Как мозг учился думать - Борис Сергеев

Когда исследование было закончено, исполнители опубликовали его результаты. Статья, появившаяся в научном журнале, называлась «Условный рефлекс как ассоциация». В ней исследователи доказывали, что между условными рефлексами и ассоциациями нет существенных различий. Единственное их отличие состоит в том, что условные рефлексы образуются при сочетании малозначащего для животного и безусловного раздражителей, а ассоциации возникают при сочетании любых, в том числе малозначащих раздражителей, не вызывающих ни пищевой, ни оборонительной реакции.

Образование у животных ассоциаций изучено пока недостаточно. Слишком трудоемкими оказались такие исследования. Однако удалось выяснить, что они образуются только у высших животных, у птиц и млекопитающих, у которых хорошо развиты большие полушария головного мозга. Может показаться, что новая способность мозга никаких дополнительных преимуществ ему не дает. Однако на поверку это маленькое, трудно заметное усовершенствование мозга, оборачивается большими выгодами.

Ассоциации позволяют животным накапливать знания о мире, в котором они живут. В связи с образованием условных рефлексов животные познают самые важные для них закономерности: что может годиться в пищу, как ее добыть, чего следует остерегаться, как следует себя вести, чтобы избежать опасности. Ассоциации дают возможность познавать любые закономерности. В результате их образования у животного складывается картина мира. Конечно, некоторые ассоциации не принесут животному никакой пользы, но большинство когда-нибудь пригодится. У молодой лисицы в начале лета, когда с юга вернутся перелетные птицы, возникают ассоциации между видом и запахом дроздов, особенностями их поведения, их песнями и другими издаваемыми ими звуками. Сначала возникшие ассоциации не сулят лисе никаких выгод: не стоит и пытаться поймать птиц, сидящих на деревьях. Но вот в середине лета знакомые голоса дроздов, их запах вдруг начинают доноситься с земли. Это покинули гнезда птенцы дроздов, еще не научившиеся толком летать. Охота за молодыми несмышленышами может быть очень результативной, а образовавшиеся весной у лисицы ассоциации помогают ей правильно себя вести. Она знает, как выглядит дичь, к которой она подкрадывается, помнит повадки дроздов, и это помогает ей довести охоту до успешного конца.

По мере эволюции животных нашей планеты, их поведение совершенствовалось и усложнялось. И каждый раз это было связано с появлением новых механизмов работы мозга. Одним из важнейших усовершенствований мозговой деятельности является способность к образованию ассоциаций – особого вида временных связей. С одной стороны, они помогают животным накапливать всевозможные знания, а с другой – осуществлять сложные формы поведения при образовании ассоциаций между более простыми реакциями, выстраивая из них целые цепи двигательных актов. В основе большинства наиболее сложных видов поведения высших животных, в том числе тех, о которых дальше пойдет речь, лежат условные рефлексы и различные виды ассоциаций. Возникновение способности к образованию ассоциаций является важным этапом развития мозга.

Четверолапые мыслители

Ученые уже довольно давно стали задумываться над вопросом, способны ли животные к различным видам обобщений, способны ли создавать понятия и пользоваться ими.

Понятия являются существенным элементом всякого мышления. Вырабатываемые человеком, они закреплены в нашей речи. По существу, любое слово представляет собою понятие. В слове «береза» заложено понятие определенного дерева с характерной кроной и листьями, с семенами, собранными в сережки, с весьма своеобразной корой. Слово «дерево» является понятием более высокого ранга, так как оно включает понятия береза, ель, дуб, пальма, баобаб и всех остальных известных нам древесных растений.

Наличие в языке большого числа понятий высших рангов в известной степени характеризует уровень развития данного народа. Многим народностям, населяющим непроходимые джунгли острова Новая Гвинея, слово «дерево» неизвестно. Существуют народы, не сумевшие создать слова «хвост». У каждого животного хвост называется особым словом, у собаки, обезьяны, слона… Жители Океании придумали десятки названий для отдельных разновидностей банана. В этом есть известный резон, так как их используют по-разному, и, значит, различать их необходимо. Зато самого слова «банан» до проникновения европейцев в Океанию они не знали.

Поскольку все люди владеют речью, мы очень мало знаем, как формируются понятия без ее участия. А пользуются ли понятиями животные? Разобраться в этом трудно. Долго никому не удавалось изобрести способ, как с этим вопросом подступиться к собаке или обезьяне. Лишь сравнительно недавно такие эксперименты были все-таки поставлены. В одном исследовании обезьяну заставляли сортировать картинки, отбирая карточки с изображением цветов. Чтобы справиться с этой задачей, обезьяна должна была уверенно отличать цветы от рисунков, где были изображены другие части растений.

Обезьяна не сразу догадалась, чего от нее добиваются ученые, и постоянно путала картинки, но, когда поняла, дело пошло на лад. Однако сформировала ли она понятие «цветок», ученые так и не сумели выяснить. Животное могло решить задачу, руководствуясь набором простых правил, например ориентируясь на цвет рисунка. Но вот сформулировать достаточно четкие правила обезьяна смогла самостоятельно, без подсказки со стороны исследователей.

В другом эксперименте обезьяна должна была отобрать три изображения насекомых среди картинок со сходными по размеру и цвету рисунками увядших листьев, плодов, веток, цветов и других частей растений. Здесь, пожалуй, уже было основание говорить о том, что обезьяна выработала и пользовалась понятием.

Самые впечатляющие способности по формированию понятий, как ни странно, продемонстрировали голуби. Их обучили стучать клювом по фотографии, если на ней были изображены люди. Трудно предположить, что для четкого выполнения задания голуби сумели придумать какие-то особые необычные правила. Дело в том, что в эксперименте использовалось много самых разных фотографий. Изображенные на них люди находились в разных местах фотографии, были изображены в разных позах, в разнообразной одежде или обнаженными, являлись представителями различных рас, то есть имели белую, черную или желтую кожу, были разного возраста, в том числе использовались изображения стариков и детей. Какой критерий, кроме наличия или отсутствия людей, мог бы подойти для классификации фотографий? Сами ученые не смогли придумать никакого способа, каким образом их можно сортировать, не пользуясь понятием «человек». Выходит, что животные способны создавать понятия, хотя полной уверенности в этом пока нет.

Давно замечено, что звери и птицы умеют решать логические задачи. Делают они это двумя способами. Во-первых, используют метод «проб и ошибок». Если уличную бездомную кошку поймать и запереть в тесной клетке, она в присутствии поймавшего ее человека скорее всего забьется в угол. Но как только ее оставят в покое, сразу предпримет попытку выбраться наружу. Она наверняка продемонстрируют огромное упорство. А когда использует весь свой кошачий интеллект, будет попросту бросаться из угла в угол, прыгать на каждый уступ стенок или в бешенстве кататься по полу. Если дверцу можно открыть изнутри, надавив на какую-нибудь задвижку или щеколду, она в конце концов окажется на воле, случайно дотронувшись носом, лапой, спиной до запора клетки. Произойдет это непреднамеренно, несознательно и, как правило, лишь после того, как кошка совершит десятки, сотни или тысячи самых разных движений, всевозможных проб, оказавшихся ошибочными.

Случайно выбравшись на свободу, кошка скорее всего не поймет, как следует открывать дверцу, но какие-то воспоминания у нее останутся. Если ее снова поймать и вернуть назад, она сразу бросится в тот угол, где находится клеточный запор, будет именно здесь искать способ открыть клетку и наверняка обретет свободу значительно быстрее, чем в первый раз. Вряд ли и сейчас ей станет понятно, как отпирается дверка. Оба раза она ее открыла случайно. Если запор сложный, кошку придется много раз лишать свободы, прежде чем она, наконец, научится с ним справляться. Однако и тогда будет заметно, что особого ума она к этому делу не приложила, а просто запомнила то случайное движение, которое в первый раз помогло ей обрести свободу, и механически его повторяет. Например, щеколду удобнее открыть, надавив на нее лапой, но если кошка впервые вырвалась на волю, катаясь по ней спиной, она и потом будет прибегать к этому нелепому приему. В общем, использование метода «проб и ошибок» является попыткой решить логическую задачу, не опираясь на помощь логики.

Решение любой незнакомой задачи животное начнет с использования метода «проб и ошибок». Конечно, оно при этом обращается и к своему опыту. Настойчивые, но случайные попытки не гарантируют успеха. В конце концов может наступить такой момент, когда энергия животного иссякнет. Тогда оно временно прекратит дальнейшие попытки. Вот тут-то и начинается чисто логическая стадия решения задачи. Впервые на это обратил внимание немецкий ученый В. Келер.