Когнитивные карты и методы их изучения

Виды когнитивных  карт:

карта-путь, как последовательное представление связей между объектами  по определенному маршруту

карта-обозрение, как одновременное  представление пространственного  расположения объектов.

Когнитивные карты дают возможность  человеку (животному) ориентироваться  в пространстве, двигаться и осуществлять свою деятельность. Процесс образования  когнитивных карт длительный, он проходит ряд психологических трансформаций, благодаря которым человек получает, хранит, вспоминает и использует информацию о пространственном окружении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Методы изучения когнитивных карт

 

1.2.1 Метод отсроченных  реакций

Мысль о существовании  у животных некоего «процесса  представления»,  т.е. такой активности мозга, которая соответствует полученной ранее стимуляции,  но которая может поддерживаться в ее отсутствие,  была впервые высказана У. Хантером в 1913г.  Для оценки способности животного реагировать на воспоминание о стимуле в отсутствие этого реального стимула У. Хантер предложил метод отсроченных реакций.

Животное (в опытах Хантера  – енота) помещали в клетку с тремя  одинаковыми и симметрично расположенными дверцами для выхода.  Над одной из них на короткое время зажигали лампочку, а потом еноту давали возможность подойти к одной из дверец. Если он выбирал дверцу, над которой зажигалась лампочка,  то получал подкрепление. При соответствующей тренировке животные выбирали нужную дверцу даже после 25-ти секундной отсрочки – интервала между выключением лампочки и возможностью сделать выбор. [14]

В опытах других исследователей задача ставится иначе.  На глазах у  голодного животного в один из двух (или трех) ящиков помещают корм.  По истечении периода отсрочки животное выпускают из клетки или убирают отделяющую его преграду.  Его задача выбрать ящик с кормом.

Выполнение теста на отсроченные  реакции на неслучайном уровне считается

доказательством наличия  у животного мыслительного представления о спрятанном предмете (его образа),  т.е. существования какой-то активности мозга, которая в этом случае подменяет информацию от органов чувств.

С помощью этого метода было подтверждено,  что поведение  животных может направляться не только действующими в данный момент стимулами,  но также и хранящимися в памяти следами,  образами или представлениями об отсутствующих стимулах.

В классическом тесте на отсроченные реакции разные виды животных проявляют себя по-разному. Собаки,  например,  после того как корм положен в один из ящиков,  ориентируют тело по направлению к нему и сохраняют эту неподвижную позу в течение всего периода отсрочки,  а по ее окончании сразу бросаются вперед и выбирают нужный ящик.  Другие животные в подобных случаях не сохраняют определенной позы,  а могут даже разгуливать по клетке,  что не мешает им,  тем не менее, правильно обнаруживать приманку.  У шимпанзе формируется не просто представление об ожидаемом подкреплении,  но ожидание определенного его вида.  Так, если вместо показанного в начале опыта банана после отсрочки обезьяны обнаруживали салат (не менее ими любимый),  то отказывались его брать и искали банан.  Мысленные представления контролируют и гораздо более сложные формы поведения.  Многочисленные свидетельства этого были получены и в специальных экспериментах,  и в наблюдении за повседневным

поведением обезьян в  неволе и естественной среде обитания.

Метод «отсроченных», или  «замедленных», реакций (наряду с методами проблемных клеток, лабиринтов и «ящиков  различения») получил в сравнительной  психологии широкое применение и  распространение.

В главных чертах этот метод  заключается в следующем. Животному  показывают приманку, которую на виду у него опускают в одну из нескольких кормушек, совершенно одинаковых по внешним  особенностям и недоступных для  животного. Спустя определенный период времени («отсрочка ») животному  предоставляют доступ к кормушкам  и устанавливают, открыло ли животное именно ту кормушку, в которую была положена приманка, или пустую. [16]

Применяется этот метод и  в другой, более сложной форме (непрямой метод). Приманка непосредственно  животному не предъявляется. Подается зрительный сигнал, отмечающий кормушку, в которой содержится приманка. У  животного заранее вырабатывается навык итти на этот сигнал. После  подачи сигнала следует период отсрочки, и лишь тогда животное получает доступ к кормушке. По такой же схеме эксперимент может быть проведен и над людьми.

На первый взгляд этим методом  можно установить прежде всего степень  развития способности к удержанию, запоминанию воспринятого. Он, таким  образом, является методом сравнительно-психологического изучения памяти. Однако деятельность организмов настолько едина, что  выделение отдельных ее сторон всегда условно. Так, и запоминание является лишь условно выделенной стороной психической  деятельности и поведения. При его  изучении сразу обнаруживается его  органическая связь с другими  сторонами деятельности организма.

Метод отсроченных реакций  весьма удобен для обнаружения действия этих других сторон. Он настолько удобен, что перестает быть специфическим  методом изучения запоминания и  становится методом анализа всего  комплекса поведения. В общих  руководствах у разных авторов он поэтому попадает в разные разделы (памяти, навыков, высших форм психической  деятельности и т. д.).

Существенные вопросы  о том, как может проявиться отсроченная  реакция и каковы источники ее стимулирования, анализирует ряд  ученых. При условиях, когда перед  отсрочкой субъект (подопытное животное) видит, как корм помещают в одну из кормушек, возможными источниками стимулирования являются:

• общая недифференцированная стимулирующая ситуация;
• зрительные или другие внешние стимулы от корма к кормушке;
• кинестетические стимулы от глазных мышц, определяющих позу изучаемого подопытного животного, когда оно смотрит на кормушку, содержащую приманку, или поворачивается к ней;
• кинестетические стимулы от наступающей реакции или устремления.

Со стороны реактивной обычно обращается внимание на значимость:

• движения глаз и телесной ориентировки на кормушку,
• приближающейся или осуществляющейся реакции;
• каждая из упомянутых реакций может быть, конечно, как скрытой, потенциальной или зарождающейся, так и развернутой и проявляющейся вовне. [13]

Все эти процессы могут  быть более или менее произвольными, так что надо считать возможным  установление ассоциаций, или условных связей, между любыми из упомянутых выше стимулов и реакций. В зависимости  от того, какие ассоциации или условные связи установятся механизмом, действующим  по истечении отсрочки, различение будет либо рецепторное, либо эффекторное. На основании серии экспериментов  с шимпанзе в свое время были получены выводы, что решающей была ассоциация между зрительным восприятием от кормушки, содержащей корм, и наступлением реакции или устремления и  что не исключается возможность  ассоциации между недифференцированной, общей стимулирующей ситуацией  и определенной формой устремления  обезьяны к кормушке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.2. Формирование установки на обучение

Метод формирования «установки на обучение» разработал американский исследователь Г. Харлоу. Согласно классическому  варианту этой методики, животное (в  опытах Харлоу макака-резуса) обучают простой дифференцировке — выбору одного из двух стимулов: игрушек или мелких предметов обихода. По достижении определенного критерия выработки дифференцировки начинают следующую серию: животному предлагают два новых стимула, ничем не похожих на первые. По завершении второй стадии обучения формируют третью дифференцировку и т.д. После выработки 100—150 таких реакций (их число зависит от уровня организации данного вида и может доходить до 1500 у крыс и голубей, занимая многие месяцы) животное уже при втором предъявлении новой пары стимулов действует не наугад, не методом проб и ошибок, а в соответствии с усвоенным им ранее правилом, которое принято называть установкой. Оно запоминает результат первой пробы и далее реагирует в соответствии с этой «установкой». [15]

Правило состоит в том, чтобы «выбирать тот же предмет, что и в первой пробе, если его  выбор сопровождался подкреплением, или другой, если подкрепление получено не было.

Принято считать, что при  обучении с использованием метода последовательных переделок и при формировании установки происходят сходные процессы, так что первый можно считать частным случаем формирования установки.

Впоследствии было создано  несколько модификаций исходной методики. Например, Д. Уоррен в своих  опытах не вырабатывал каждую дифференцировку  до достижения критерия обученности, а  предъявлял каждую пару определенное число раз и затем предлагал следующую. Именно этот вариант был использован рядом авторов для сравнения обучаемости разных видов приматов.

Методом формирования установки  на обучение впервые была получена широкая сравнительная характеристика обучаемости животных разных систематических групп, которая в определенной степени коррелировала с показателями организации мозга. Вместе с тем, как и данные М. Биттермана, эти результаты свидетельствовали о существовании у животных каких-то процессов, выходящих за рамки простого образования дифференцировочных УР. Считают, что в ходе такой процедуры животное «учится учиться». Оно освобождается от связи «стимул-реакция» и «переходит от ассоциативного обучения к инсайт-подобному обучению с одной пробы». При этом, по мнению Р. Бирна, у животного должна сформироваться характеристика подкрепляемого стимула в какой-то отвлеченной форме, т.е. должно сформироваться абстрактное правило. Человек выразил бы это правило, как «выбирай подкрепляемое» вместо того, чтобы запоминать каждый раз целый список стимулов (например, красный мяч «+», блюдце «—»; штопор «+», свисток «—» и т.д.). [14]

Аналогичной точки зрения придерживается Л. А. Фирсов. Он считает, что этот вид обучения по своей  сути и по лежащим в его основе механизмам близок к процессу обобщения, и с какого-то момента «первичное» обучение — выработка конкретной дифференцировки — сопровождается «вторичным» обучением — некими когнитивными процессами, при которых выявляется общее правило решения многих однотипных задач.

То же мнение разделяет  английский специалист по теории обучения Н. Макинтош: в основе формирования уста­новки на обучение лежит переход  от простых ассоциативных механизмов (образования УР и дифференцировок) к когнитивным, т.е. к процессам, основанным на формировании представлений об общем  правиле решения серии однотипных задач. По его образному выражению, животные «переходят от заучивания наизусть к заучиванию по смыслу».

Данные, полученные с помощью  метода последовательных переделок  и метода формирования «установки», впервые создали основу для широкой  сравнительной характеристики обучаемости  животных и показали, что в процессе такого обучения наряду с ассоциативными участвуют механизмы другого уровня — когнитивные.

Данный тест нашел весьма широкое применение для оценки как  индивидуальных способностей животного, так и в качестве сравнительного метода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.3. Дифференцировочные условные рефлексы

Каждое животное и человек  повсевременно сталкивается с необходимостью дифференцировки схожих раздражителей. Так, к примеру, 1-ое время после приобретения мобильного телефона, человек остро реагирует на всякую мелодию звонка, также на хоть какой, отдаленно его напоминающий звук. С течением времени ориентировочная реакция на звонки чужих телефонов притупляется, и человек начинает слышать лишь собственный звонок. Собака, в первый раз вышедшая на прогулку в новеньком месте, поначалу просто находит пахнущие метки, оставленные конкретно собаками, а позднее научается определять их персональную принадлежность.

Дифференцировочное торможение проявляется при постоянном подкреплении одного условного раздражителя и  неподкреплении других, сходных с  ним. Выработка дифференцировочного  торможения происходит постепенно, неравномерно, что свидетельствует о борьбе между развивающимся торможением и возбуждением. Дифференцировка вырабатывается легче и быстрее при отдаленных сходствах раздражителей, при близких — образуется с трудом или совсем не образуется. Тонкую дифференцировку можно выработать после тренировки торможения сначала на более грубых, а затем на более тонких различиях сходных между собой раздражителей. На основе дифференцировочного торможения образуется дифференцировочный условный рефлекс, который обеспечивает способность собаки различать один раздражитель из множества сходных с ним по внешнему виду, вкусу или запаху. Например, надрессированная собака может различать и выбирать по заданному запаху вещь из 10 — 12 предметов с запахами других людей. Дифференцировочный рефлекс легко растормаживается при действии на собаку посторонних раздражителей. У собаки это выражается в виде беспричинного возбуждения, перехватывания предметов, ошибочной выборки и др. Для выработки стойкого навыка дифференцировки необходимо многократное повторение упражнений по определенной методике. Условный тормоз образуется или вырабатывается на условный раздражитель, способный затормаживать действие другого условного раздражителя. Например, запрещающая команда «фу» тормозит любой положительный условный рефлекс, проявляющийся на другой условный раздражитель. В практике дрессировки условный тормоз используется для устранения ненужных действий собаки, мешающих дрессировке и использованию ее на службе. Однако надо помнить, что применение условного тормоза вызывает торможение не только ненужного действия собаки, но и других положительных условных рефлексов. Поэтому запрещающая команда «Фу» применяется только в необходимых случаях, а при выборке вещей и при работе по запаховому следу, как правило, нэ применяется. [16]