Условные рефлексы и схема их образования. Виды условных рефлексов
Условные рефлексы — это ответные действия организма на раздражитель, выработанные при определенных условиях. Именно опираясь на условные рефлексы, человек управляет поведением собаки и использует ее на работе. В выработке у собаки нужных рефлексов и заключается физиологическая сущность дрессировки.
Условные рефлексы по характеру своему временные, они исчезают, если изменяются вызвавшие их условия. Вырабатываются условные рефлексы на базе безусловных или на базе другого условного рефлекса.
Опытами установлено, что после удаления коры больших полушарий головного мозга условно-рефлекторная деятельность у собаки резко нарушается, а многие сложные условные рефлексы исчезают навсегда. Это позволило считать, что кора головного мозга и есть орган условных рефлексов.
Рис. 41. Образование у собаки условного рефлекса на команду «Сидеть»
Рассмотрим, как образуется у собаки условный рефлекс на команду «Сидеть» (рис. 41).
Дрессировщик подает собаке команду (условный раздражитель) и вслед за этим нажимает рукой на поясницу ближе к крестцу (механическое воздействие — безусловный раздражитель). Команда «Сидеть» воспринимается органом слуха собаки, и по нервам импульсы доходят до слухового центра коры головного мозга — возникает 1-й очаг возбуждения. От давления рукой в области поясницы также возникают соответствующие импульсы возбуждения, которые по другим чувствительным нервам доходят до двигательного центра коры головного мозга — возникает 2-й очаг возбуждения. Собака садится. При многократном повторении действия этих двух раздражителей и в коре головного мозга образуется связь между слуховым и двигательным центрами. Теперь достаточно подать команду «Сидеть» — и возбуждение в коре головного мозга из слухового центра пойдет в двигательный, а затем по нервам к мышцам. В результате собака сядет.
Каждый рефлекс связан со многими другими рефлексами и в целом ответное действие организма на раздражитель протекает довольно сложно. Однако механизм образования условных рефлексов всегда сводится к замыканию связей между очагами возбуждения в коре больших полушарий (рис. 42).
Рис. 42. Схема дуги условного рефлекса
Наряду с этим существенную роль в образовании условных рефлексов играют и все другие отделы головного мозга.
Условный раздражитель является пусковым сигналом на основе имеющихся следов памяти достижения будущего конечного результата. Памятные следы возбуждений превращаются в активное начало двигательных действий, осуществляющих целенаправленное поведение. Все это протекает на фоне соответствующей мотивации и эмоционального возбуждения.
Мотивация (определенная потребность) складывается на основе потребности, происходит активирование в памяти следов тех внешних объектов и необходимых действий, которые способны удовлетворить имеющуюся в организме потребность (пищевая мотивация, питьевая, половая, оборонительная, ухода за потомством и т. п.). Все это осуществляется на основе наследственно закрепленных и приобретенных опытом действий. Всякая мотивация эмоциональна. Условные рефлексы, возникшие на основе сильных отрицательных эмоций, не угасают долго, могут сохраняться на всю жизнь. Физиологи установили, что при переживаниях происходит кодирование информации в долговременной памяти посредством молекулярных изменений в мозгу. Ни одно переживание не проходит бесследно. Поэтому основой научения является переживание (эмоции). Законы научения распространяются на все живые существа, которые вынуждены управлять своим поведением, приспосабливаясь к среде посредством психического отражения. Поведение — это взаимодействие с окружающей средой.
Условный рефлекс не обязательно возникает на основе собственного опыта. Он может передаваться и через механизм подражания.
Существует несколько видов условных рефлексов. Условные рефлексы, которые образуются на естественные признаки безусловного раздражителя, называются натуральными (естественными).
Разберем следующий пример.
Пища является безусловным раздражителем. При попадании в организм она вызывает безусловные рефлексы: слюноотделение, выделение желудочного сока и т. д. Но слюноотделение может вызвать не только сама пища, но и ее естественные признаки — вид и запах. В этом случае слюноотделение является уже натуральным условным рефлексом. Другой раздражитель натурального условного рефлекса, но уже оборонительного, а не пищевого, — вид палки в руках человека.
Как и остальные условные рефлексы, натуральные вырабатываются путем индивидуального опыта. Но так как вырабатываются они из поколения в поколение, то образуются натуральные условные рефлексы быстро (требуется 1–2 сочетания) и удерживаются стойко.
Условные рефлексы, которые образуются при сочетании действия двух раздражителей, совершенно различных между собой, называются искусственными. Искусственным, например, является рефлекс, выработанный на команду, подкрепляемую пищей или механическим воздействием. Такие рефлексы вырабатываются значительно труднее, требуются десятки, иногда сотни сочетаний действия двух раздражителей. К тому же они менее стойки по сравнению с рефлексами натуральными.
Если действие двух раздражителей при выработке условных рефлексов почти одновременно (первый раздражитель действует на 1–2 секунды раньше), вырабатывается совпадающий условный рефлекс. Если же первый раздражитель действует, например, 1 минуту, а второй подключается в конце действия первого, то вырабатывается запаздывающий условный рефлекс. И, наконец, если первый раздражитель подействовал, а второй применяется спустя некоторое время (до 5 минут), то вырабатывается следовой условный рефлекс.
Условный рефлекс почти никогда не вырабатывается на простой, одиночный раздражитель, так как это возможно только в лабораторных условиях. В естественных же условиях на организм обычно действует несколько раздражителей (комплекс). Например, уже сам дрессировщик является для собаки комплексным раздражителем. Обстановка, в которой производится дрессировка, также является сложным раздражителем. Поэтому при обучении собаки всегда вырабатываются рефлексы на комплексные раздражители.
Как уже говорилось в предыдущем разделе, условные рефлексы по характеру своему временные, то есть могут исчезнуть, если их длительное время не подкреплять безусловными раздражителями.
Прекращение реакции организма на любые раздражители, условные и безусловные, а также исчезновение ранее образованных условных рефлексов происходят благодаря процессу торможения (рис. 43).
Рис. 43. Виды торможения
Возбуждение и торможение — две неразрывно связанные между собой формы проявления высшей нервной деятельности.
Различают несколько видов так называемого внутреннего торможения условных рефлексов. Один из них угасательный. Условный рефлекс угасает, если условный раздражитель долгое время не подкрепляется безусловным. Например, собака забудет команду «Сидеть», если условный рефлекс (команду) долгое время не подкреплять рефлексом безусловным (нажимом в области крестца).
С помощью торможения собака может различать (дифференцировать) сложные раздражители, например запахи и при работе по следу или при выборке человека и вещи. Добивается этого дрессировщик тем, что один из применяемых условных раздражителей (запах) он подкрепляет безусловным раздражителем (лакомством, лаской, механическим воздействием), а другие не подкрепляет. В результате подкрепляемый раздражитель приобретает характер положительного условного раздражителя (вырабатывается положительный условный рефлекс), а другие раздражители становятся условными отрицательными (тормозными раздражителями). Такая разновидность торможения называется д и ф ф е ренцировочной.
Если дрессировщик подает собаке команду «Сидеть», а нажим на поясницу делает не сразу, а спустя, например, полминуты, то в результате обучения собака будет садиться после поданной команды также не сразу, а спустя полминуты, то есть с опозданием. Это произойдет в результате торможения, которое называется запаздывательным. Эта разновидность торможения применяется для выработки у собаки выдержки в различных позах. Для этого дрессировщик при выработке условного рефлекса подкрепляет условный раздражитель не сразу, а через некоторое время (например, дает лакомство собаке спустя минуту после того, как она сядет по команде). Условный рефлекс может временно не проявиться, если после подачи команды на собаку подействует другой посторонний сильный раздражитель (допустим, выстрел) и возникнет внешнее торможение. Внешнее торможение происходит от того, что посторонний сильный раздражитель вызывает в соответственном центре коры головного мозга сильный очаг возбуждения и тем самым тормозит работу центра условного рефлекса (рис. 44).
Рис. 44. Схема внешнего торможения условного рефлекса на команду «Сидеть»
Сильный посторонний раздражитель (кошка) вызвал внешнее торможение рефлекса на команду «Сидеть». Иррадиация (распространение) возбуждения из зрительного центра (3) затормозила связь слухового центра (1) с двигательным центром (2) и рефлекс на команду «Сидеть» не проявился.
Инструкторы и собаководы-любители должны это помнить и первоначальную дрессировку проводить в привычной для собаки обстановке.
Если интенсивность процесса возбуждения превысит предел работоспособности клеток коры головного мозга, может развиться так называемое охранительное, запредельное торможение. Вот почему при дрессировке следует применять условные раздражители умеренной силы и не слишком часто их повторять, то есть соблюдать режим упражнений. Слишком частое повторение упражнений при выработке какого-нибудь условного рефлекса приводит к возникновению запредельного торможения (передрессировке).
Мы ознакомились с безусловным и условным рефлексами. Во всей своей чистоте врожденные рефлексы проявляются только сразу после рождения животного. Вскоре условные рефлексы («личный» опыт) вносят дополнения к инстинктам. Инстинкты и условные рефлексы действуют как единая подвижная система, являются реакцией всего организма. Сложное переплетение врожденных и индивидуально приобретенных рефлексов, взятое в единстве, и составляет психику животного, обусловливает его поведение.