Крис Фрит Мозг и душа: как нервная деятельность формирует наш внутренний мир

Рис. 4.2. Одна из клеток-головоломок Эдварда Торндайка.
Торндайк открыл инструментальное обучение – еще одну базовую форму ассоциативного обучения. Кошка может научиться выбираться из клетки и добираться до рыбы, положенной возле самой клетки.

Торндайк пришел к выводу, что кошки могут научиться выбираться из клетки исключительно методом проб и ошибок. Как только кошку сажали в клетку, она сразу начинала пытаться выбраться наружу и добраться до рыбы. Кошка пыталась протиснуться в любую щель, дергала прутья когтями и кусала их, просовывала в щели лапы и хватала когтями все, до чего могла дотянуться. Рано или поздно она случайно цеплялась когтями за веревочную петлю, дергала ее, и дверца открывалась. Каждый следующий раз посаженная в клетку кошка выбиралась наружу немного быстрее. Ей требовалось все меньше времени, чтобы потянуть за веревочку, пока наконец она не начинала тянуть за веревочку сразу, как только ее сажали в клетку.

Торндайк также понял, что это было тоже ассоциативное обучение. Кошка училась ассоциировать действие (дерганье за веревочку) с наградой (возможностью выбраться из клетки и съесть рыбу). Всем животным свойственна эта форма обучения. Мы, люди, тоже, как кошки, с большей вероятностью выполняем действия, за которыми следует что-то приятное. Обратное тоже верно, как и в случае с обучением, которое исследовал Павлов. Мы с меньшей вероятностью выполняем какие-либо действия, за которыми следует что-то неприятное. Мы также можем разучиться действовать в соответствии с некоторой ассоциацией (это происходит, например, при так называемом торможении условного рефлекса). Если дверца перестанет открываться в ответ на дерганье за веревочку, кошка рано или поздно перестанет за нее дергать.
Этот механизм обучения позволяет нам выяснять, какие наши действия скажутся на будущем.

Обучение суевериям

Если кошка научилась выбираться из клетки, дергая за веревочку, это еще не значит, что она разобралась в том, каким образом веревочка открывает дверцу. Она с тем же успехом научилась бы этому, если бы требуемое действие "не имело никакого отношения" к награде, как в случае с обучением, которое исследовал Павлов. Любое действие, которое происходит непосредственно перед получением награды, будет повторено с повышенной вероятностью. 

Впоследствии ученый следующего поколения после Торндайка, Беррес Фредерик Скиннер⁹⁵, сконструировал названный его именем проблемный ящик, который, по сути, представляет собой усовершенствованный и автоматизированный вариант клетки-головоломки Торндайка. Находящееся в ящике животное нажимает лапкой на рычажок (если это крыса) или клювом на кнопку (если это голубь) и автоматически получает награду или наказание. При этом ведется постоянная запись хронологии всех подобных событий.
Этот ящик позволил Скиннеру продемонстрировать произвольный характер выработки поведенческих реакций в изящнейшем эксперименте с "суеверностью" голубей. Голодного голубя сажали в ящик Скиннера и подавали ему еду через одинаковые промежутки времени, вообще никак не связанные с его поведением . Через некоторое время можно было наблюдать неоднократное выполнение голубем того или иного случайно выбранного действия. Один голубь поворачивался в ящике против часовой стрелки, совершая два или три таких поворота перед появлением еды. Другой голубь раз за разом тыкался клювом в один из верхних углов ящика. У третьего выработалась реакция "подбрасывания": он как бы просовывал голову под невидимую планку и несколько раз подкидывал ее вверх. Голуби научились повторять любые действия, которые они по чистой случайности совершали перед самым появлением пищи. Скиннер назвал такое поведение "суеверным", поскольку голуби вели себя так, как будто верили, что их поведение вызывает появление пищи, хотя в действительности это было не так. Он предположил, что суеверное поведение людей может возникать точно таким же образом.
Возможно, именно этим объясняется, что многие спортсмены и их болельщики имеют особые талисманы и большое значение придают ритуальным действиям, выполняемым перед игрой. Некоторые теннисисты всегда определенным образом отбивают мячик от земли, прежде чем сделать подачу. Утверждают, что Горан Иванишевич старался не касаться своей головы или бороды и усов на протяжении всего турнира.
Студенты-психологи быстро взяли эти данные о суеверном поведении на вооружение. У меня есть сведения из надежного источника, что студенты Кембриджа 1968 года выпуска успешно заставили одного выдающегося нейрофизиолога читать лекцию, стоя у левого края подиума, тем, что начинали зевать и ронять карандаши всякий раз, когда он отходил вправо. Интересная особенность подобных экспериментов состоит в том, что они удаются лишь в тех случаях, когда испытуемый не знает, что обучается условиям получения награды или наказания. Для обучения ассоциациям совсем не обязательно понимать, чему обучаешься. Напротив, не понимать, чему обучаешься, даже лучше.
В первой части этой книги показано, как много наш мозг знает об окружающем мире такого, что вообще не достигает нашего сознания. Это в особенности относится к знаниям, получаемым в ходе ассоциативного обучения. Именно поэтому нам кажется, что мы воспринимаем окружающее и действуем с такой легкостью. Мы не осознаём, как много сведений накоплено нашим мозгом, чтобы помочь нам взаимодействовать с окружающим миром. Когда вы прочтете ниже, что мы учимся предсказывать будущее, не забывайте, что обычно мы делаем это неосознанно и непреднамеренно. 

Как наш мозг учится?

Обе разновидности ассоциативного обучения связаны с будущим. Мы выучиваем определенные сигналы, которые говорят нам о том, что случится в будущем. Мы выучиваем определенные действия, которые влияют на то, что случится в будущем. При этом, разумеется, будущее предсказывают не сами сигналы. Предсказания делает наш мозг. Мы можем увидеть, как он это делает, непосредственно исследуя активность нервных клеток.⁹⁶

Нервные клетки, в сущности, представляют собой сигнальные устройства. Информация передается из одного конца клетки в другой посредством электричества, примерно так же, как по телефонному проводу (см. главу 5).⁹⁷ Но что происходит, когда сигнал достигает конца клетки? Похожая проблема есть и с телефоном. Между ухом и телефоном нет электрической связи. Их разделяет промежуток. В случае с телефоном эта проблема решается посредством молекул воздуха, с помощью которых передается сигнал. В трубке есть устройство, которое заставляет молекулы воздуха колебаться, эти колебания преодолевают разделяющий трубку и ухо промежуток, и ухо улавливает их. В случае с нервными клетками механизм, обеспечивающий передачу сигнала через промежуток, разделяющий клетки, намного сложнее. В упрощенном виде он выглядит следующим образом. Когда электрический сигнал достигает конца клетки, в щель между клетками выделяется определенное вещество, которое возбуждает следующую клетку. Такой промежуток между клетками называется синапсом (или, точнее, синаптической щелью). Вещества, которые переносят сигнал через синаптические щели, называют нейромедиаторами . В мозгу было обнаружено много разных нейромедиаторов. Нервные клетки можно разделить на типы в соответствии с используемым нейромедиатором.