Виды обучения животных

Почти во всех исследованиях для изучения процессов памяти методом экспериментальной ретроградной амнезии животных обучают решению задачи на избегание опасности. Функцию опасного (болевого или неприятного) стимула обычно выполняет электрическое раздражение — более слабое, чем электрошок, но достаточное для получения отрицательного ощущения. Электрический ток, не вызывающий боли, оказывается неэффективным для обучения.

Для экспериментов по изучению памяти выбор формы поведения, мотивированной страхом, имеет особые причины: существенную роль играет скорость реализации двигательной реакции, направленной на уход от отрицательного (болевого или неприятного) стимула, а также скорость обучения.

Имеется две основных формы поведения избегания болевых стимулов — активная и пассивная. Обе мотивированы страхом, но отличаются способом ухода от «угрожающего» стимула. В ситуации пассивного избегания животное подавляет естественную реакцию на определенные свойства внешней среды, например на освещение. Если мышей помещают в большое светлое отделение экспериментальной камеры, то они всегда стремятся быстрее перейти в маленькое темное отделение. Но такое поведение приводит их в соприкосновение с «угрожающим» или неприятным раздражением, вызывающим боль или страх. Возможность избежать действия такого опасного стимула заключается в том, чтобы подавить желаемую форму поведения. При активном избегании животное уходит от опасного стимула — убегает или преодолевает какое-либо препятствие.

В опытах по изучению процессов памяти животных чаще всего обучают поведению пассивного избегания. Экспериментальная камера для, проведения опытов разработана М. Джарвик и Р. Коппом (1967) и применяется во многих исследованиях. Она состоит из двух отделений — большого светлого и маленького темного. Между отделениями расположена перегородка с отверстием, через которое крысы, мыши или кошки могут переходить из одного отделения в другое. Но при попытке проникнуть из светлого отделения в темное они получают «наказание» в виде болевого электрического раздражения. После однократного применения «наказания» время нахождения животных в светлом отделении значительно увеличивается — происходит обучение. Разновидностью экспериментальной установки является камера, в которой находится платформа высотой в несколько сантиметров и пол, через который пропускается электрический ток. Сила электрического тока достаточна для того, чтобы вызвать болевое ощущение. Животных помещают на платформу, но они, обследуя помещение, перемещаются с платформы на пол и обратно. Внезапно через пол пропускают электрический ток, вызывающий боль. После этого время нахождения животных на платформе увеличивается. Разница между временем пребывания на платформе до действия «наказания» и после его применения или же отношение этих времен служит оценкой обучения.

В экспериментах на крупных животных используют похожую ситуацию. Например, кошек в течение нескольких дней держат на голодном пайке и для получения пищи обучают нажимать па педаль. В одном из опытов, когда кошка прикасается к пище, она получает отрицательное подкрепление — болевое электрическое раздражение. В следующих опытах время от момента помещения животного в камеру до момента нажатия па рычаг увеличивается. Происходит обучение поведению пассивного избегания болевого электрического стимула. Такая форма обучения применяется во многих исследованиях. В ситуации активного избегания болевого или неприятного стимула животное может уйти от него по определенному ходу лабиринта или избежать его действия, преодолев какое-либо препятствие.

Скорость обучения поведению пассивного избегания настолько высока, что при встрече с отрицательным подкреплением у животных сразу формируется ответ, адекватный данной ситуации, сохраняющийся в течение длительного времени. Это создает возможность изучения динамики изменений следа памяти на всех этапах его развития — от кратковременной формы существования до фиксации и перехода в устойчивую энграмму.

Для поведения пассивного избегания характерно то, что животные обучаются правильной реакции после однократного применения «наказания» — болевого или неприятного стимула. Это и есть обучение с одной попытки. Контрольные эксперименты показывают, что навык, приобретенный после однократного действия «наказания», сохраняется в течение нескольких дней, недель и месяцев.

Метод обучения с одной попытки чрезвычайно широко распространен в изучении механизмов памяти. Его использование позволяет снять эффекты суммации, возникающие при многократных тренировках и усложняющие анализ нарушений памяти и изучение ее механизмов.

Значительно реже животных обучают проходить К- или Т-лабиринты. В одном из ходов лабиринта применяют болевое подкрепление. Когда животное ведет себя «неправильно» и попадает в этот ход, оно подвергается «наказанию» — действию болевого стимула. Тренировки продолжаются до тех пор, пока не достигается критерий обучения, который заключается в достижении определенного числа правильных реакций животного в нескольких пробах.

Применение лабиринтов позволяет сделать перенос основных результатов, полученных для более простых видов обучения, на его более сложные формы, а также сопоставить факты, полученные в опытах с использованием обучения пассивному избеганию, с результатами опытов, в которых применялись более трудные задачи. Такое сопоставление основных результатов дает возможность изучить свойства памяти, не зависящие от формы обучения.

Кроме поведения активного и пассивного избегания, в экспериментах применяют ситуацию выбора определенного стимула. В некоторых опытах животных не обучают ни одному из видов поведения — их помещают в лабиринт и регистрируют спонтанные выборы направления. В этом случае эффект от действия амнестического электрошока оценивают по изменению числа случайных выборов направления в лабиринте при произвольных перемещениях животного.

Источник: 
Психофизиология: Учебное пособие. — М.: Гардарики, 1999. — 358 с: илл.
Темы: