Общая психология > Физиологические основы психики > Образование условных рефлексов

Образование условных рефлексов

Как известно, все, даже наиболее сложные, формы работы мозга, лежащие в основе психической деятельности, построены по типу рефлексов (т. е. ответных движений на раздражения, исходящие из внешней среды, осуществляемых при помощи центральной нервной системы). Все рефлексы распадаются на две большие группы: безусловные рефлексы и условные рефлексы.

Безусловными рефлексами называются врожденные и более или менее неизменные рефлексы, осуществляющиеся отделами нервной системы, лежащими ниже коры головного мозга. Благодаря безусловным рефлексам приспособление организма к внешнему миру достигается лишь в узких пределах, так как эти рефлексы возникают в ответ на сравнительно немногие раздражители и обычно имеют стандартный, мало меняющийся характер. Поэтому при помощи безусловных рефлексов осуществляется лишь сравнительно несовершенное приспособление организма к меняющимся условиям жизни. Эти изменчивые условия требуют других форм ответов, менее однотипных, меняющихся в зависимости от изменения условий среды.

Новыми и изменчивыми формами реагирования, формирующимися в течение жизни организма (в процессе накопления жизненного опыта) и осуществляющимися у высших животных корой головного мозга, являются условные рефлексы.

При образовании условных рефлексов раздражитель, который ранее был безразличен для организма, становится сигналом другого раздражителя, имеющего для организма прямое Жизненное значение (сигналом пищи или раздражителя, причиняющего вред организму, и т. п.). Безразличный до этого (индифферентный) раздражитель приобретает тем самым новую, сигнальную функцию.

Раздражители, вызывающие безусловные рефлексы, называются безусловными раздражителями. Раздражители, вызывающие условные рефлексы и имеющие, следователь' но, сигнальное значение, называются условными раздра1жителями.

Образование условных рефлексов представляет собой формирование в мозгу новых временных связей, не имевшихся ранее. Эти связи у высших животных и у человека формируются в коре больших полушарий, которая является главным субстратом психики. Как показали исследования, достаточно удалить у животного кору головного мозга, чтобы образование новых временных связей, или условных рефлексов, стало невозможным и чтобы старые, образованные ранее временные связи] исчезли. Собака с удаленной корой может передвигаться, глотать пищу, но она не узнает хозяина, не может различать окружающих предметов и целесообразно приспособляться к меняющимся условиям среды.

Изучение основных законов образования условных рефлексов стало возможным благодаря тому, что И. П. Павловым! была создана методика, позволяющая проводить исследования высшей нервной деятельности в условиях точного эксперимента.1

Известно, что при попадании пищи в рот начинает выделяться слюна; это выделение слюны является частью безусловной пищевой реакции организма. Однако такое же выделение слюны возникает и в том случае, если на организм действует какой-либо условный раздражитель (например, свет или звук), только сигнализирующий появление пищи. Выделение слюны в данном случае является условной пищевой реакцией.

По условной слюнной реакции можно судить о протекании возбуждения в нервных центрах коры больших полушарий, участвующих в образовании условной реакции.

В известных пределах можно сказать, что чем больше это возбуждение, тем больше слюны выделится в ответ на данный сигнал; чем меньше возбуждение, тем слабее слюнная реакция; если же в силу определенных причин возбуждение в коре головного мозга сменится торможением, то данный раздражитель не будет сопровождаться никакой слюнной реакцией. Выделение или невыделение слюны при опыте с условным пищевым рефлексом становится, следовательно, внешним показателем процессов возбуждения или торможения в коре головного мозга.

Для того чтобы получить возможность точно измерять выделение слюны, у животного (а Павлов, как известно, экспериментировал над собаками) производится специальная операция, при которой протоки, собирающие слюну от слюнных желез, выводятся наружу и вживляются в кожу щеки животного. Благодаря этому слюна выделяется вовне, и количество ее при предъявлении тех или иных раздражителей может быть точно измерено.

Необходимым условием точности эксперимента является устранение влияния посторонних раздражителей. С этой целью собака помещается обычно в изолированную камеру со звуконепроницаемыми стенами.

Для проведения эксперимента собака ставится в специальный станок; перед ней находится экран, за которым скрыт набор раздражителей (лампочки, звонки, другие звуковые раздражители); иногда к кожг животного прикрепляются специальные касалки, раздражающие в нужный момент определенные участки кожи. При выработке условных рефлексов предъявление одного из раздражителей сопровождается дачей пищи; для этого приспособлена специальная кормушка (обычно — с сухарным или мясным порошком), выдвигающаяся в нужный момент перед животным. Специальные приспособления позволяют регистрировать моменты подачи раздражителей и начала выделения слюны, а также количество выделяемой слюны.

Существуют и другие методики изучения условных рефлексов. В них показателем образования временной связи является не выделение слюны, а двигательная реакция. Одной из таких методик является методика оборонительных реакций. Условный раздражитель, на который надо выработать рефлекс, сопровождается в этих случаях болевым (чаще всего электрическим) раздражением кожи, заставляющим животное отдернуть лапу. Достаточно несколько раз сочетать какой-либо раздражитель (вспыхивание лапочки, звук метронома) с болевым раздражителем, чтобы он сам стал сигналом, вызывающим условную реакцию отдергивания лапы. При этой методике движение отдергивания лапы регистрируется на записывающем приборе.

Для образования условного рефлекса необходимо, чтобы действие раздражителя, на который вырабатывается условный рефлекс, совпало во времени с действием безусловного раздражителя, или точнее — несколько предшествовало ему. Если звучание звонка достаточное число раз совпадает с кормлением собаки, то звонок становится условным пищевым раздражителем, сигналом кормления, и при одном лишь звучании звонка у собаки течет слюна. Если звучание звонка достаточное число раз совпадает во времени с нанесением болевого раздражения на лапу собаки, то звонок начинает вызывать отдергивание лапы.

Безусловный раздражитель, вызывающий ту реакцию, которую должен вызывать затем условный раздражитель, служит подкреплением образующегося на его основе условного рефлекса.

Для образования условных рефлексов весьма важно деятельное состояние коры головного мозга. Если кора мозга находится в приторможенном состоянии, условные рефлексы образуются лишь с трудом и оказываются очень непрочными. Именно этим объясняется трудность замыкания новых временных связей в утомленном состоянии.

Существенным для образования условных рефлексов является, далее, отсутствие каких-либо сильных посторонних раздражителей. Если при выработке условной связи действует какой-нибудь сильный посторонний раздражитель (например, резкий посторонний шум, создающий стойкий очаг возбуждения), то остальные участки коры приходят в тормозное состояние, и образование условного рефлекса затрудняется.

Образование условных рефлексов, иначе говоря замыкание временных связей, является основной, главнейшей работой коры головного мозга. Поэтому деятельность коры головного мозга называют замыкательной деятельностью.

Известно, что раздражитель, действующий на органы чувств, вызывает возбуждение определенного участка коры головного мозга. Это возбуждение не остается на месте, а распространяется или иррадиирует по коре, захватывая и ближайшую подкорку. Существенным является тот факт, что эта иррадиация возбуждения по большим полушариям не происходит равномерно во всех направлениях. Если в коре головного мозга возникает стойкий, доминантный очаг возбуждения, то всякое возбуждение, вызванное любым, относительно более слабым раздражителем, притягивается к этому очагу, распространяется в направлении этого доминантного очага.

При образовании условной связи очаг более сильного возбуждения вызывается в коре безусловным раздражителем (например, пищей). Более слабое возбуждение, возникающее от действующего в то же время или предшествующего раздражителя (например, звонка), притягивается к этому доминантному очагу.

При дальнейшем повторении подобных условий происходит проторение путей, и связь между обоими очагами становится более прочной. В результате этого предъявление одного лишь условного сигнала (например, звонка) в дальнейшем начинает вызывать возбуждение уже не только в соответствующем очаге слуховой области коры, но и в той части коры, куда раньше приходило возбуждение, вызываемое безусловным раздражителем (в так называемое корковое представительство безусловного пищевого рефлекса). Замыкается временная нервная связь, образуется условный рефлекс. Звонок становится сигналом пищи, начинает вызывать пищевую реакцию.

Замыкание временных связей является основной синтезирующей деятельностью коры мозга. Вместе с тем образование условного рефлекса всегда сопряжено с выделением того раздражителя, на который образуется рефлекс. Одновременно с синтезом кора, следовательно, всегда осуществляет и анализирующую деятельность. Эта сложная ана-литико-синтетическая деятельность коры мозга, лежащая в основе образования условных рефлексов на существенные для организма изменения среды, и дает возможность достичь необходимого приспособления организма к условиям жизни, уравновешивания его с окружающей средой.

Условные рефлексы могут возникать и на те многообразные раздражители, которые идут от внутренних органов, из внутренней среды организма (например, в ответ на изменения состояния стенок желудка, сосудистой системы и т. п.). Сигналы, идущие в кору в этих случаях, имеют важное значение для ре-гулирования корой внутренней жизни организма, что делает более совершенным приспособление его к внешней среде.

Сигналом для организма может стать не только какой-либо раздражитель, но и прекращение действия раздражителя. Это бывает тогда, когда не появление, а именно прекращение раздражителя сигнализирует, например, появление пищи или опасность.

Сигналом может стать время (например, время, протекшее после последнего кормления). Таким «рефлексом на время» объясняются, например, случаи, когда при регулярном кормлении рыбы собираются у края бассейна в определенное время дня.

Условным раздражителем может, наконец, стать не наличный сигнал, а след от какого-либо раздражения. В лабораторных опытах это бывает тогда, когда на животное в течение короткого времени действует какой-либо безразличный раздражитель (например, свет лампочки), а затем, лишь через некоторое время после него, дается пища. В этом случае не условный раздражитель, а след вызванного им возбуждения вступает в связь с безусловным агентом и начинает сигнализировать его приближение. Поэтому в дальнейшем условная реакция вызывается лишь через некоторое время после прекращения сигнала. Такой условный рефлекс называется следовым условным рефлексом.

Все это говорит об исключительном многообразии всего, что может стать условным раздражителем.

У человека условными сигналами — и это имеет огромное значение могут быть не только предметы, но и слова, которыми он пользуется в процессе речевого общения. Они представляют собой особый вид раздражителей.

Обозначая ту или иную вещь и много раз повторяясь с раннего детства, слово становится сигналом этой вещи. И. П. Павлов назвал его сигналом сигналов, поскольку слово может обозначать те раздражители, которые сами являются сигналами жизненно важных воздействий действительности. Это действие слова как условного раздражителя может стать настолько сильным, что одно лишь произнесение слова может вызвать такие же рефлекторные изменения, какие вызываются тем, что обозначается данным словом. Воздействие слова как мощного условного раздражителя составляет его основную черту, указывающую, каким огромным значением обладает этот своеобразный вид сигналов в человеческом обществе.

Тот факт, что условным сигналом у человека являются не только предметы, но и слова, играет решающую роль в развитии поведения, в формировании наиболее сложных видов психической деятельности. Слова сигнализируют человеку не только о непосредственно воспринимаемых предметах; благодаря речи человеку передаются знания о любых вещах, в том числе о тех, которые он сам никогда не видел; благодаря языку человеку передается опыт всего человечества. Речь, язык неизмеримо расширяют приобретение нового опыта, помогают глубокому познанию объективной действительности.

Вместе с тем — и это особенно важно — слово не только обозначает тот или иной предмет или явление, но и позволяет выделять (абстрагировать, отвлекать) его существенные признаки, обобщая то, что обладает этими признаками. Одним и тем же словом «часы» обозначается любой по форме и виду предмет, обладающий общим признаком: прибор, показывающий время. Отвлечение, или выделение существенных признаков предметов, и обобщение их составляют существенную особенность слова как нового вида условных сигналов, отличающую его от непосредственных сигналов действительности.

Вот почему среди всего многообразия действующих на человека условных раздражителей различаются две системы сигналов. В одну из них входят все непосредственно действующие на человека условные раздражители (предметы окружающего мира и их признаки). Это первая сигнальная система действительности, общая у человека с животным. Слова же и сочетания слов, а также связи, возникающие на их основе, составляют вторую сигнальную систему. Она имеется только у человека.

Вторая сигнальная система вносит значительные изменения в высшую нервную деятельность человека, в анализ и синтез сигналов, в замыкание новых временных связей.
У животного временные связи образуются почти исключительно на основе безусловных рефлексов. Это значит, что индифферентный вначале раздражитель, который затем начинает вызывать рефлекс, сочетается первоначально с безусловным раздражителем, непосредственно вызывающим данный рефлекс (с пищей, болевым раздражением и др.). Лишь в некоторых случаях условные рефлексы у животных могут образовываться на основе других, хорошо упроченных ранее условных рефлексов. Если, например, звонок, долго сочетаясь с подкармливанием, собаки, стал прочным сигналом пищи, то вспыхивание лампочки, много раз предшествующее этому звонку, само может стать сигналом пищи и начать вызывать пищевую реакцию. Такой более сложный рефлекс называется рефлексом второго порядка. У животных он вырабатывается значительно труднее, чем обычный условный рефлекс, и оказывается менее стойким.

У человека безусловный раздражитель может успешно замещаться словом. Оно оказывается тем подкреплением, на основе которого можно образовать любую временную связь. Сопровождая, например, предъявление любого раздражителя (звонка, лампочки, геометрической фигуры и т. д.) приказом «сделай то-то», можно получить в дальнейшем эту, указываемую словом, условную реакцию в тех случаях, когда данный раздражитель уже не сопровождается приказом. И эта условная (временная) связь будет ничуть не менее прочной, чем связь, образуемая при помощи безусловного (пищевого или болевого) подкрепления. Такую же условную реакцию можно вызвать и тогда, когда словесный приказ дан в обобщенном виде. В этом случае при получении инструкции (например, «когда будет звонок, делай то-то») замыкается временная связь между названием предстоящего раздражителя и той или иной реакцией на него, а это, в силу ранее (в прошлом опыте человека) образовавшихся связей между словами и обозначаемыми ими предметами и действиями, ведет к тому, что в дальнейшем при предъявлении указанного в приказе раздражителя (звонка) человек реагирует на него так, как было указано в предварительно ему данном обобщенном словесном приказе. Возможность образования у человека таких словесно подкрепляемых связей без их подкрепления биологически важными безусловными раздражителями — отличительная черта высшей нервной деятельности человека.

Слова могут замещать собой не только безусловные, но и условные раздражители. Если у человека была выработана условная реакция (например, двигательная или секреторная) на какой-либо условный раздражитель (звонок), то, как показали опыты Иванова-Смоленского и Красногорского, в дальнейшем замена этого непосредственного сигнала его названием (словом «звонок») может вызвать ту же реакцию, которая раньше возникала в ответ на непосредственный раздражитель (реальный звонок). Значит, процессы, вызываемые в коре головного мозга человека непосредственно действующими раздражителями, так тесно связаны с тем, что вызывается словесными обозначениями предметов, что связь, выработанная с помощью непосредственного раздражителя, оказывается действительной при замене этого раздражителя его словесным обозначением.

Участие слова в выработке временных связей имеет важнейшее значение для высшей нервной деятельности человека, так как слово представляет собой особый раздражитель, связанный с огромным количеством непосредственных раздражителей, которые оно замещает, являясь их обобщением. Со словом, указывал И. П. Павлов, «вводится новый принцип нервной деятельности — отвлечение и вместе обобщение бесчисленных сигналов... с анализированием и синтезированием этих новых обобщенных сигналов, — принцип, обусловливающий безграничную ориентировку в окружающем мире и создающий высшее приспособление человека — науку...» .

Давая возможность человеку лучше ориентироваться в окружающей действительности, слово оказывает существенное влияние на образование новых временных связей. У человека, ориентировавшегося при помощи слова в системе сигналов и обобщившего на основе этого то или иное правило, временные связи вырабатываются несравненно быстрее, чем это може быть достигнуто без участия слова. Воспринимаемые человека сигналы посредством слова сразу же систематизируются, при чем одни из них относятся к числу тех, на которые нужн реагировать, другие — к числу тех, которые не должны вызы вать реакции. Поэтому сложные системы связей, у животног вырабатывающиеся лишь постепенно, у человека могут форми роваться очень быстро. Человек словесно формулирует правила, по которым надо отвечать на сигналы, в силу чего условные] реакции формируются быстро, иногда сразу же после первого' предъявления соответствующего сигнала («с места»)', быстро становятся прочными, перестают нуждаться в дополнительном подкреплении, так как сформулированное правило само служит постоянным подкреплением. Вместе с тем, и это весьма важно, сформулировав при помощи слова какое-либо правило, человек делает свои реакции независимыми от того, в каких конкретных условиях ему предъявляются те или иные раздражители. Если, например, он усвоил, что ему следует отвечать движением на каждый третий сигнал, воздерживаясь от ответа на два первых сигнала, то он легко начинает делать это независимо от того, в каком темпе или в какой последовательности предъявляются сигналы. Для животного же, лишенного второй сигнальной системы, выработка таких условных реакций оказывается недоступной.

Следует отметить еще одну особенность, отличающую временные связи человека и животного.

Если для выработки условного рефлекса у животного необходимо, чтобы ранее безразличный раздражитель вступил в связь с биологически важным раздражителем (п/щей, опасностью), то у человека решающе важным является прежде всего обществ е.нное значение раздражителей, на основе которых образуются новые условные рефлексы. Вместе с тем образование временных связей с участием второй сигнальной системы позволяет людям передавать каждому следующему поколению исторически сформированный общественный опыт.