Условный рефлекс — основа дрессировки

Если в естественных условиях обучение животных происходит путём имитации поведения взрослых особей, то при дрессировке собак основной механизм — это формирование инструментальных условных рефлексов. Несмотря на сложность термина, на самом деле, это очень просто. Сейчас я всё объясню.

Существуют врожденные рефлексы, которые называют безусловными: биологически значимые стимулы вызывают определенную реакцию. Болевое раздражение вызывает отдергивание конечности, раздражение слизистой носа — чихание и т.п. Биологически нейтральные стимулы никаких специфических реакций не вызывают. Если биологически нейтральный стимул (звонок, мигание лампочки, произнесение незнакомого собаке слова) предъявлять одновременно с биологически значимым стимулом (предъявление пищи), то, спустя некоторое количество сочетаний двух стимулов, специфическая реакция, например, поднимание лапы, будет запускаться биологически нейтральным стимулом. Это и есть условный рефлекс. Стимул, который был биологически нейтральным, а, в результате многократных сочетаний с биологически значимым, приобрел сигнальное значение, называется условным стимулом.

Условные рефлексы разделяются на два вида: первый, или классический, или павловский; второй, или инструментальный.

Инструментальный условный рефлекс отличается от классического (павловского) условного рефлекса наличием обратной связи в системе «организм — среда». При выработке классического условного рефлекса сигнал предъявляется независимо от действий животного: удары электрическим током, или же появление кусочка пищи следуют после звонка или мигания лампы независимо от того, нажимает животное на рычаг или нет. При инструментальном рефлексе предъявление сигнала зависит от того, нажмет крыса на рычаг или нет; приподнимет собака лапу или нет. Если крыса не нажимает на рычаг, она получает удар электротока, если нажимает, то избегает болевого стимула; собака получает еду только, если приподнимает лапу после предъявления условного сигнала, а, если не поднимет, то пищевая гранула не появится.

Обычно классические условные рефлексы основаны на висцеральных реакциях (слюнотечение у павловских собак), а инструментальные — на двигательных (крыса, нажимающая на рычаг). Но это не обязательное условие. Инструментальные рефлексы могут быть основаны на физиологических реакциях (слюноотделение, изменение частоты сердцебиения, изменение электроэнцефалограммы), а классические — на реакциях двигательных. Таким образом, различие между двумя типами условных рефлексов заключается не в типах реакций животного — висцеральной или же моторной, а в наличии обратной связи в системе «стимул—реакция». При выработке классического условного рефлекса предъявление стимула не зависит от реакции животного, обратная связь в системе «стимул-реакция» отсутствует. А при выработке инструментального условного рефлекса предъявление стимула зависит от реакции животного, обратная связь в системе «стимул-реакция» отсутствует. Другими словами, при выработке инструментального рефлекса животное контролирует ситуацию, а при выработке классического рефлекса животное оказывается в неконтролируемой ситуации.

«Инструментальными» рефлексы названы потому, что являются инструментом для животного, с помощью которого оно влияет на внешнюю среду — получает пищу, или избегает боли, или добивается чего-то ещё. Кроме того, такие рефлексы — эффективный инструмент для управления поведением животного, как и человека. Управление поведением с помощью выработки инструментального условного рефлекса достигается, например, следующим образом.

Когда в доме появляется котенок, то он исследует все предметы. С точки зрения человека, интерес котенка к некоторым вещам вреден. Как можно подавить естественное желание кошки исследовать вазочку на полке или новогоднюю елку? Чаще всего человек шикает на кошку или шлепает ее газетой, тряпкой и т. п. У кошки быстро вырабатывается инструментальный условный рефлекс. Безусловным стимулом будут неприятные ощущения: испуг, боль. Условной реакцией становится избегание вазочки. Но что будет условным раздражителем? Не сама вазочка, а вазочка в присутствии человека! В результате кошка быстро обучается избегать хрупкие предметы, но только когда человек рядом. Для того чтобы условным стимулом стала сама ваза, нужно сделать следующее: увидев, что кошка крадется к запрещенному объекту, спокойно выйти из комнаты и, когда она протянет к вазе лапку, выстрелить в нее из водяного пистолета[7]. После использования этого приема несколько раз (сочетание приближения кошки к вазе с брызгами холодной воды) сформируется инструментальный рефлекс, в котором безусловным стимулом будут неприятные ощущения, а условным — вазочка. В результате кошка будет обходить хрупкие предметы.

Еще быстрее инструментальный условный рефлекс у котенка выработается, если вместо холодной воды использовать другой сигнал — крик кота. У котят имеются врожденные реакции на звуковые сигналы взрослых животных. Мяуканье кошки — призывный сигнал, а крик кота вызывает испуг и бегство котенка. Коты часто убивают котят — это инфантицид, форма поведения, достаточно широко распространенная в природе. Поэтому котята избегают всех взрослых соплеменников, кроме матери. Если кошачий материнский звуковой сигнал человеку трудно воспроизвести, то крики, которыми обмениваются при встрече коты, довольно легко поддаются имитации. Поэтому, увидев, что котенок проявляет ненужный интерес к какой-то ценной неустойчивой вещи, выйдите из комнаты и покричите котом. Практика показывает, что стойкий рефлекс избегания вырабатывается после двух сочетаний условного (приближение к хрупкой вещи) и безусловного (крик кота) стимулов.

Более высокая скорость обучения в последнем случае объясняется тем, что в первом случае безусловным стимулом является внезапное обрызгивание водой и вызываемые этим неприятные эмоции, а во втором — врожденная потребность избегания взрослых самцов, с которой тесно связаны врожденные же двигательные реакции. Внезапные изменения окружающей среды (холодные брызги) неприятны не только котенку, но и человеку, и собаке — словом, всем животным, обитающим на суше. С таким стимулом, как холодная вода, не связаны никакие специфические врожденные двигательные реакции. Но избегание взрослых котов — врожденная форма поведения, специфичная для котят, это безусловный рефлекс. Выработка условного рефлекса на основе безусловного идет быстрее, чем на основе положительных или отрицательных эмоций, не имеющих врожденных связей с определенной двигательной реакцией.

Например, при дрессировке собак команды голосом сопровождают жестами, чтобы можно было управлять собаками на значительном расстоянии. В принципе возможно каждую команду сочетать с любым жестом. Но, во всех школах дрессировки, во всех странах, отдавая команду «Сидеть», дрессировщик сгибает в локте руку и поднимает её к плечу. Собака очень быстро осваивает эту команду, потому что, когда собака поднимает голову — собака всегда следит за руками человека — включается безусловный рефлекс позы. От вестибулярного аппарата, который расположен в голове, нервные импульсы, пройдя через ряд ядер головного и спинного мозга, поступают к мышцам конечностей: при запрокидывании головы назад увеличивается тонус мышц разгибателей передних конечностей, а тонус разгибателей задних ослабляется — собака садится. А, когда голова опускается, мы наблюдаем противоположную реакцию: из-за ослабления тонуса разгибателей передних конечностей и увеличения тонуса разгибателей задних, собака ложится. Этим тоже пользуется дрессировщик: отрабатывая команду «Лежать», он опускает руку вниз.

Еще один пример эффективного обучения на основе врожденных реакций — это натаскивание свиней на трюфели. Трюфели — грибы с изысканным вкусом, которые высоко ценятся любителями, готовыми платить за них очень большие деньги. Но штука в том, что плодовые тела трюфелей развиваются под землёй. Чтобы найти в лесу место, которое стоит раскопать, нужен либо очень опытный глаз, либо помощь животных с острым нюхом. Можно обучить собаку, и она будет искать трюфели, как будет искать источник любого запаха, к которому её приучат. А можно использовать свинью, которую обучать не надо, потому что трюфели источают запах, привлекающих свиней подобно тому, как запах валерьяны неудержимо влечёт кошек[8]. Обученная собака ищет трюфели, как выполняет любую работу — до тех пор, пока ей это не надоест, т.е. не больше получаса, а после этого ей требуется отдых. А свинья сама рвётся со шлейки, и главное, когда она начнёт раскапывать почву — не дать ей его сожрать, успеть первым вытащить трюфель. А чтобы опередить свинью, которая весит больше ста килограммов, нужна и сноровка, и физическая сила.

Мы уже сказали, что «инструментальными» назвали такие условные рефлексы, которые являются инструментом управления поведением. Подчеркнём, что инструмент этот обоюдоострый, управляют — не только люди поведением животных, но и животные поведением людей. Достаточно часто в домах, где есть собаки, возникает проблема прикармливания у стола.

Когда собака только появляется в доме, её, естественно, балуют; особенно, если это щенок. С собакой много общаются, играют, угощают всякими вкусностями и, как всякому ребёнку, позволяют вещи, недопустимые для взрослых. Если собака делает что-то уж совсем нехорошее, это пресекают, взяв её на руки, сопровождая такое действие увещеваниями, которые произносят голосом, полным мягкой укоризны. Часто щеночков угощают чем-то с человеческого стола. Когда собака подрастает, человек вспоминает, что главное в доме — дисциплина. «Ты уже большая, у тебя есть своя миска, а это мой обед» подобные разъяснения не меняют поведение собаки. У неё уже сформировался рефлекс, поэтому, когда человек садится за стол обедать или ужинать, собака тут же оказывается рядом. К тому же этот рефлекс сформирован на основе врождённого поведения собаки — поведение выпрашивания типично для всех стайных псовых, у которых вожак распределяет добычу между членами стаи. И тут возникает критическая ситуация: если человек не выдерживает жалобного взгляда, поскуливаний и робких движений, и всё-таки даёт собаке кусочек, этим он только подкрепляет рефлекс, корректируя его. Теперь собака «знает», что для того, чтобы получить подкрепление нужно не просто сидеть у стола, а ДОЛГО сидеть у стола. Заметим, что врождённое поведение выпрашивания есть не только у собак, но и у домашних кошек (Рис. 2.5.).

Рис. 2.5. Коты, побирающиеся на улице, очень часто имеют дом, где их регулярно кормят. Просто выпрашивание — врождённая форма поведения кошек и собак.

Слово «знает» не случайно мы взяли в кавычки. В данном случае определённое поведение формируется не в результате умственных процессов, выводов логических построений. Собака управляет поведением человека с помощью рефлекторных реакций — своих и его. Точно также маленький ребёнок, описанный Григорием Остером во «Вредных советах», управляет поведением взрослых:

Если мама в магазине

Вам купила только мячик

И не хочет остальное,

Все, что видит, покупать,

Станьте прямо, пятки вместе,

Руки в стороны расставьте,

Открывайте рот пошире

И кричите букву "А"!

Таким образом, поощряя или наказывая собаку, или ребёнка, каждый раз помните, что условным стимулом становится изменение во внешней среде, НЕПОСРЕДСТВЕННО предшествующее появлению наказания или поощрения. Если наказывать ребёнка сразу после проверки дневника, то ребёнок будет лишь бояться показывать дневник, но не будет стремиться к отличным отметкам в школе. Если давать собаке кусок с человеческого стола только после продолжительных отказов, то это только тренирует терпение животного.

Конрад Лоренц советовал стрелять из рогатки в собаку, срывающуюся с поводка, но не наказывать ее, когда она, набегавшись, вернется к хозяину — в таком случае условным стимулом, сочетающимся с наказанием, окажется возвращение к хозяину. Поэтому же женам рекомендуется делать выговор загулявшим детям и мужьям не сразу после их возвращения домой, а после того как они выспятся. Иначе условным стимулом, связанным с неприятными ощущениями, явится само возвращение домой, а это усилит поведение избегания дома.

Карен Прайор для дрессировки собак разработала метод кликера. Кликер — коробочка, которая крепится на ошейнике собаки. Эта коробочка имеет радиосвязь с кнопкой, которая в руках у хозяина. По команде человека кликер издает щелчки, которые являются условным сигналом. В результате собака получает поощрение непосредственно в тот момент, когда выполняет желаемое хозяином действие.

На основании концепции инструментальных условных рефлексов была разработана теория обучения, которую американский учёный Б. Ф. Скиннер назвал оперантным обусловливанием. При оперантном обусловливании, или, проще говоря, оперантном обучении условный стимул (команда дрессировщика в случае воспитания собаки) предъявляется ОДНОВРЕМЕННО с поощрением или же наказанием, которое следует непосредственно после того как животное само совершит какое-то действие, причём совершит спонтанно, без предварительных команд человека. Например, когда собака, побродив по квартире, уляжется на коврик, предназначенный для неё, тут же поощрите её (лакомством, лаской, игрушкой), произнося слово «место». После нескольких повторений такого сочетания собака охотно будет выполнять команду «Место!». Разумеется, коврик должен быть мягким и уютным.

Опять же, как и в случае с остальными условными рефлексами, оперантное обучение не связано с высшими психическими функциями. Таким способом можно обучать животных с простой нервной системой, намного более примитивной, чем нервная система позвоночных. В научной литературе описано обучение тараканов и даже улиток (терпеливый был исследователь). Рассказывают, что как-то студенты проверили и убедились в эффективности метода в ходе лекций по теории оперантного обучения. Профессор, читавший этот курс, имел обыкновение во время лекции не стоять за пюпитром, а расхаживать по подиуму. Предварительно сговорившись, студенты принимались шуметь — двигать ногами, шуршать тетрадями, покашливать — когда лектор находился в центре. А когда, шагая, лектор приближался к краю подиума, шум аудитории постепенно исчезал. Когда, развернувшись, профессор начинал приближаться к центральной зоне, опять возникал неясный гул. По мере смещения профессора к периферии, шум в зале затихал. Заканчивал лекцию профессор, балансируя на самом краю подиума. История умалчивает — был ли преподаватель доволен этим внеплановым практическим занятием по своему курсу.

Отметим, что на практике следует применять не только отрицательное подкрепление нежелательных форм поведения, но и регулярно поощрять те формы поведения других животных и других людей, которые нам желательны. Об этом многие люди забывают. Мы часто выражаем своё неудовольствие, игнорируя такое поведение других, которое нам нравится, полагая, что это — норма жизни. Это большая ошибка. Рассказывают, что некий мужчина ленился бриться и делал это раз в неделю, по понедельникам. Уже в среду многие знакомые женщины начинали делать ему замечания. Но мужчина, согласно психологическим закономерностям отрицания и вытеснения неприятных событий, не менял своей привычки бриться только в понедельник утром. На новом месте работы все женщины тоже стали указывать ему на звероподобность внешности, начиная со среды. Но одна из коллег каждый понедельник говорила ему, что сегодня — бритый — он выглядит просто замечательно. Через два месяца мужчина стал бриться трижды в неделю, а ещё через месяц стал и вовсе бриться ежедневно. Такова сила положительного подкрепления при оперантном обучении.