загрузка...
« Попередня Наступна »

Нейронний базис навчення

Біологія нейронів і їх сполук, роль яких була продемонстрована при аналізі відчуттів і сприйняття, відіграє важливу роль також у дослідженнях процесів навчання, особливо - класичного обумовлення і таких простих форм навчання, як звикання. Далі ми коротко розглянемо деякі ключові ідеї, що лежать в основі цієї активно розвивається області досліджень.



Структурні зміни



Вчені вважають, що нервова основа навчення укладена в структурних змінах нервової системи, і вони все більше шукають ці зміни на рівні нервових з'єднань. Щоб оцінити ці ідеї, треба пригадати з гл. 2, як влаштовано нервове з'єднання і як воно передає імпульс. Імпульс від одного нейрона до іншого передається по аксону нейрона-відправника. Оскільки аксони відокремлені синаптичної щілиною, аксон відправника виділяє медіатор, який поширюється крізь цю щілину і стимулює нейрон-одержувач. Точніше кажучи, коли імпульс проходить по аксону відправника, він активує закінчення цього нейрона, вивільняючи медіатор, який вбирає рецепторами нейрона-одержувача. Весь цей механізм називається синапсом. Ключовими моментами, що відносяться до навчання, є наступні: 1) деякі структурні зміни в синапсі і є нервова основа навчання й 2) результатом цього структурного зміни є більш ефективна синаптична передача.

Що може служити підтвердженням цієї гіпотези? Молено було б, наприклад, показати, що після сеансу навчення синапс став ефективнішим, тобто він легше спрацьовує при наступній стимуляції. В даний час це важко продемонструвати на організмах будь-якої складності: якщо ви реєструєте активність певних нейронів, то як ви можете знайти задачу навчання, яка впливає саме на ці нейрони? Вчені вибрали шлях, при якому спочатку піддається електричної стимуляції певний набір нейронів (передбачається, що так імітується навчання), а потім перевіряється, чи зростає активність цих нейронів при подальшій стимуляції. Таке зростання активності був знайдений в ряді ділянок мозку кролика, і він може тривати кілька місяців. Це явище називають довгострокової потенциации, і воно побічно підтверджує ідею структурних змін при научении (Berger, 1984; Bliss & Lomo, 1973).



Клітинні зміни при простих формах навчання



Поки ми не були досить конкретні щодо того, якого роду структурні зміни збільшують ефективність синапсів. Можливостей декілька. Одна з них - зростання внаслідок навчання кількості медіаторів, що виділяються нейроном-відправником; це може відбуватися тому, що число закінчень аксона, що виділяють медіатор, збільшується. Ще одна можливість - зростання кількості, але не вивільняються медіаторів, а медіаторів, захоплюваних приймаючим нейроном, наприклад, в силу зростання кількості його рецепторів. Третя можливість - збільшення розміру синапсу або поява зовсім нових синапсів (Carlson, 1998). Можливо, що кілька варіантів вірні одночасно, причому при різних типах научения можуть відбуватися різні види структурних змін.

Щоб вивчати процеси навчання на такому рівні нервової деталізації, дослідникам доводиться працювати з елементарними формами навчання й організмами з найпростішої нервовою системою. На початку глави вже згадувався один найпростіший вид навчання - звикання. При цьому процесі послаблюється реакція організму на слабкий стимул, якщо він не викликає серйозних наслідків, - наприклад, перестає чутися гучне цокання годинника. Близький випадок в навчанні - сенсибілізація, коли організм навчається посилювати свою реакцію на слабкий стимул, якщо за ним слідує інший стимул, загрозливий або хворобливий. Наприклад, ми навчаємося сильніше реагувати на звук працюючого приладу, якщо за цим часто слід поломка. Звикання і сенсибілізація знайдені фактично на всіх рівнях тваринного царства, але зараз нас цікавлять равлики. Вони мають просту і доступну нервову систему, що робить їх вельми придатними для вивчення структурних змін в синапсах, супроводжуючих елементарне научение.

Коли равлика неодноразово злегка чіпають, вона спочатку реагує, але протягом приблизно 10 повторів звикає до торкань. Дослідники показали, що таке научение з звиканням супроводжується зменшенням кількості медіатора, що виділяється нейроном-відправником. У цього равлика можна спостерігати і сенсибілізацію. Для цього легке доторк до її тіла має супроводжуватися сильним стимулом, прикладеним до хвоста, і через кілька таких проб реакція равлики на дотик стає більш вираженою. Було показано, що научение з сенсибілізацією опосередковується підвищенням кількості медіатора, що виділяється нейроном-відправником (Kandel, Schwartz & Jessel, 1991).
трусы женские хлопок
Ці результати служать щодо прямим підтвердженням, що елементарні види навчання опосередковуються структурними змінами на рівні нейронів (подробиці про синаптичних процесах дано у розділі «На передньому краї психологічних досліджень»).

А що з асоціативним научением? Опосередковується чи класичне обумовлення структурними змінами, подібними описаним вище? Те, що класичне обумовлення подібно з сенсибілізацією (і те й інше пов'язане із змінами реакції на слабкий стимул на основі іншого, більш сильного стимулу), дозволяє припустити, що у цих двох типів навчання повинна бути схожа нервова основа. Дійсно, було запропоновано нервове пояснення класичного обумовлення, надзвичайно схоже з поясненням сенсибілізації (Hawkins & Kandel, 1984).

Резюме



1. Научение можна визначити як відносно стійке зміна поведінки, що є результатом тренування. Розрізняють чотири типи навчення: а) звикання, при якому організм навчається ігнорувати знайомий стимул, що не викликає серйозних наслідків, б) класичне обумовлення, при якому організм навчається того, що за одним стимулом слід інший; в) оперантное обумовлення, при якому організм навчається того , що його реакція тягне певні наслідки; г) комплексне научение, що включає в себе більше ніж просто формування асоціацій.

2. Перші дослідження навчання велися з позицій бихевиористского підходу. Звичайно в ньому передбачається, що: а) поведінка краще пояснювати зовнішніми, а не внутрішніми причинами; б) прості асоціації служать «цеглинками» якого навчання; в) закони навчання однакові для різних видів і різних ситуацій. У світлі наступних робіт ці припущення були модифіковані. Сучасний аналіз навчення включає в себе когнітивні фактори, біологічні обмеження і бихевиористские принципи.

3. В експериментах Павлова якщо умовний стимул (УС) систематично передує безумовному стимулу (БУС), то УС починає служити сигналом для БУС, викликаючи умовну реакцію (УР), яка часто схожа на безумовну реакцію (БР). Стимули, схожі на УС, в деякій мірі також викликають УР, хоча таку генерализацию можна обмежити за допомогою дифференцирующей тренування. Ці явища відбуваються в самих різних організмах - від плоского черв'яка до людини. Є ряд важливих додатків класичного обумовлення до людини, включаючи умовний страх і умовну толерантність до наркотиків. В останньому випадку умовна реакція на стимул, пов'язаний з вживанням наркотику, протилежна ефекту, що викликається цим наркотиком.

4. У обусловливании грають роль також когнітивні фактори. Щоб відбулося класичне обумовлення, УС повинен надійно пророкувати БУС; тобто коли пред'являється УС, ймовірність виникнення даної реакції повинна бути вище, ніж коли УС не пред'являється. Роль передбачуваності видна також в явищі блокування: якщо один УС надійно пророкує БУС і до нього додається ще один УС, то зв'язок між додатковим УС і БУС НЕ БУДЕ заучена. Моделі класичного обумовлення побудовані на поняттях передбачуваності та новизни.

5. Дані етологів ставлять під питання припущення, що закони навчання однакові для всіх видів і всіх ситуацій, з якими зустрічається даний вид. Етології вважають, що здібності тваринного до навчання обмежені зумовленою «генетичною програмою». Існування таких обмежень в класичному обусловливании підтверджено в дослідженнях смакового відрази. Щури легко навчаються асоціювати хворобливі відчуття зі смаком викликав їх розчину, але вони не можуть навчитися асоціювати хвороба зі світлом. Птахи, навпаки, можуть навчитися асоціювати хвороба зі світлом, але не хвороба зі смаком.

6. Оперантное обумовлення відбувається в ситуаціях, де реакція впливає на оточення, а не викликається безумовним стимулом. Перші систематичні дослідження оперантного обумовлення провів Торндайк, який показав, що тварини здійснюють поведінку по типу проб і помилок і що всяке поводження, за яким слід підкріплення, закріплюється (закон ефекту).

7. В експериментах Скіннера тварина, як правило щур або голуб, навчається простої реакції, наприклад натискати на важіль, щоб отримати підкріплення, Частота реакцій - зручна міра сили реакції. Формування - це процедура тренування, застосовувана, коли бажана реакція - нова; воно передбачає підкріплення тільки тих змін в поведінці, які відповідають вимогам експериментатора.

8. Є ряд явищ, які розширюють сферу застосування оперантного обумовлення.
Одне з них - умовне підкріплення, при якому стимул, асоційований з підкріпленням, сам по собі набуває підкріплювальну силу. Інші пов'язані сюди явища - генералізація і диференціювання; організми генерализуется реакції на прості ситуації, хоча цю генерализацию можна поставити під контроль дифференцировочного стимулу. Нарешті, існують режими підкріплення. Після того як поведінка сформувалося, воно може підтримуватися при підкріпленні, яке дається тільки в частині всього часу. Коли саме має слідувати підкріплення, визначається типами режиму: постійна пропорція, змінна пропорція, фіксований інтервал, змінний інтервал.

9. Існують три типи обумовлення неприємними стимулами. При покаранні за реакцією слід неприємна подія, що призводить до придушення цієї реакції. При уникненні організм навчається припиняти неприємна подія. При запобіганні організм навчається реагувати так, щоб запобігти неприємна подія ще до його початку.

10. У оперантном обусловливании є місце і когнітивним факторам. Щоб оперантное обумовлення сталося, організм повинен вірити, що підкріплення хоча б частково знаходиться під його контролем; тобто він повинен вловити залежність між своїми реакціями і підкріпленням. Біологічні обмеження також грають роль в оперантном обусловливании. Існують обмеження на те, які подкрепітелі з якими реакціями можуть асоціюватися. У голубів, коли підкріпленням служить їжа, научение йде швидше, якщо реакцією має бути Клевань ключа, а не хлопание крилами; але коли підкріпленням служить припинення роздратування струмом, научение йде швидше, якщо реакцією має бути хлопание крилами, а не Клевань ключа.

11. Згідно когнітивному підходу, основне питання навчення полягає в здатності організму подумки уявляти собі різні аспекти світу і оперувати цими уявними репрезентаціями, а не самим світом. При комплексному научении уявні репрезентації відображають щось більше, ніж тільки асоціації, а з уявних операцій може складатися стратегія. Дослідження комплексного навчання у тварин показують, що пацюки можуть формувати когнітивну карту свого оточення, а також набувати абстрактні поняття, такі як причина. Інші дослідження демонструють, що шимпанзе можуть вирішувати завдання шляхом інсайту і потім переносити готові рішення на подібні завдання.

12. Дізнаючись відносини між стимулами, які не цілком передбачувані, люди часто покладаються на свої упередження про ці відносини. Це може призводити до того, що люди виявляють відносини, які об'єктивно не мають місця (уявні асоціації). Коли відношення присутній об'єктивно, наявність упередження про нього може вести до переоцінки предсказательной сили цього відносини; якщо об'єктивне ставлення суперечить упередженню, людина може віддати перевагу останнім. Подібні ефекти служать прикладом обробки за принципом «зверху вниз» в научения.



Ключові терміни



научение

класичне обумовлення

безумовний рефлекс

безумовний стимул

умовний рефлекс

умовний стимул

генералізація

розрізнення

оперантное обумовлення

формування (моделювання)

схеми пропорцій

фіксовані

пропорційний режим (підкріплення)

режим з фіксованою пропорцією

режим із змінною пропорцією

інтервальний режим

покарання

когнітивна карта

звикання

сенсибілізація



Питання для роздумів



1. Люди іноді кажуть: «Він такий-то і такий-то в силу своєї біологічної натури» або «тому що його так виховали». При цьому вони не припускають, що вплив роблять обидва фактори. Чи дійсно існує дихотомія між біологією і научением?

2. Припустимо, ви виховуєте восьмирічну дитину, який не прибирає свою постіль і, схоже, навіть не знає, як це робиться. Як за допомогою технік оперантного обумовлення ви можете навчити його прибирати ліжко?

3. Іноді людина може боятися нейтральних об'єктів, наприклад розстебнутих гудзиків, сам не знаючи чому. Як ви можете пояснити цей феномен з точки зору принципів, викладених у цій главі?

  4. Чи вважаєте ви, що існують відмінності між тим, як ми вивчаємо факти, і тим, як ми навчаємося моторним навичкам? Якщо так, якими є деякі з цих відмінностей? 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Нейронний базис навчення"
  1.  Дегенеративні захворювання нервової системи
      Е. П. Річардсон, М.Флінт Біл, Дж. Б. Мартін (EPRichardson, M. Flint Beat, JBMartin) У класифікації захворювань нервової системи виділяють особливу групу патологічних станів - дегенеративні, підкреслюючи те, що вони характеризуються поступовою і неухильно прогресуючої загибеллю нейронів, причини якої залишаються до кінця не розкритими. Для ідентифікації цих захворювань
  2.  ХВОРОБИ периферичної нервової системи
      А.К.Есбарі (AKAsbury) Периферична невропатія - це загальний термін, який вказує на поразку периферичного нерва будь-якої етіології. Основні процеси, що призводять до поразки м'язів і нервів, досить повно охарактеризовані в гол. 354. Мета ж даної глави - дати, грунтуючись на вищезгаданому базисі, широкий огляд периферичних невропатій людини, а також створити логічну
  3.  СТАНУ СТРАХУ
      К. Т. Бріттон, С. К. Ріш, Дж. К. Джіллін (К. Т. Button, S. С. Risch, J. С. Gillin) Стан тривоги - це нормальна відповідна реакція людини на мінливості життя. У нерізко вираженій формі такий стан є по суті адаптивної реакцією. Так, наприклад, студент не може добре здати іспиту, не відчуваючи ніякої тривоги перед ним. Однак у крайньому своєму вираженні стан
  4.  Вікові психофізіологічні особливості
      Психофізіологічні особливості, людини зазнають певних змін в онтогенезі. Вони пов'язані з анатомо-фізіологічними перебудовами, що відбуваються в організмі людини і його нервовій системі, що йдуть за певною генетичною програмою. Розвиток механізмів діяльності мозку, необхідних для формування психіки, починається ще до появи дитини на світ, під час
  5.  ОРИГІНАЛЬНІ студентський реферат
      На наступній сторінці Вам представлений зразок титульного аркуша студентського реферату. При оформленні досить поставити назву навчального закладу, де Ви навчаєтесь, вписати свої ініціали, курс і факультет. Подальше оформлення згідно із запропонованими Вам рефератах. Так виглядає титульний лист реферату студента Московського міського педагогічного університету. Вибрані з сотень захищених
  6.  Психічне здоров'я
      Психічне благополуччя - це третій показник здоров'я населення (50%), від якого безпосередньо залежить спосіб життя. Довгий час цінності особистості, в тому числі і здоров'я, не були пріоритетними в нашому суспільстві. Особистість здорова фізично, психічно і соціально як правило завжди здатна протистояти будь-якому не позамежного впливу внутрішніх і зовнішніх факторів, боротися і перемагати
  7.  Дитячий церебральний параліч
      Дитячий церебральний параліч - термін, що об'єднує групу Непрогрессірующая захворювань головного мозку, що виникли внаслідок недорозвинення або пошкодження структур мозку в антенатальний, інтранатальньгй і ранній постнатальний періоди, що характеризуються руховими розладами, порушеннями пози, мови, психіки. Частота дитячого церебрального паралічу становить 1,7-3,3 на 1000 дитячого
  8.  Функції лімбічної системи
      Отримуючи інформацію про зовнішню і внутрішню середовищах організму, лімбічна система запускає вегетативні і соматичні реакції, що забезпечують адекватне пристосування організму до зовнішнього середовища і збереження гомеостазу. Приватні функції лімбічної системи: 1. Регуляція вісцеральних функцій: У цьому зв'язку лімбічну систему іноді називають вісцеральним мозком. Дана функція здійснюється
  9.  Общеметодологические принципи наукового дослідження (детермінізму, розвитку, гуманізму)
      Принцип детермінізму. Пануванню суб'єктної парадигми, визнанню ролі категорії суб'єкта передував складний процес подолання механічного лінійного розуміння принципу детермінізму, який на початку століття був підданий критичного подолання у фізиці, але продовжував панувати в психології. Забігаючи вперед, звертаючись до принципу соціальної детермінації особистості в гуманітарних науках,
  10.  Антропотехніческіе засоби підвищення професійної майстерності
      На роль такої системи підготовки професіоналів, яка була б націлена на відтворення цілісного феномена професійної майстерності, при цьому включала б у себе відтворення його змістовно-технологічної складової, як відноситься до рівня дій, тобто до власне професійних знань та вмінь, так і до рівня професійно важливих особистісних якостей, за рахунок створення
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...