§ 62. Память и обучение. Условные рефлексы

Определения и обозначения

Память — способность сохранять и воспроизводить информацию о событиях и приобретённом опыте. Благодаря ей организм может учитывать то, что происходило раньше, а не каждый раз действовать как впервые. Память позволяет узнавать знакомые сигналы и использовать прошлый опыт в новых ситуациях.

Обучение — приобретение организмом новых знаний и форм поведения на основе опыта. Оно помогает менять действия, если прежний способ перестал подходить или появились новые условия. Память сохраняет опыт, а обучение делает его полезным для поведения.

Условный рефлекс — приобретённая реакция организма на сигнал, который ранее был нейтральным. Например, звук может начать вызывать слюноотделение, если прежде он неоднократно сопровождался кормлением. Понятие помогает описать, как опыт связывает сигнал с ответом организма.

Безусловный рефлекс — врождённая реакция на биологически значимый раздражитель, не требующая обучения. Отдёргивание руки от горячего предмета возникает как защитная реакция без предварительного опыта с конкретным предметом. Это понятие помогает отличать готовые врождённые реакции от тех, которым организм учится.

Как это устроено

Память нужна, чтобы опыт не исчезал сразу после события: организм сохраняет сведения о сигналах и последствиях своих действий. Благодаря этому он может в следующий раз быстрее распознать ситуацию и выбрать подходящую реакцию. Обучение использует сохранённый опыт и приводит к изменению поведения. Поэтому память обеспечивает сохранение, а обучение — приобретение и применение новых способов действия.

Для образования условного рефлекса сначала нейтральный сигнал неоднократно предъявляют перед безусловным раздражителем. Сам по себе этот сигнал не вызывает нужной реакции, но организм воспринимает его вместе с последующим событием. Например, звук перед кормлением сначала лишь сообщает о корме, а затем начинает вызывать слюноотделение. Повторение сочетаний важно, потому что связь должна закрепиться на основе опыта, а не случайного совпадения.

Безусловный раздражитель, который следует за сигналом, называют подкреплением: он вызывает врождённую реакцию и придаёт сигналу значение. В примере с собакой пища — подкрепление, звук — условный сигнал, а выделение слюны на звук — условная реакция. Когда сигнал и подкрепление регулярно сочетаются, реакция начинает возникать уже при появлении сигнала. Если подкрепление не наступает, связь не получает такого подтверждения и может ослабевать.

Условный рефлекс называют временной нервной связью, потому что мозг связывает восприятие сигнала с реакцией, а эта связь приобретается и может изменяться. В её образовании участвует головной мозг: он обрабатывает информацию о сигнале и значимом событии, а затем организм начинает отвечать на сигнал. Если предъявлять сигнал много раз без подкрепления, условная реакция постепенно становится слабее — это угасание. Угасание не обязательно стирает прежний опыт: если снова сочетать сигнал с подкреплением, реакция может восстановиться.

Сравнение безусловного и условного рефлексов

Сравнивайте рефлексы прежде всего по тому, нужны ли для их появления обучение и индивидуальный опыт. Затем определите, какой раздражитель вызывает реакцию и может ли она ослабнуть без подкрепления. Эти признаки помогают не перепутать врождённый ответ с приобретённым.

Разбор задач

Задача 1. Нужно определить, является ли отдёргивание руки от горячего предмета условным или безусловным рефлексом. Проверим, необходимо ли для такой реакции предварительное обучение. Важно различить саму защитную реакцию и возможный опыт человека с конкретным предметом.

1. Назовём раздражитель: руку нагревает горячий предмет.
2. Определим, нужна ли связь, выработанная опытом: организм отдёргивает руку без обучения именно этому действию.
3. Сопоставим признак с определениями: врождённая реакция на значимый раздражитель относится к безусловным рефлексам.

Ответ: отдёргивание руки от горячего — безусловный рефлекс, потому что для его возникновения не требуется предварительное обучение.

Задача 2. Собака начинает выделять слюну на звук, который многократно сопровождался кормлением. Требуется назвать сигнал, подкрепление и сформировавшуюся реакцию. Для решения разделим ситуацию на то, что предшествует реакции, и то, что её закрепляло.

1. Определим условный сигнал: это звук, который раньше был нейтральным.
2. Найдём подкрепление: им служит корм, потому что он следует за звуком и вызывает безусловную реакцию.
3. Назовём сформировавшуюся реакцию: собака выделяет слюну при одном звуке, поэтому это условная реакция.

Ответ: сигнал — звук, подкрепление — корм, условная реакция — выделение слюны на звук. Повторные сочетания позволили связать сигнал с кормлением.

Задача 3. После выработки реакции на звуковой сигнал корм перестали давать, и реакция со временем ослабла. Нужно объяснить это изменение и предсказать результат повторного подкрепления. Сначала выясним, продолжает ли сигнал сопровождаться событием, которое прежде закрепляло связь.

1. Отметим, что звук предъявляют без корма, то есть без подкрепления.
2. Свяжем это с результатом: реакция постепенно ослабевает, потому что прежнее сочетание больше не повторяется. Это угасание условного рефлекса.
3. Предположим, что произойдёт при возобновлении сочетаний звука и корма: подкрепление может восстановить реакцию.

Ответ: реакция угасает из-за отсутствия подкрепления; при повторном подкреплении она может вновь усилиться.

Типичные ошибки

Ошибка — считать условный рефлекс врождённым. Так можно подумать, потому что после обучения реакция иногда возникает быстро и кажется автоматической. Проверьте себя вопросом: требовался ли индивидуальный опыт, чтобы сигнал начал вызывать ответ? Если да, рефлекс приобретённый.

Ошибка — называть подкреплением сам условный сигнал. Сигнал часто заметнее всего в примере, поэтому его легко принять за причину закрепления реакции. Проверьте порядок событий: подкрепление — это значимый раздражитель, который следует за сигналом, например корм после звука.

Ошибка — полагать, что одного предъявления сигнала обычно достаточно для образования устойчивой связи. Однократное совпадение может быть случайным, а повторные сочетания помогают организму связать сигнал с важным событием. Чтобы проверить себя, проследите, повторялись ли сигнал и подкрепление вместе.

Ошибка — считать угасание полным исчезновением памяти. Реакция ослабевает, когда сигнал многократно не подкрепляют, но это не доказывает, что прежний опыт стёрт. Различайте наблюдаемую реакцию и сохранённый след обучения: при повторном подкреплении ответ может восстановиться.

Связь с другими темами

Чтобы понять условные рефлексы, нужно знать, что нервная система воспринимает раздражители и управляет ответами организма. Рефлекс связывает воздействие с ответной реакцией, а участие головного мозга объясняет возможность обучения. Поэтому тема опирается на знания о нервной системе и рефлексах.

Память и обучение помогают объяснить, как организм меняет поведение на основе опыта. Эти понятия понадобятся при изучении высшей нервной деятельности, поведения и работы мозга. Они также помогают понять, почему реакция на один и тот же сигнал может меняться.

Что запомнить

• Память сохраняет опыт и позволяет использовать его позднее.
• Обучение изменяет поведение на основе приобретённого опыта.
• Безусловные рефлексы врождённые, а условные формируются в течение жизни.
• Условный сигнал приобретает значение при повторном сочетании с подкреплением.
• Условный рефлекс связан с временной нервной связью.
• Без подкрепления условная реакция может угасать.