загрузка...

Истоки мышления и сознания

  • 03.07.2010 / Просмотров: 4907
    //Тэги: эволюция   мозг   животные   Гордон  

    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.

загрузка...







загрузка...

Для хранения и проигрывания видео используется сторонний видеохостинг, в основном rutube.ru. Поэтому администрация сайта не может контролировать скорость его работы и рекламу в видео. Если у вас тормозит онлайн-видео, нажмите паузу, дождитесь, пока серая полоска загрузки содержимого уедет на некоторое расстояние вправо, после чего нажмите "старт". У вас начнётся проигрывание уже скачанного куска видео. Подробнее

Если вам пишется, что видео заблокировано, кликните по ролику - вы попадёте на сайт видеохостинга, где сможете посмотреть этот же ролик. Если вам пишется что ролик удалён, напишите нам в комментариях об этом.


Участники


Зоя Александровна Зорина — доктор биологических наук, заведующая лабораторией физиологии и генетики поведения кафедры ВНД биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова

Анна Анатольевна Смирнова — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова

Зоя Зорина. Поиск биологических истоков мышле-
ния и сознания человека – тема вечная и многогран-
ная. В конечном итоге к ее анализу так или иначе при-
частны самые разные направления и биологии, и пси-
хологии. Взгляды на эту проблемы зачастую оказыва-
лись полярно противоположны, но наука конца ХХ ве-
ка 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, пре-
жде всего, многочисленные традиционные лаборатор-
ные эксперименты, но есть и совершенно особые дан-
ные. Речь идет о том, что американские ученые в те-
чение почти 30 лет обучают обезьян простым анало-
гам языка человека, и оказалось, что шимпанзе и го-
риллы общаются с человеком (а иногда и друг с дру-
гом) 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 глубо-
ко уходят эти корни в наше прошлое, и на каких ветвях
и на каких этапах филогенеза появлялись поведенче-
ские признаки, которые можно рассматривать как хо-
тя бы какой-то прообраз мышления человека. Прежде
чем к этому переходить, давайте договоримся, что мы
говорим только о конкретных четких вещах. Мы гово-
рим, что мышление это обобщенное, опосредованное
отражение действительности, связанное с оперирова-
нием символами, что мышление способствует улавли-
ванию и познанию основных законов окружающего ми-
ра и принятию на этой основе решения в новых ситуа-
циях. 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 ре-
шения. То есть привычного, сформированного за счет
обучения, или же инстинктивного. И это тоже ключе-
вой момент, это определение можно конструктивно ис-
пользовать для планирования экспериментов на жи-
вотных.
С другой стороны, Н.Н. Ладыгина-Котс, основатель-
ница отечественной зоопсихологии, писала еще в 20-е
годы, что, говоря о мышлении животных, не нужно сме-
шивать такие понятия, как ум, разум, рассудок, нужно
четко говорить о логическом мышлении, которое осно-
вано на процессах абстрагирования, построения поня-
тий и которое выражается в формировании умозаклю-
чений, 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 абстра-
гированию, а у высших животных – к оперированию
символами.
Оглядываясь на развитие исследований в 20 веке,
можно констатировать, что за исключением рыб и ам-
фибий, у представителей трех других классов позво-
ночных, у рептилий, млекопитающих и птиц, в той или
в иной степени обнаружены хотя бы самые примитив-
ные, но все-таки зачатки мышления. Зачатки той или
иной способности с первого же раза правильно отве-
чать в ситуации, для которой у них нет «готового ре-
шения». Наиболее просты эти зачатки, естественно, у
примитивных животных. А чем более развит предста-
витель класса млекопитающих или птиц, чем сложнее
его мозг, тем большим спектром подобных способно-
стей он обладает.
Александр Гордон. А у рыб и амфибий не искали или не нашли?
Зоя Зорина. Искали, но не нашли. Искали очень пристально.
И проиллюстрировать вот это положение, что пусть са-
мые примитивные задатки мышления появляются не-
зависимо в разных группах, относящихся к разным ве-
твям эволюции, можно на разных примерах. Мы будем
сегодня говорить о птицах. И выбор этот интересен хо-
тя бы потому, что мозг птиц – это особая структура, ко-
торая 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 совре-
менных 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 разви-
тия – то, что мозг птиц устроен совершенно по-друго-
му, чем у млекопитающих. У птиц нет новой коры, а с
этой структурой связывают высшую психическую дея-
тельность человека и высших млекопитающих. Неко-
торое 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 ме-
тодов где-то уже к 60-ым годам ХХ века стало очевид-
ным, что птицы обладают в принципе всеми необхо-
димыми системами для приема, проведения и пере-
работки 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 мы-
шления.
Надо сказать, что высшие представители класса
птиц с наиболее крупным и сложно организованным
мозгом образуют три семейства – совы, попугаи и вра-
новые. На совах вообще никто никогда не работал.
Попугаев, как ни странно, изучают очень мало. Един-
ственное исключение – американский психолог Ирен
Пепперберг, которая уже около 30 лет изучает когни-
тивные 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, благо-
даря обращению к этому объекту, открывалась некая
новая страница в наших знаниях о поведении живот-
ных вообще.
В частности, К. Лоренц в своей первой работе по со-
циальному поведению животных, «Компаньон в мире
птиц», написанной в начале 30-х годов ХХ века, опи-
рался на свои наблюдения за поведением галок. А его
коллега О. Келер в конце 30-х годов впервые устано-
вил, что к обобщению способны не только шимпан-
зе, но и другие, не столь высокоорганизованные по-
звоночные. И объектом его исследований были глав-
ным образом врановые, а также попугаи. А когда в 60-
е годы в Московском университете была организова-
на наша лаборатория, Лаборатория физиологии гене-
тики и поведения, то одним из первых объектов экспе-
риментов оказались вороны. Именно у них создатель
нашей лаборатории, выдающийся специалист по пове-
дению животных, ныне покойный, Леонид Викторович
Крушинский, пытался отыскать зачатки мышления.
Постановка исследований в лаборатории Леонида
Викторовича базировалась на четкой физиологиче-
ской основе. Он пытался разработать универсальные
методики, которые позволяли бы применять сравни-
тельный метод и предлагать задачи разным живот-
ным, представителям разных таксономических групп.
Его методики позволяли не просто описывать поведе-
ние животного при решении задачи, но дать ему од-
нозначную количественную оценку. Это были широкие
сравнительные исследования – около 30 видов живот-
ных было обследовано уже где-то к середине 70-х го-
дов.
Леонид Викторович разработал несколько элемен-
тарных логических задач. Первая из них наиболее по-
пулярна, это так называемая задача на экстраполяцию
направления движения раздражителя, который исче-
зает из поля зрения птицы. Как показано на слайде, го-
лодные 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 возни-
кает новая ситуация, которую надо разрешить при пер-
вом же предъявлении. Животное должно проэкстрапо-
лировать, 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 полу-
чена широкая сравнительная характеристика способ-
ности элементарной рассудочной деятельности живот-
ных. Не останавливаясь на подробностях, можно ска-
зать следующее. В таблице звездочками отмечены те
группы животных, которые достоверно чаще выбира-
ют правильное направление движение корма. Таблица
показывает, что наибольших успехов достигают хищ-
ные млекопитающие и дельфины. А вот грызуны и кро-
лики решают эту задачу слабовато. Принципиально от-
метить, 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 логиче-
ской задачи, представлена у широкого спектра видов
позвоночных. Она есть даже у рептилий, хотя и в сла-
бой форме.
С другой стороны – способность к решению этой за-
дачи у высших представителей класса птиц развита
так же, как у хищных млекопитающих.
Такова была первая прикидка, сделанная с помо-
щью этого метода. Но одна методика – это одна мето-
дика. А для того чтобы дать действительно более или
менее полную оценку уровня мышления животных, ну-
жен спектр тестов. И имеющиеся у нас сейчас харак-
теристики, это результат применения большого числа
тестов. Можно упомянуть, что есть еще одна задача,
более сложная, в которой животное должно предста-
влять, что объемная приманка может быть спрятана
только в объемную фигуру, а не в плоскую, и искать
ее нужно только в объемной фигуре. Такую задачу ре-
шают только обезьяны, дельфины и медведи. Хищные
млекопитающие с ней уже не справляются. А вот вра-
новые 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 дру-
гих исследований, о которых сейчас у нас нет време-
ни говорить, показывает, что способность к этой сторо-
не мышления, то есть к решению новых задач в новой
ситуации, во-первых, появляются у достаточно прими-
тивных животных, начиная с рептилий. Она присут-
ствует у многих млекопитающих, даже довольно при-
митивных. Однако уровень этих способностей тем вы-
ше, 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 парал-
лельно. Причем врановые птицы по многим показате-
лям достигают весьма высокого уровня – дельфинов и
низших узконосых обезьян.
В этой связи невольно приходит на ум общераспро-
страненное представление о сообразительности этих
птиц, которое сложилось в результате наблюдений за
их поведением. Например, есть достаточное число
свидетельств того, что врановые могут применять не-
кие посторонние предметы для добывания недоступ-
ного корма, когда, так сказать, видит око, да зуб ней-
мет. Видимые, но недоступные приманки. Известно,
как голодная сойка в одной из американских лаборато-
рий 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 подка-
тывает лежащий далеко за решеткой банан! Этот и по-
добные факты очень важны, потому что одно из важ-
нейших проявлений мышления животных, это способ-
ность к изготовлению и применению орудий, которая
широко изучается на приматах.
Есть и более современные, более показательные
данные. Сейчас в Кембридже исследуют новокаледон-
скую ворону, вид-эндемик, который в природе добыва-
ет пищу, регулярно изготовляя и применяя орудия раз-
ной формы. По-видимому, у такого поведения есть ге-
нетическая основа. Это один из характерных для дан-
ного вида инстинктов. Но что будет, если такая птица
попадает в совершенно новую ситуацию? Двух выра-
щенных в неволе, в изоляции от сородичей птиц, при-
везли в лабораторию и предложили им решить новую
для них задачу. Экспериментальная установка пред-
ставляла собой прозрачный цилиндр, на дно которого
помещали ведерко с кормом. Рядом выкладывали па-
лочки, короткие и длинные, прямые и изогнутые. Так
вот птицы в достоверном большинстве случаев выби-
рали крючок, чтобы подцепить ведерку за ручку и до-
стать из этого цилиндра.
И однажды возникла совершенно неожиданная си-
туация, когда среди предложенных для выбора инстру-
ментов не оказалось крючка. И тогда одна из ворон по
кличке Бетти, схватила проволочку, заклинила ее в ще-
ли стола, загнула, сделала крючок и поддела это самое
пресловутое ведерко.
Сейчас эта лаборатория собирается подробно из-
учать 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 но-
вых задач в новых ситуациях. И у врановых птиц, на-
ших очень далеких и сомнительных родственников,
она представлена достаточно выразительно и, в об-
щем, во многом не хуже, чем у обезьян.
Но существует другая сторона вопроса. Другая сто-
рона мышления и, соответственно, другие экспери-
менты, которые изучают способности к обобщению и
абстрагированию. Под обобщением понимается спо-
собность мысленно объединять различные предметы,
стимулы, события по общим для них и наиболее суще-
ственным признакам. И эта способность – основа че-
ловеческого мышления. Она лежит в основе челове-
ческого абстрактного мышления и использования сим-
волов, т.е. в основе речи. Поэтому вполне очевидна
роль изучения этой стороны мышления животных, ко-
гда речь идет о попытках найти биологические истоки
мышления человека.
Исследования такие весьма многообразны. Как все-
гда, все начиналось с приматов. И показано, что спо-
собность приматов, особенно человекообразных, к об-
общению и к абстрагированию чрезвычайно высока и
достигает так называемого уровня довербальных по-
нятий. То есть животные, обобщив некие стимулы по
общему для них существенному признаку, могут пере-
носить выработанную реакцию на совершенно новые
стимулы, применять это обобщение к стимулам друго-
го 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 вы-
бора, допустим, стимулы с разной штриховкой, то в
этой ситуации только высшие, наиболее продвинутые
животные выбирают по сходству и эти ранее незнако-
мые им стимулы другой категории.
Причем опять-таки способность к элементарному
обобщению на допонятийном уровне, без этого пере-
хода через категории, представлена не только у выс-
ших животных, но и у достаточно примитивно органи-
зованных. Во-первых, в нашей лаборатории, я уже об
этом говорила, у черепах обнаружена способность к
обобщению и к переносу выработанного навыка в но-
вые ситуации. Способность к примитивному обобще-
нию есть даже у голубей, которые не решают ни одну
из упомянутых нами элементарных логических задач.
Но после безумных сотен и тысяч сочетаний они ка-
ким-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 пер-
вой серии их обучали, используя разные пары карто-
чек, где число стимулов было от 1 до 12, и давали при-
манку за выбор карточки, на которой число элемен-
тов больше. Вороны усвоили правило выбора доволь-
но быстро, несмотря на то, что каждый раз им пред-
лагали новую пару. А потом мы применили новые кар-
точки: от 10 до 20, а потом и до 25. И во всех этих
случаях вороны достоверно демонстрировали способ-
ность выбирать стимул, содержащий большее число
элементов.
Эти данные, а также некоторые другие, дали нам
возможность перейти к исследованию наиболее слож-
ной стороны мышления животных, попытаться поис-
кать у этих наших совсем неродственников способ-
ность к символизации. То есть поискать у них способ-
ность связывать некое, сформированное ими обобще-
ние 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 обра-
тились к модели счета.
Анна Анатольевна меня поправит, потому что сло-
во «счет» мы употребляем в очень примитивном, что
ли, грубо популяризаторском смысле, потому что на
самом деле это вещь тонкая, и здесь нужно очень точ-
но расставлять акценты.
Анна Смирнова. Термин «счет», как и многие дру-
гие, пришли в сравнительную психологию из психоло-
гии человека. И, разумеется, этот термин подразуме-
вает тот процесс, который используют взрослые, со-
ответственно обученные люди для определения абсо-
лютного, точного числа элементов в каких-либо множе-
ствах. Люди применяют для этого специальный алго-
ритм – совершенно четкую и определенную процедуру.
Мы используем вербальные, то есть языковые числи-
тельные – 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 по-
следнего элемента в множестве, например «шесть»,
описывает все множество целиком.
Зоя Зорина. Не только шестой, но и все шесть.
Анна Смирнова. Любое последнее числительное описывает все
множество. Это специальная процедура, присущая
именно нам, взрослым, или просто соответствующе
обученным людям. Разумеется, животные, не обла-
дающие второй сигнальной системой, используют ка-
кие-то свои способы для распознавания числа элемен-
тов 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, плот-
ности расположения и т.д.
А для исследования способности животных к сим-
волизации, в нашем случае, серых ворон, мы исполь-
зовали парадигму выбора по образцу. В этой зада-
че птице на специальном подносе предъявляют две
кормушки. Кормушки накрыты крышками – карточками
(стимулами для выбора). В процессе обучения птица
узнает, что корм (личинки мучного хрущака) находит-
ся только в одной из двух кормушек, и старается най-
ти этих червей. О том, в какой из кормушек лежит под-
крепление, животное может узнать, сопоставив изо-
бражение на карточке-образце, которая находится ме-
жду кормушками, с изображениями на карточках для
выбора. Правилом успешного решения данной зада-
чи является выбор карточки, соответствующей образ-
цу. То есть, если птица видит на карточке-образце мно-
жество из четырех элементов и скидывает карточку, на-
крывающую кормушку, на которой также изображено
четыре элемента, она найдет искомого червяка. Это
задача называется «выбор по соответствию с образ-
цом». Таким образом, она дает нам возможность кор-
ректно спросить у животного, что оно считает сходным,
а что оно считает различным. Именно эта парадигма
была использована для исследования способности во-
рон к символизации.
Нашей задачей было установить, способны ли воро-
ны связать информацию о числе элементов в различ-
ных множествах с исходно индифферентными для них
знаками – символами. Это были арабские цифры от
одного до четырех. Исходно все начиналось с демон-
страционной серии. Для ее успешного решения воро-
нам было достаточно уметь использовать правила вы-
бора по образцу, которому они были обучены ранее.
Животное видит на карточке-образце изображение че-
тырех элементов, скидывает карточку для выбора с че-
тырьмя элементами и находит четыре червяка. В сле-
дующем предъявлении животное может увидеть в ка-
честве образца карточку с изображением цифры, най-
ти из двух карточек для выбора стимул с такой же ци-
фрой, скинуть ее, и опять-таки найти число личинок,
соответствующее изображенной цифре. Таким обра-
зом, мы демонстрировали птицам «цену» каждого сти-
мула.
Надо подчеркнуть, что мы не позволяли им одно-
временно 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 цифра-
ми и множествами вороны находили соответствующее
число личинок. Усваивали они эту информацию, или не
усваивали, мы пока не знали. Для того чтобы это про-
верить, нужно было провести тестовую серию. Сле-
дующий слайд, пожалуйста. В тестовой серии ситуа-
ция была совершенно новой. Если в качестве образ-
ца они видели цифру, то для выбора им предъявляли
два множества. То есть абсолютного сходства или со-
ответствия между образцом и карточкой для выбора не
было. Успешно решить подобную задачу можно, толь-
ко сопоставив ранее полученную информацию о коли-
честве 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 так-
же находила 4 червяка. Следовательно, цифры и мно-
жества соответствуют друг другу. Мы брали, разумеет-
ся, в расчет только самые первые предъявления, то
есть старались максимально исключить возможность
обучения в ходе теста. Мы получили результаты, под-
тверждающие, что вороны способны к такой операции
логического вывода. Кроме того, они способны связать
информацию о числе элементов во множествах разно-
го типа (изображениях на карточках и реальных мно-
жествах мучных червей) с ранее нейтральными, ин-
дифферентными для них знаками – арабскими цифра-
ми. Сходным образом (следующий слайд) мы исследо-
вали их способность к некой комбинаторной операции,
аналогичной арифметическому сложению.
Зоя Зорина. Перебью тебя. Способность к выполнению
арифметических операций – это один из критериев ис-
тинного счета.
Анна Смирнова. Да, конечно. И как раз нашей задачей было
не только выяснить, могут ли они установить соответ-
ствие между некими знаками и определенной инфор-
мацией, но и могут ли они оперировать этими знаками.
То есть, насколько свободно они этим владеют.
Здесь также экспериментальные серии подразделя-
лись на демонстрационные и тестовые. Демонстраци-
онная серия абсолютно отличалась от тестовой. В де-
монстрационных сериях карточки были условно разде-
лены линией на две равные части, а кормушки были
разделены на две равные части реальной перегород-
кой. В двух отсеках кормушки ворона находила число
личинок, соответствующее изображению на разделен-
ной карточке. Например, в одной части карточки изо-
бражено два геометрических элемента, и в соответ-
ствующем отсеке кормушки птица находит два червя-
ка. В другой части карточки изображены два элемента,
и птица находит два червяка в соответствующем от-
деле кормушки. То есть, опять-таки, мы просто предо-
ставляли животным информацию о том, что под соот-
ветствующим образом разделенными множествами на
карточках они найдут соответствующим образом раз-
деленное количество личинок в кормушке.
В тестовой серии использовали только цифры. То
есть, опять, напрямую перенести навык, полученный
при исходном обучении, в ситуацию теста было не-
льзя. Это была новая задача и новая ситуация. И с
этой задачей вороны успешно справились. Механиз-
мом решения подобной задачи, вероятно, вновь слу-
жит операция, аналогичная транзитивному заключе-
нию. К моменту этого теста вороны уже обладали ин-
формацией о том, что определенная цифра и опреде-
ленное множество соответствуют определенному ко-
личеству 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 сво-
бодно оперировали этими знаками.
Александр Гордон. А какой процент ворон?
Анна Смирнова. С этой задачей справились все вороны, обучен-
ные выбору по образцу. То есть, на самом деле, слож-
ной задачей является исходное обучение задаче вы-
бора по образцу; сложно установление этого «общего
языка», позволяющего спросить что сходно, а что от-
лично. На этой стадии отсеиваются птицы, не способ-
ные справиться с задачей.
Александр Гордон. Или не желающие.
Анна Смирнова. Да, а дальше все идет уже достаточно свобод-
но.
Зоя Зорина. Надо сказать, что именно в этой ситуации мы
столкнулись с колоссальной индивидуальной измен-
чивостью. Так сложилось, что первая серия прошла
очень удачно, птицы обучились достаточно быстро, и
мы подумали, что дальше все так и будет, но потом ока-
залось, что формирование этого правила, «выбирай
такое же», требует у разных ворон совершенно разно-
го числа сочетания, притом огромного. Аня лучше зна-
ет, она подскажет эти цифры. Но, в общем, это выхо-
дит за пределы разумного. Они то ли отвлекаются, то
ли им надоедает, или может быть, они не желают ра-
ботать с экспериментатором. Это вообще достаточно
серьезные осложнения в проведении когнитивных те-
стов. Потому что чем более высоко организовано жи-
вотное, 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.
Александр Гордон. Каторжный труд и для экспериментатора, и для
голубя.
Зоя Зорина. Экспериментаторы в данном случае – это авто-
матические системы, это ладно. А что это за «адаптив-
ное поведение», когда оно формируется после такого
числа сочетаний – это уже другой вопрос. Так что здесь
у нас все время стоит вопрос, как заставить ворон по-
быстрее усваивать это правило, которым они явно опе-
рируют в естественной жизни. Но те вороны, с кото-
рыми нам удалось проработать, они показали, что во-
роны обладают такими способностями, нам даже уда-
лось провести контроли, которые убеждали нас, что
это все не случайно, и что феномен имеет место.
Анна Смирнова. В дополнение была приведена серия, в кото-
рой птицам предоставлялась возможность свободно
выбрать между двумя кормушками, накрытыми карточ-
ками 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.
Александр Гордон. Но разрешали только одну кормушку открыть?
Анна Смирнова. В дополнение была приведена серия, в кото-
рой птицам предоставлялась возможность свободно
выбрать между двумя кормушками, накрытыми карточ-
ками 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.
Александр Гордон. Те же цифры и давали?
Анна Смирнова. Конечно. Тем не менее, животные в такой ситу-
ации находили кормушку с кормом абсолютно случай-
но – на уровне 50%, и, кроме того, проявляли откро-
венное недовольство, нервозность и нежелание рабо-
тать в такой ситуации.
Александр Гордон. Конечно – «обманывают!».
Зоя Зорина. Ну да, дурят.
Александр Гордон. Какое количество ворон прошло через эти те-
сты?
Анна Смирнова. Эти работы были сделаны на 4-х воронах. А
в процессе обучения «выбора по образцу» отсеялись
многие и многие.
Александр Гордон. Это вороны, выращенные в неволе? Или нет?
Анна Смирнова. В основном, нет, это случайные птицы. В основ-
ном, это птицы, которых приносят люди – либо птицы с
подбитыми крыльями, либо слетки, подобранные вес-
ной и летом, выращенные до августа, сентября. Потом
они людям надоедают, и они их отдают нам.
Александр Гордон. Когда я готовился к передаче, читал цифры по
экстраполяции, там были, если я правильно помню,
галки и вороны.
Зоя Зорина. И сороки, и грачи понемножку.
Александр Гордон. Почему в́орон не указан?
Зоя Зорина. Потому что в́орон – это сложная птица, редкая.
И хотя у нас жил именно в тот период в лаборатории
ворон Карлуша, предложить ему задачу на экстрапо-
ляцию как-то не сложилось. А вот вторую задачу – по-
иск приманки в объемной, а не в плоской фигуре, мы
предъявили трем воронам. И два из них прекрасно ре-
шали 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 за-
дает этот вопрос. Но этим мы, как вы понимаете, зани-
маться не будем. А вот второй вопрос – правда ли, что
ворон умнее всех остальных птиц? Причем ответ пред-
полагается положительный. Но прямых данных для от-
вета 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 спе-
циальных исследований, которые бы сравнивали ко-
гнитивные способности воронов и ворон. Спасибо, что
хоть на воронах что-то проводится.
Правда, в фильме Би-би-си «Разум животных» есть
кадры, как в́ороны в опытах американского исследо-
вателя 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 выужи-
вают 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 са-
ла, который они с помощью довольно длинного шнур-
ка прикрепили к бельевой веревке, чтобы подкармли-
вать синичек. Сначала ворона пыталась схватить сало
с лету, но очень быстро бросила это бесполезное за-
нятие. Вместо этого она отлетела к столбу, к которому
была привязана веревка, и стала развязывать узел. Ей
это, правда, не удалось, была зима, веревка обледе-
нела, да и соседки мои, они хорошо, крепко завязыва-
ют 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 объек-
тивно на вопрос: кто умнее – в́ороны 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, присут-
ствуют у такой специфической группы позвоночных,
как птицы.
Александр Гордон. У меня последний вопрос, поскольку время по-
чти истекло. Говоря о попугаях, о которых вы хоте-
ли сказать в самом конце, у меня как у дилетанта
возникает соблазн пойти на такого рода эксперимент.
Если приматов обучают языку-посреднику, то в каче-
стве языка-посредника с попугаями может выступать
английский, русский или любой другой, который попу-
гаи осваивают. Проводились такие исследования, или
это преувеличенные представления о сообразитель-
ности попугаев?
Зоя Зорина. Во-первых, постепенно копится материал на-
блюдений, которые говорят о том, что говорящие по-
пугаи, живущие в семьях, в ряде ситуаций употребля-
ют ранее заученные слова вполне осмысленно. Но это
пока – область наблюдений. Наблюдения они и есть
наблюдения, они становятся фактом только когда про-
ходят лабораторную проверку.
Во-вторых, американская исследовательница Ирен
Пепперберг с 1978-го года работает с попугаем Алекс
(жако). Она обучает его специфическим методом «мо-
дель-соперник». Алекс выучивает слова, соревнуясь и
подражая второму экспериментатору, который получа-
ет поощрение, если произносит нужное слово и отве-
чает на вопросы лучше, чем Алекс. Попугай усвоил не-
большой лексикон и с его помощью активно отвечает
на вопросы. С помощью этого диалога Ирен пытается
охарактеризовать суть когнитивных способностей по-
пугая. То есть те вопросы, которые мы задаем птицам
с помощью карточек и каких-то еще стимулов, она за-
дает Алексу впрямую. Она, например, показывает ему
какое-то количество предметов и спрашивает: сколько
их здесь? Он отвечает – 5. И может пояснить: «Два зе-
леных и три красных, один круглый и четыре кубика» и
т.д. Это исследование очень многоплановое, она при-
менила целую батарею тестов, так что спектр когнитив-
ных способностей попугаев в работе Пепперберг реа-
лизован очень хорошо. И для нас это очень ценная ра-
бота. Она совпадает с нашими данными о способности
птиц к обобщению и абстрагированию.__


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 психоло по способности к употреблению символов.
В отличие от них голуби гов 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.

Библиография


Зорина З. А., Смирнова А. А. Количественная оценка серой вороной множеств, состоящих из 15–25 элементов // Журнал высшей нервной деятельности. 1996. Т. 46. № 2
Зорина З. А., Полетаева И. И., Резникова Ж. И. Основы этологии и генетики поведения. М., 1999
Зорина З. А., Полетаева И. И., Резникова Ж. И. Основы этологии и генетики поведения. М., 1999
Зорина З. А., Полетаева И. И. Поведение животных. М., 2000 Зорина З. А., Смирнова А. А. Эволюционные аспекты проблемы обобщения и абстрагирования у птиц: довербальное понятие «число» / Соврем. концепции эволюц. генетики: Сб. научных трудов. Новосибирск, 2000
Зорина З. А., Полетаева И. И. Элементарное мышление животных. М., 2001
Зорина З. А., Смирнова А. А., Лазарева О. Ф. Умеют ли вороны «считать»? // Природа. 2001. № 2
Крушинский Л. В. Биологические основы рассудочной деятельности. М., 1986
Резникова Ж. И. Интеллект и язык: Животные и человек в зеркале экспериментов. М., 2000
Смирнова А. А., Лазарева О. Ф., Зорина З. А. Исследование способности серых ворон к символизации // Журнал высшей нервной деятельности. 2002. № 3

  • ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ РАЗДЕЛА:
  • РЕДАКЦИЯ РЕКОМЕНДУЕТ:
  • ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ:
    Имя
    Сообщение
    Введите текст с картинки:

Интеллект-видео. 2010.
RSS
X