Илья Мартынов - Мозг. Как он устроен и что с ним делать [litres]

Рис. 34. Модели, использованные в качестве стимулов для агрессивного поведения самца колюшки, занявшего территорию. А – реалистичная модель самца (без красного брюшка); Б–Д – модели самцов, окрашенные внизу в красный цвет. (По Tinbergen, 1951)

Для проведения эксперимента изготовили несколько моделей рыбы. Некоторые были очень реалистичными. Постепенно исследователи делали модели все более примитивными, меняя разные параметры (форму, размер, цвет и так далее). И что в итоге? Оказалось, что самец вообще не реагировал на реалистичную модель со светлым брюшком, но сразу же набрасывался на очень грубую модель, скорее походившую на палку, но с красной полоской внизу. Так выяснилось, что красное брюшко является у колюшки спусковым триггером – ключевым стимулом. Вы только вдумайтесь: какая-то красная полоска запускает комплекс агрессивного поведения.

Конечно, не только у животных много поведенческих стереотипов. У человека их тоже предостаточно, но об этом мы поговорим чуть позже, когда будем разбираться с тем, почему наш мозг ленив.

Условные рефлексы

Не менее интересны и условные рефлексы. Они напрямую связаны с обучением. Их отличие от безусловных состоит в том, что они формируются только при наличии определенных условий. Причем вырабатываются они как раз на базе безусловных рефлексов.

Чтобы сформировался условный рефлекс, нужен нейтральный стимул. Он не должен запускать КФД. Это первое условие. А второе условие – два стимула (ключевой и нейтральный) должны совпадать по времени.

Если собаке дать понюхать мясо, у нее выделится слюна. Мы с вами уже знаем, что это безусловный рефлекс. Здесь запах мяса – ключевой стимул.

А вот если мы будем давать собаке мясо и при этом звонить в колокольчик, через некоторое время (после повторения этого ритуала несколько раз) у нее в мозгу возникнет условный рефлекс. И затем слюна у собаки будет выделяться уже лишь при звуке колокольчика.

Колокольчик станет условиемвозникновения реакции. И это будет рефлекс первого порядка. Но на самом деле на основе этого рефлекса можно выработать еще более сложный рефлекс – второго порядка. В нем условный стимул подкрепляется условным раздражителем, на который ранее был выработан условный рефлекс. Представьте, мы сумели выработать у животного стойкую реакцию выделения слюны на звон колокольчика. Теперь мы будем включать свет за секунду до звука колокольчика. После большого количества подобных сочетаний, свет начнет вызывать слюну уже без колокольчика. Это и есть рефлекс второго порядка. Можно продолжать еще дальше. К примеру, мы теперь начнем включать свет и одновременно с этим касаться кожи животного. Через какое-то количество подобных манипуляций, само прикосновение к коже животного будет вызывать выделение слюны. Это произойдет потому, что касание активирует зрительные центры, те в свою очередь запустят работу центров слуха, а далее команда пойдет к центрам слюноотделения. Так формируется рефлекс третьего порядка. Прелесть заключается в том, что нам уже не надо кормить животное, всякий раз касаясь его. Слюна вырабатывается без предъявления пищи.

Нейрофизиологию процесса выработки условного рефлекса первого порядка можно увидеть на схеме (рис. 35).

Рис. 35. Схема выработки условного рефлекса первого порядка

Мы наблюдаем наличие пищевых центров в продолговатом мозге и в коре. Также в коре мы видим слуховой центр. Под действием многократного повторения формируются связи (сопряжения) между этими центрами. Это и есть нейрофизиологическая основа рефлекса и, собственно, обучения.

Как правило, у животных обычно можно выработать рефлексы до третьего порядка. А вот у людей – и четвертого, и пятого, и шестого. Постепенно в процессе получаемого опыта в коре мозга складываются системы условно-рефлекторных связей. Эти системы называют динамическими стереотипами. Подробнее я расскажу о них чуть позже. А сейчас давайте все-таки разберемся с тем, что такое сигнальные системы.

Итак, мы с вами достаточно подробно разобрали механику поведения животных на основе работы безусловных и условных рефлексов.

По Павлову, высшая нервная деятельность даже очень высокоразвитых животных (собаки, дельфины, обезьяны) сводится в основном к совокупности разнородных условных рефлексов первой сигнальной системы, общей у человека с животными.

Первой сигнальной системой Павлов называет систему условно-рефлекторных связей, образующихся в коре мозга животных и человека. Важно отметить, что эти условно-рефлекторные связи формируются при воздействии раздражителей, исходящих из внешней и внутренней среды.

Первая сигнальная система – это отражение действительности в форме ощущений и восприятий.

По Павлову, животное реагирует на действительность специфическими ответными реакциями – раздражениями (и их следами в больших полушариях), которые воспринимаются непосредственно клетками зрительных, слуховых, осязательных и других рецепторов организма. Павлов писал:

Это то, что и мы имеем в себе как впечатления, ощущения и представления от окружающей внешней среды, как общеприродной, так и от нашей социальной, исключая слово, слышимое и видимое. Это – первая сигнальная система действительности, общая у нас с животными.

Второй сигнальной системой является по своей сути речь.

Важно понимать, что, несмотря на высокое развитие сложной речевой деятельности, условные рефлексы первой сигнальной системы играют значительную роль (в некотором смысле подавляющую) в обеспечении высшей нервной деятельности детей в первые годы их жизни. Более того, условные рефлексы занимают не последнее место и в ВНД взрослого человека.

К этому виду условно-рефлекторной деятельности Павлов относит ощущения, представления и впечатления человека от окружающей внешней среды. Например, все мы быстро в детстве обучились не прикасаться к горячей кастрюле или кипящему чайнику, не совать пальцы в розетку. Достаточно было одного-двух предъявлений, как мы уже автоматически начали отдергивать руку при виде раскаленного предмета. У многих из нас выработался условный слюноотделительный рефлекс на разные вкусности (шоколад, пирожные и так далее). Достаточно увидеть коробку с пирожными, и у многих, как говорится, слюнки текут. Кстати, важно заметить, что условные рефлексы могут и угасать.

Этим объясняется, почему многие люди с возрастом часто становятся равнодушны к сладкому. Конечно, главная причина кроется в биохимическом метаболизме и смене потребностей, но основой измененного поведения является угасший условный рефлекс.