Что такое условный рефлекс, и как он формируется. Правила выработки условных рефлексов
Условный рефлекс и его роль в приспособлении деят-ти животных и человека. Классификация условных рефлексов. Условия, необходимые для замыкания временной связи.
Условный рефлекс - это благоприобретенный рефлекс , свойственный отдельному индивидууму (особи). Возникают в течение жизни особи и не закрепляются генетически (не передаются по наследству). Возникают при определенных условиях и исчезают при их отсутствии. Формируются на базе безусловных рефлексов при участии высших отделов мозга. Условно-рефлекторные реакции зависят от прошлого опыта, от конкретных условий, в которых формируется условный рефлекс. Условные рефлексы лежат в основе приобретенного поведения . Это наиболее простые программы. Окружающий мир постоянно меняется, поэтому в нем могут успешно жить лишь те, кто быстро и целесообразно отвечает на эти изменения. По мере приобретения жизненного опыта в коре полушарий складывается система условнорефлекторных связей. Такую систему называют динамическим стереотипом . Он лежит в основе многих привычек и навыков.
КЛАССИФИКАЦИЯ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ.
1. По особенностям безусловного подкрепления или проявления условного рефлекса: - по наличию или отсутствию подкрепления условного рефлекса: положительные (подкрепляемые), "запускающие" какой-либо вид деятельности, функцию и отрицательные (неподкрепляемые), тормозящие какую-либо функцию. - по биологическому значению безусловного рефлекса, на базе которого выработан условный: витальные, зоосоциальные и саморазвития. - по структуре подкрепляющего стимула: условные рефлексы 1-го порядка (вырабатываются на основе уже выработанного условного рефлекса); 2-го порядка (вырабатываются на основе уже выработанного условного рефлекса 1-го порядка), 3-го порядка и т.д.
2. По особенностям условного сигнала: - экстеро- и интероцептивные (висцеральные) условные рефлексы - натуральные (сигнальный раздражитель является естественным признаком безусловного, например, запах - естественный сигнал для пищи, поэтому условный рефлекс слюноотделения на запах пищи - натуральный условный рефлекс) и искусственные (сигнальный раздражитель случайно сочетается с безусловным, по- этому условный слюноотделительный рефлекс на звук звонка - искусственный). - условный рефлекс на простые и сложные сигнальные раздражители.
3. По соотношению во времени условного и безусловного раздражителей: - наличные УР (при совпадении во времени стимула и подкрепления - следовые УР (стимул и подкрепление разделены определенным временным интервалом): а) совпадающие (подкрепление следует почти сразу за сигналом, интервал менее 5 секунд), б) отставленные (интервал между стимулом и подкрепление - 5-30 секунд), в) запаздывающие (интервал - более 30 секунд) действует т.н. закон силы. Согласно этому закону, величина условного рефлекса прямо зависит от силы условного раздражителя (сигнального раздражителя).
Чтобы сформировалась устойчивая временная связь, необходимо многократное сочетание условного и безусловного раздражителей; это приводит к развитию феномена "проторения", когда импульсы от КПУР быстрее и легче проходят по "знакомому" пути к КПБР, реакция на условный раздражитель облегчается и ускоряется. Таким образом,вначале только лишь возникает временная связь между КПУР и КПБР, затем она закрепляется и формируется устойчивый условный рефлекс. Рефлекторная дуга этого рефлекса представлена следующими звеньями: а) афферентное звено УР - это афферентное звено анализатора, воспринимающего действие условного раздражителя (в нашем примере - это афферентное звено зрительного анализатора); б) центральное звено - объединенное.Оно включает в себя подкорковые и корковые центры как зрительного,так и пищевого центра, объединенные устойчивой временной связью; в) эфферентное звено - идущие от слюноотделительного центра продолговатого мозга нервы к слюнным железам; г) эффекторы - слюнные железы. Образование самого условного рефлекса обычно проходит две стадии: генерализации и специализации. На первой стадии - генерализации - условнорефлекторное действие приобретает не только подкрепляемый, условный сигнал, но и сходные с ним раздражители. Специализация условного рефлекса позволяет из широкого спектра сходных по сенсорной модальности раздражителей выделить один, биологический значимый, который запускает рефлекторную реакцию. Обычно стадия специализации совпадает с началом его автоматизации. Механизмы замыкания временной связи. Существует несколько гипотез о механизмах образования устойчивой временной связи. Одна из наиболее широко распространенных - синаптическая, согласно которой, основой формирования временной связи условного рефлекса является изменение эффективности работы синапсов, участвующих в передаче возбуждения. Рассмотрим наиболее важные механизмы, способные улучшать синаптическую проводимость. 1. Возможно увеличение количества синапсов, участвующих в проведении возбуждения между КПУР и КПБР, результате этого суммарная проводимость нейронной цепи существенно возрастает. 2. Между нейронами могут образовываться дополнительные аксошипиковые контакты, облегчающие проведение возбуждения. 3. Под влиянием многократной длительной стимуляции один в синапсах происходит увеличение количества рецепторов постсинаптической мембраны, взаимодействующих с медиатором, в частности, с АХ. Это приводит к возрастанию количества действующих ионных каналов на постсинаптической мембране, и следовательно, к существенному облегчению, улучшению синаптической передачи. 4. При длительной стимуляции в нейронах синтезируются особые белки, ферменты или молекулы РНК, которые также способны значительно облегчать синаптическую передачу. 5. Определенная роль в консолидации временной связи принадлежит и глиальным клеткам, осуществляющим миелинизацию "голых" пресинаптических терминалей аксонов,что также приводит к улучшению проведения нервных импульсов.
Условный рефлекс представляет собой приобретенную реакцию, которая свойственна лишь отдельно взятому индивидууму или особи. Как известно, он возникает в процессе жизни и никак не передается по наследству. Условный рефлекс образуется только при определенных условиях и исчезает при их полном отсутствии. Он возникает на базе безусловных реакций от прошлого опыта и только при участии высших отделов мозга.
Особенности изучения
Приобретенные рефлексы и их механизмы формирования изучались такими учеными и физиологами, как И. П. Павлов и И. Ф. Толочинов. Именно они показали, что условный стимул (новый) может запустить у особи рефлекторную реакцию, если перед этим он будет предъявляться в течение непродолжительного времени вместе с безусловным раздражителем. Приведем пример: если хищному животному дать понюхать мясо, то у него обязательно выделится желудочный сок (это относится к безусловному рефлексу). Ну а если же с появлением этого продукта позвонить в колокольчик, то нервная система особи сама собой ассоциирует такой звук с вкусной пищей, и в этом случае желудочный сок может выделяться не только при виде мясного изделия, но при обычном звонке. Это явление и представляет собой условный рефлекс. Стоит особо отметить, что такую систему неофициально называют динамическим стереотипом. Именно он лежит в основе большинства человеческих привычек и навыков. Например, если вы однажды научились кататься на коньках, роликах или велосипеде, то впоследствии вам уже не придется думать о том, как двигаться на этих устройствах, чтобы не упасть.
Условный рефлекс и его формирование
Для того чтобы сформировать у человека или животного условную реакцию, необходимо:
Условные рефлексы: механизм формирования
Казалось бы, чего уж проще? Сломал малыш папин смартфон - отругали. Посмотрел на него, но не взял - похвалили.
Но в этом классическом методе таится много моментов, которые делают его неэффективным и даже вредным.
Если между поступком и наказанием или похвалой прошло более секунды или произошло какое-то событие, то закрепления поведения не происходит. Иными словами, если карапуз сломал смартфон и уселся играть в уголочке с солдатиками, а вы его отругали, то он и после 20 сеансов подобного «обучения» будет и впредь ломать ваши вещи, а вот с солдатиками играть перестанет.
Исключение - когда ребенок находится в сенсорно бедной обстановке: нет никаких звуков, новых предметов. Тогда рефлекс закрепляется, если даже порицание или поощрение отстоит от поступка на несколько минут.
При выработке условного рефлекса не должно быть конкурирующих со стимулом потребностей. Например, вы приучаете ребенка махать ручкой, когда папа выходит из дома. Вы машете его ладошкой, говорите за него «пока-пока» и при этом целуете или даете кусочек вкусного печенья. Малыш быстро все освоит, если ему нравится, что вы его целуете, или он любит печенье.
Но если он в это время сыт и очень хочет пить или слышит звук начинающегося любимого мультфильма, то ни поцелуй, ни печенье не подкрепят махания ручкой. Наоборот, они станут наказанием. Кроха будет капризничать всякий раз, когда его попросят попрощаться с папой.
Правильно было бы в этом случае дать малышу сока или позволить сразу после прощания с папой посмотреть мультфильм.
Какой порядочный!
Приучить ребенка соблюдать режим дня и обслуживать себя позволяет выработка комплекса условных рефлексов - динамический стереотип. Зачем он нужен?
Если вы готовы всякий раз, когда нужно застелить кровать, помыть руки или положить вещи на место, читать сыну или дочери увлекательные лекции о пользе порядка и чистоты, придумывать сказки, викторины и конкурсы на эти темы, то динамические стереотипы вам не нужны. Но намного проще жить и родителям, и детям в тех семьях, где гигиенические процедуры и наведение порядка совершаются на автомате и не требуют ни эмоциональных, ни волевых усилий, когда руки сами делают то, что положено.
Как только ребенок вышел из туалета или вернулся с улицы, сразу же ведите его в ванную и мойте ему руки. Постепенно некоторые этапы (намочить, намылить, смыть, отряхнуть, вытереть) давайте делать самостоятельно. И так до тех пор, пока он не освоит весь набор действий под названием «мытье рук».
Малыш проснулся? Сразу нужно снять пижаму и надеть то, что приготовлено с вечера. Затем вместе отряхнуть простыню, разгладить одеяльце, накрыть все покрывалом и красиво разложить подушки.
Ребенок снял кофточку? Тут же отнесем ее вместе в шкаф. Наигрался с пазлами? Сложим в коробочку, поставим на полку. Съел конфетку? Куда нужно отнести фантик? Потратьте на это месяц. Зато потом будет легко и вам, и малышу!
Динамические стереотипы усваиваются быстрее, если подкреплять правильную цепочку действий похвалой, игрой, стаканом сока и осуждать неверные действия или их отсутствие.
Трудно, но можно
У крохи уже сформировался неверный динамический стереотип? Он привык, проснувшись, играть на компьютере и ходить в пижаме до обеда? Переучить будет сложнее, чем учить правильному поведению с нуля. Но попробовать стоит.
Не ломайте сразу весь стереотип: сложно придется и воспитаннику, и воспитателю. Просто сократите до минимума нежелательные его этапы. Скажем, разрешите ребенку, когда он проснется, включать компьютер, но сразу после этого ему нужно снять пижаму, надеть домашнее и застелить постель.
Втискивайте постепенно между нежелательными действиями как можно больше желательных!
Нежелательное никуда не денется, но оно сократится по времени и принесет пользу - послужит подкреплением для обучения правильному стереотипу. А может со временем и вовсе исчезнуть само собой.
Приучение к горшку по… рефлексу
Практикуете раннее высаживание? Если хотите, чтобы ребенок при этом с младенчества еще и усвоил, что справлять нужду следует именно в горшок, то не держите его над ванной или тазиком. Вернее, держите, но внутрь ставьте горшок и держите маленького так, чтобы бортики горшка касались попы. Тогда образуется двойной рефлекс: хочется в туалет, нужно поместить попу на горшок и после справить свои дела. Когда научится ходить и садиться, так и будет делать.
Малыш уже все это умеет, вот только горшок игнорирует? С утра дайте ему попить яблочного сока. Засеките, сколько времени прошло до того времени, как он намочил штаны. Дайте покушать салат из свеклы и чернослива, заправленный растительным маслом. Сколько времени прошло до того, как он испачкал трусики?..
На следующий день снова дайте крохе яблочного сока и свекольного салата. Примерно через то время, как он начал справлять свои дела вчера, высадите его на горшок. Только на 15 минут раньше на всякий случай. Пусть посидит. Вы будьте рядом, разговаривайте, можете почитать книжку (детскую, вслух). Когда ваш умничка сделает свои дела в горшок, похвалите, дайте что-то вкусненькое. Тренировка продлится 1-3 недели. Ребенок уверенно ходит на горшок? Подкрепляйте похвалой и вкуснятиной только каждый второй-третий удачный заход. Через неделю прекратите поощрение.
Но помните, что в незнакомой обстановке навыки, усвоенные путем условного рефлекса, работают хуже. В гости и поликлинику надевайте на первых порах подгузникк!
Условный рефлекс вырабатывается только тогда, когда мозг находится в рабочем состоянии. Малыш заторможен (хочет спать, болен, пребывает в депрессии)? Образования рефлексов не произойдет!
Для выработки условного рефлекса необходимо:
- 1) наличие двух раздражителей, один из которых безусловный (пища, болевой раздражитель и др.), вызывающий безусловно-рефлекторную реакцию, а другой - условный (сигнальный), сигнализирующий о предстоящем безусловном раздражении (свет, звук, вид пищи и т.д.);
- 2) многократное сочетание условного и безусловного раздра жителей (хотя возможно образование условного рефлекса при их однократном сочетании);
- 3) условный раздражитель должен предшествовать действию безусловного;
- 4) в качестве условного раздражителя может быть использован любой раздражитель внешней или внутренней среды, который должен быть по возможности индифферентным, не вызывать обронительной реакции,не обладать чрезмерной силой и способен привлекать внимание;
- 5) безусловный раздражитель должен быть достаточно сильным, в противном случае временная связь не сформируется;
- 6) возбуждение от безусловного раздражителя должно быть более сильным, чем от условного;
- 7) необходимо устранить посторонние раздражители, так как они могут вызывать торможение условного рефлекса;
- 8) животное, у которого вырабатывается условный рефлекс, должно быть здоровым;
- 9) при выработке условного рефлекса должна быть выражена мотивация, например, при выработке пищевого слюноотделительного рефлекса животное должно быть голодным, у сытого - этот рефлекс не вырабатывается.
Условные рефлексы легче вырабатывать на экологически близкие данному животному воздействия. В связи с этим условные рефлексы делятся на натуральные и искусственные. Натуральные условные рефлексы вырабатываются на агенты, которые в естественных условиях действуют вместе с раздражителем, вызывающим безусловный рефлекс (например, вид пищи, ее запах и т.д.). Все остальные условные рефлексы искусственные, т.е. вырабатываются на агенты, в норме не связанные с действием безусловного раздражителя, например, пищевой слюноотделительный рефлекс на звонок.
Физиологической основой для возникновения условных рефлексов служит образование функциональных временных связей в высших отделах ЦНС. Временная связь - это совокупность нейрофизиологических, биохимических и ультраструктурных изменений в мозге, возникающих в процессе совместного действия условного и безусловного раздражителей. И.П.Павлов высказал предположение, что при выработке условного рефлекса происходит формирование временной нервной связи между двумя группами клеток коры - корковыми представительствами условного и безусловного рефлексов. Возбуждение от центра условного рефлекса может передаваться к центру безусловного рефлекса от нейрона к нейрону.
Следовательно, первый путь образования временной связи между корковыми представительствами условного и безусловного рефлексов является внутрикорти-кальным. Однако при разрушении коркового представительства условного рефлекса выработанный условный рефлекс сохраняется. По-видимому, образование временной связи идет между подкорковым центром условного рефлекса и корковым центре-безусловного рефлекса. При разрушении коркового представительства безусловного рефлекса условный рефлекс также сохраняется. Следовательно, выработка временной связи может идти между корковым центром условного рефлекса и подкорковьг центром безусловного рефлекса.
Разобщение корковых центров условного и безусловного рефлексов путем пересечения коры мозга не препятствует образованию условного рефлекса. Это свидетельствует о том, что временная связь может образоватьс между корковым центром условного рефлекса, подкорковьг центром безусловного рефлекса и корковым центром безусловного рефлекса.
Имеются различные мнения по вопросу о механизмах обрс зования временной связи. Возможно, образование временно связи происходит по принципу доминанты. Очаг возбуждения с безусловного раздражителя всегда сильнее, чем от условного, так как безусловный раздражитель всегда биологически более значим для животного. Этот очаг возбуждения является доминантным, следовательно притягивает к себе возбуждение от очага условного раздражения. Если возбуждение прошло по каким-либо нервным цепям, то в следующий раз оно по этим путям пройдет значительно легче (явление "проторения пути"). В основе этого лежат: суммация возбуждений, длительное повышение возбудимости синаптических образований, увеличение количества медиатора в синапсах, увеличение образования новых синапсов. Все это создает структурные предпосылки к облегчению движения возбуждения по определенным нейронным цепям.
Другим представлением о механизме формирования временной связи является конвергентная теория. В ее основе лежит способность нейронов отвечать на раздражения разных модальностей. По представлениям П.К.Анохина, условный и безусловный раздражители вызывают распространенную активацию корковых нейронов благодаря включению ретикулярной формации. В результате восходящие сигналы (условного и безусловного раздражителей) перекрываются, т.е. происходит встреча этих возбуждений на одних и тех же корковых нейронах. В результате конвергенции возбуждений возникают и стабилизируются временные связи между корковыми представительствами условного и безусловного раздражителей.
Условные рефлексы второго, третьего и более высоких порядков.
Если выработать прочный условный пищевой рефлекс, например, на свет, то такой рефлекс является условным рефлексом первого порядка. На его базе можно выработать условный рефлекс второго порядка, для этого дополнительно применяют новый, предшествующий сигнал, например звук, подкрепляя его условным раздражителем первого порядка (светом).
В результате нескольких сочетаний звука и света звуковой раздражитель также начинает вызывать слюноотделение. Таким образом возникает новая более сложная опосредованная временная связь. Следует подчеркнуть, что подкреплением для условного рефлекса второго порядка является именно условный раздражитель первого порядка, а не безусловный раздражитель (пища), так как если и свет и звук подкреплять пищей, то возникнут два отдельных условных рефлекса первого порядка. При достаточно прочном условном рефлексе второго порядка можно выработать условный рефлекс третьего порядка.
Для этого используется новый раздражитель, например, прикосновение к коже. В этом случае прикосновение подкрепляется только условным раздражителем второго порядка (звуком), звук возбуждает зрительный центр, а последний - пищевой центр. Возникает еще более сложная временная связь. Рефлексы более высокого порядка (4, 5, 6 и т.д.) вырабатываются только у приматов и человека.
Динамический стереотип
Отдельные условные рефлексы в определенной ситуации могут связываться между собой в комплексы. Если осуществлять ряд условных рефлексов в строго определенном порядке с примерно одинаковыми временными интервалами и весь этот комплекс сочетаний многократно повторять, то в мозге сформируется единая система, имеющая специфическую последовательность рефлекторных реакций, т.е. ранее разрозненные рефлексы связываются в единый комплекс. Нейроны головного мозга, обладая большой функциональной подвижностью, тем не менее могут стойко удерживать систему ответных реакций на повторяющиеся условные раздражения.
Основные условия образования условных рефлексов .
Условные рефлексы хорошо образуются только при определенных условиях. Главнейшими из них являются:
1) Повторное сочетание действия ранее индифферентного условного раздражителя с действием подкрепляющего безусловного или ранее хорошо выработанного условного раздражителя;
2) Некоторое предшествование во времени действия индифферентного агента действию подкрепляющего раздражителя;
3) Бодрое состояние организма;
4) Отсутствие других видов активной деятельности;
5) Достаточная степень возбудимости безусловного или хорошо закрепленного условного подкрепляющего раздражителя;
6) Надпороговая интенсивность условного раздражителя.
Условные рефлексы образуются только при наличии достаточной возбудимости центров этих подкрепляющих рефлексов. Например, при выработке у собак пищевых условных рефлексов опыты ставятся при условии высокой возбудимости пищевого центра (голодном состоянии животного).
Возникновение и закрепление условнорефлекторной связи происходит при определенном уровне возбуждения нервных центров. В связи с этим сила условного сигнала должна быть достаточной - выше пороговой, но не чрезмерной. На слабые раздражители условные рефлексы не вырабатываются совсем или формируются медленно и отличаются неустойчивостью. Чрезмерно сильные раздражители вызывают развитие в нервных клетках охранительного (запредельного) торможения, что также затрудняет или исключает возможность образования условных рефлексов.
Методика выработки условных рефлексов .
Методикой выработки условных рефлексов называется система сочетаний и упражнений в определенном режиме работы с учетом индивидуальных особенностей собаки.
При дрессировке служебных собак методика выработки условных рефлексов несколько отличается от Павловской методики.
Во-первых, для выработки условных рефлексов используются готовые поведенческие реакции различной сложности.
Во-вторых, выработка условных рефлексов усложняется созданием различных условий и большим разнообразием применяемых раздражителей в целях формирования у собаки стойких динамических навыков.
В-третьих, необходимость быстроты формирования навыков и безотказности их проявления обязывает включать дополнительные факторы активизации и стимулирования, называемые подкреплениями.
Составными частями и основными положениями методики выработки условных рефлексов при дрессировке служебных собак являются:
1. Определение и практическое применение оптимальной системы сочетаний условного и безусловного раздражителей при выработке первоначального условного рефлекса;
2. Определение и практическое применение рациональной системы упражнений для формирования навыка;
3. Выбор и умелое применение различных способов подкрепления сочетаний условного раздражителя с безусловным и образовавшихся условных рефлексов;
4. Определение режима работы по времени и силе рабочей нагрузки в целях выработки у собаки рабочего состояния, соответствующего рабочему режиму при использовании собаки на службе.
Методика выработки условных рефлексов при дрессировке собак предусматривает обязательное выполнение условий, необходимых для образования условного рефлекса: определение системы сочетаний, упражнений, способов подкреплений, режима работы и отдыха по трем стадиям, контроль за образованием первоначального условного рефлекса и правильным формированием навыка.
При выработке условных рефлексов учитываются взаимосвязи условных рефлексов в сложных навыках и особенности их формирования под влиянием раздражителей из окружающей среды.
Стадии образования условного рефлекса и формирования навыка .
Условный рефлекс образуется не сразу, а постепенно по стадиям. Для образования условного рефлекса требуется определенное количество сочетаний и время.
Различают три стадии образования условного рефлекса :
1. Первая стадия генерализации, или обобщенного ответного действия .
В самом начале сочетаний, пока в коре головного мозга устанавливается нервная связь между двумя очагами возбуждения, условный рефлекс самостоятельно не воспроизводится.
Появление первых реакций на условный раздражитель является началом образования условного рефлекса. В первое время образовавшийся условный рефлекс в результате иррадиации возбуждения проявляется обобщенно как на условный сигнал, так и на все сходные с ним раздражители.
В этой стадии условный рефлекс легко затормаживается, отмечается неточность ответных действий на команду или жест дрессировщика и может совсем не проявляться при изменении условий или обстановки.
2. Вторая стадия концентрации, или специализации условного рефлекса
.
При дальнейшем многократном повторении сочетаний раздражителей иррадиация возбуждения ограничивается торможением, и возбудительный процесс начинает концентрироваться в одном нервном центре. Чем больше закрепляется условный рефлекс, тем меньше будет явление генерализации, и происходит специализация условного рефлекса на конкретный условный раздражитель.
В этой стадии условный рефлекс начинает проявляться автоматически в виде точного и конкретного ответного действия на команду или жест дрессировщика и не проявляется на другие раздражители, сходные с условным. При изменении условий и обстановки условный рефлекс не затормаживается.
3. Третья стадия стабилизации условного рефлекса, или формирования навыка
.
Навык формируется при многократном повторении условного рефлекса в обстановке различной сложности. Автоматическое проявление рефлекса на условный раздражитель теперь не требует постоянного подкрепления его безусловным раздражителем.
В этой стадии условный рефлекс переходит в навык и становится стереотипным. Он активно проявляется на команду или жест дрессировщика в обстановке любой сложности.
Источник информации http://dogs-planet.ru/
| Вести с "боевых полей"!!! Браво тандему Вера и Юджина! |
15.07.2018 на выставке под экспертизой Гавриловой Яны Адольфовны |