закономерности, обнаруженные при анализе процесса обучения у крыс и голубей, исследователи переносили на всех представителей классов млекопитающих и птиц в Целом. В следующих главах мы приведем примеры того, что во многих случаях такой перенос совершенно неправомерен. 

Работы Торндайка  впервые позволили экспериментально разде--"ить различные формы  индивидуально приспособительного поведе-"ия. Первоначально предполагалось, что поведение животного в «проблемном ящике» будет служить демонстрацией разумного решения задачи. 

Торндайк показал, что в основе этого поведения  лежит более простой процесс  — обучение методом «проб и  ошибок». 

11 

 Таким образом,  вклад Э. Торндайка в экспериментальную  психологию состоит в следующем: 

* он одним  из первых разработал метод  изучения поведения в эксперименте, который надолго вошел в научный  обиход; 

* сформулировал  законы обучения, ввел количественные оценки этого процесса и способ его графического отображения; 

* впервые дал  сравнительную характеристику способности  к обучению животных разных  видов; 

* показал, что  в основе поведения, которое  можно расценить как проявление  разума, во многих случаях лежат другие, более простые по своей природе процессы; 

• благодаря исследованиям Торндайка успешно  развиваются современные направления  экспериментальной сравнительной  психологии.

3.4.5 Обучение  «выбору по образцу» 

«Выбор по образцу» — один из видов когнитивной деятельности, также основанный на формировании у животного внутренних представлений о среде. Однако в отличие от обучения в лабиринтах этот экспериментальный подход связан с обработкой информации не о пространственных признаках, а о соотношениях между стимулами — наличии сходства или отличия между ними. 

Метод «выбора  по образцу» был введен в начале XX в. И. Н. Ладыгиной-Коте и с тех  пор широко используется в психологии и физиологии. Он состоит в том, что животному демонстрируют  стимул-образец и два или несколько стимулов для сопоставления с ним, подкрепляя выбор того, который соответствует образцу. Существует несколько вариантов «выбора по образцу»: 

* выбор из  двух стимулов — альтернативный', 

* выбор из  нескольких стимулов — множественный; 

* отставленный выбор — подбор «пары» предъявленному стимулу животное производит в отсутствие образца, ориентируясь не на реальный стимул, а на его мысленный образ, на представление о нем. 

Когда животное выбирает нужный стимул, оно получаст подкрепление. После упрочения реакции стимулы начинают варьировать, проверяя, насколько прочно животное усвоило правила выбора. Следует подчеркнуть, что речь идет не о простой выработке связи между определенным стимулом и реакцией, а о процессе формирования правила выбора, основанного на представлении о соотношении образца и одного из стимулов. 

Успешное решение  задачи при отставленном выборе также  заставляет рассматривать данный тест как способ оценки когнитивных функций  мозга и использовать его для  изучения свойов и механизмов памяти. 

Используются  в основном две разновидности  этого метода: 

* выбор по  признаку сходства (соответствия) с  образцом (matching to sample); 

* выбор по  признаку отличия (несоответствия) от образца (oddity problem, non-matching to sample). 

Отдельно надо отметить так называемый символьный, или знаковый, выбор по образцу (symbolic matching, arbitrary matching). В этом случае животное обучают выбирать стимул А при предъявлении стимула Х и стимул В — при предъявлении Y в качестве образца. При этом стимулы А и X, В и Y не должны иметь ничего общего между собой. В обучении по этой методике на первых порах существенную роль играют чисто ассоциативные процессы — заучивание правта «если. ., то...». 

102 

. «Выбор по  образцу». Опыт с шимпанзе (фото  Н. Н. Ладыгиной-Котс). 

Первоначально опыт ставился так: экспериментатор  показывал обезьяне какой-либо предмет (образец), а она должна была выбрать  такой же из других предлагаемых ей двух или более предметов (рис. 3.13). Затем на смену прямому контакту с животным, когда экспериментатор держал в руках стимул-образец и забирал из рук обезьяны выбранный ею стимул, пришли современные экспериментальные установки, в том числе и автоматизированные, полностью разделившие животное и экспериментатора. В последние годы для этой цели используют компьютеры с монитором, чувствительным к прикосновению, а правильно выбранный стимул автоматически перемещается по экрану и останавливается рядом с образцом. 

Голубей и крыс обучают выбору по образцу в камере Скипнера (см рис 3 6) На диск, расположенный  в центре, проецируется образец, на боковые диски — стимулы для  сравнения В качестве стимулов испотьзуется, как правило, подсвет дисков разными  цветами Животное осуществляет выбор путем клева-пня одного из боковых дисков (голубь) или нажатия на него мордой или лапои (крыса)