ЭТО НЕ ТОЛЬКО О СЛЮНООТДЕЛЕНИИ У СОБАК!
ЭТО НЕ ТОЛЬКО О СЛЮНООТДЕЛЕНИИ У СОБАК!
Базовые материалы:
Pavlov I. Р. (1927). Conditioned reflexes. London: Oxford University Press.
Приходилось ли вам входить в больничное здание, где вы чувствовали запах дезинфицирующих средств и при этом начинали ощущать зубную боль? Если такое с вами случалось, то объясняется это, вероятно, тем, что запах активизировал ассоциативную связь, которая образовалась в вашем мозге между этим запахом и вашим опытом посещения дантиста. Когда вы слышите американский гимн, исполняемый во время открытия Олимпийских игр, ваше сердце начинает биться чаще? Такое случается у большинства американцев. Происходит ли то же самое, когда вы слышите итальянский государственный гимн? Скорее всего, нет, если только вы не выросли в Италии; ведь вы воспитывались в условиях, предполагающих реакцию на американский гимн, но не на итальянский. А почему некоторые люди зажмуриваются и нервничают, когда вы надуваете воздушный шарик рядом с ними? Это потому, что у них образовалась ассоциация между надувающимся шариком и стимулом, вызывающим испуг (громкий хлопок). Таковы лишь некоторые из бесчисленного множества поведенческих проявлений, которые существуют как следствие процесса, получившего название классического обусловливания.
Теория классического обусловливания научения была разработана почти 100 лет назад великим русским ученым Иваном Петровичем Павловым. В отличие от большинства исследований, представленных в этой книге, основные идеи научения посредством ассоциирования, как и само имя создателя этой теории, получили широкую известность в популярной культуре (существует даже песня группы «Роллинг Стоунз», в которой упоминается о «слюнотечении, как у собак Павлова»). Однако путь Павлова к его эпохальным открытиям и подлинное значение его работ известны не столь широко.
Хотя вклад Павлова в психологию огромен, сам ученый был вовсе не психологом, но выдающимся русским физиологом, изучавшим процессы пищеварения. За исследования пищеварения он был удостоен Нобелевской премии. Но началом открытий, которые принципиально изменили его карьеру и историю психологии, послужило фактически случайное наблюдение. Важно отметить, что в конце XIX века психология была очень молодой наукой и многими не расценивалась в качестве подлинно научной области знания. Таким образом, глядя на сделанный Павловым стол, уставленный вашими любимыми кушаньями, у вас будет выделяться слюна вне зависимости от того, хотите вы этого или нет.
Итак, Павлов экспериментировал с различными стимулами, желая определить, насколько все-таки «умны» эти слюнные железы. По мере продолжения исследования он стал замечать некоторые совершенно неожиданные вещи. Собаки начинали выделять слюну раньше, чем получали пищу, и даже еще до того, как могли почувствовать запах пищи.
Через некоторое время собаки стали выделять слюну иногда вообще при отсутствии каких-либо пищевых стимулов. Каким-то образом рефлекторное действие слюнных желез изменилось в результате опыта, приобретенного животными в лаборатории:
«Даже вида миски, из которой кормили собаку, было достаточно для того, чтобы вызвать пищевой рефлекс [рефлекс слюноотделения] полностью во всех деталях; и, далее, слюноотделение могло быть вызвано появлением человека, который приносил миску, или звуком его шагов» (с. 13). Так Павлов оказался на распутье. Он наблюдал слюноотделительные реакции на стимулы, казалось бы, не связанные с пищеварением, и чистая физиология не могла объяснить этот феномен. Ответ следовало искать в психологии.
Теоретические основания
Павлов предположил, что в ходе лабораторных опытов собаки научались ожидать получения пищи вслед за появлением определенных сигналов. Хотя эти сигнальные стимулы естественным путем не продуцируют слюноотделение, собаки начинают ассоциировать их с пищей и в результате реагируют на них слюноотделением. Исходя из этих рассуждений, Павлов решил, что существует два вида рефлексов.
Безусловные рефлексы — врожденные и автоматические; они не нуждаются в научении и являются обычно общими для всех представителей данного вида. Слюноотделение при попадании пищи в рот, вздрагивание при неожиданном громком звуке и расширение ваших зрачков при выключении света — примеры безусловных рефлексов. Условные рефлексы, напротив, являются приобретенными в результате опыта или научения и могут значительно варьироваться у отдельных представителей тех или иных видов. Слюноотделение у собаки при звуке шагов или ваше ощущение зубной боли при запахе дезинфицирующих средств — примеры условных рефлексов.
Безусловные рефлексы это безусловные реакции (БР) на безусловные стимулы (БС). В исследованиях Павлова безусловным стимулом являлась пища, а безусловной реакцией — слюноотделение. Условный рефлекс — это условная реакция (УР), как, например, слюноотделение, на условный стимул (УС), например, звук шагов. Вы можете отметить, что реакция в обоих этих примерах — слюноотделение, но когда слюна течет при звуке шагов, слюноотделение является результатом обусловливания.
Вопрос, ответ на который желал получить Павлов, можно сформулировать так: «Поскольку условные рефлексы не являются врожденными, как конкретно они формируются?». Он предположил, что если какой-либо стимул часто воздействует на собаку, когда она получает пищу, этот стимул ассоциируется в мозге собаки с пищей и будет сигнализировать о предстоящем кормлении. До того как стимул стал сопровождаться получением пищи, он не вызывал никакой заметной реакции. Другими словами, это был нейтральный стимул (НС). Когда собака впервые оказалась в лаборатории, шаги ассистента могли вызвать реакцию любопытства (Павлов называл ее реакцией «Что такое?»), но слышимые шаги определенно не вызывали слюноотделения. Звук шагов, таким образом, был нейтральным стимулом. Однако через некоторое время после того, как собака каждый день слышала те же самые звуки непосредственно перед кормлением, они начали ассоциироваться с пищей. В результате шаги сами по себе должны вызывать у собак слюноотделение. Таким образом, по Павлову процесс, в результате которого нейтральный стимул становится условным стимулом, можно схематически представить следующим образом:
Итак, имея теоретическое объяснение наблюдений, Павлов начал серию экспериментов для проверки его правильности. Обычно считается, что для обусловливания у собак реакции слюноотделения Павлов использовал звонок. Но, как вы увидите дальше, в своих ранних экспериментах он пользовался метрономом.
Метод и результаты
Павлов смог построить специальную лабораторию в Институте экспериментальной медицины в Петрограде (который позже стал Ленинградом, а ныне получил свое первоначальное название Санкт-Петербург) на средства «энергичного и пекущегося об общественном благе московского бизнесмена». Эта звуконепроницаемая лаборатория давала возможность полной изоляции подопытных животных от экспериментаторов и от всех посторонних стимулов во время эксперимента. Таким образом, на животных можно было воздействовать отдельным конкретным стимулом и фиксировать их реакции без какого-либо прямого контакта между ними и экспериментатором.
После создания таких строго контролируемых экспериментальных условий сама процедура опыта была довольно простой. В качестве безусловного стимула Павлов выбрал пищу. Как уже говорилось ранее, пища вызывает безусловную реакцию слюноотделения. Теперь Павлову нужно было найти нейтральный стимул, который был бы для собак совершенно не связан с пищей. В качестве такового ученый использовал метроном. Собака слышала звук метронома и непосредственно после этого получала пищу. «Стимул, который сам по себе был нейтральным, накладывался на действие врожденного пищевого рефлекса. Мы наблюдали, что после нескольких повторений комбинированной стимуляции звук метронома приобрел свойство стимулирования реакции слюноотделения» (с. 26). Другими словами, метроном стал условным стимулом для условной реакции слюноотделения.
Павлов и его сотрудники детально разрабатывали процедуру получения этих предварительных данных, используя различные безусловные и нейтральные стимулы. Например, на животных воздействовали запахом ванили (НС), а затем вливали в рот слабый раствор кислоты (похожий на сок лимона) (БС). Кислота вызывала сильное слюноотделение (БР). После 20 повторений такого комбинированного воздействия одно лишь воздействие ванили вызывало интенсивную реакцию слюноотделения. В другом случае использовали зрительную стимуляцию; какой-либо объект начинал вращаться непосредственно перед появлением пищи. Уже после пяти случаев сочетаний вращающийся объект сам по себе (УС) начинал вызывать реакцию слюноотделения (УР).
В этих экспериментах был получен важный дополнительный результат, состоящий в том, что если нейтральный стимул (ваниль или вращающийся объект) предъявлялся после безусловного стимула, никакого обусловливания не наблюдалось. Например, в рот собаки вливали раствор кислоты и через пять секунд воздействовали запахом ванили. После 427 воздействий такой комбинации ваниль так и не стала условным стимулом.
Значение и применимость открытий Павлова выходят далеко за рамки формирования у собак слюноотделительных условных рефлексов. Его теория классического обусловливания объяснила большую часть человеческого поведения и способствовала становлению психологии как подлинной науки.
Значение полученных данных
Теория классического обусловливания получила всеобщее признание и оставалась фактически неизменной со времени ее создания. Она используется для объяснения и интерпретации широкого спектра явлений: фобии, отвращение к определенным видам пищи, эмоции, влияние рекламной продукции, тревога перед интервью при устройстве на работу или экзаменом, состояние сексуального возбуждения. Ряд недавних исследований, относящихся к некоторым из этих сфер, будет рассмотрен ниже.
Классическое обусловливание фокусируется на рефлекторном поведении; сюда относятся такие виды поведения, которые не подлежат сознательному контролю. Условный рефлекс может быть сформирован на любой ранее нейтральный стимул. Ваши реакции могут быть обусловлены по классическому варианту таким образом, что ваш левый глаз будет мигать при звуке дверного звонка, ваше сердце будет стучать чаще при вспышке голубого света или вы будете чувствовать сексуальное возбуждение, поедая землянику. Дверной звонок, голубой свет и земляника — все это были нейтральные стимулы до тех пор, пока они каким-либо образом не оказались ассоциированными с безусловными стимулами для мигания (струя воздуха, направленная в глаз), для ускорения сердцебиения (неожиданный громкий звук) и сексуального возбуждения (любовные ласки).
Чтобы непосредственно испытать на себе, что такое классическое обусловливание, вы можете провести следующий эксперимент. Все, что требуется, — это звонок, зеркало и помещение, в котором при выключении света становится совершенно темно: зрачки ваших глаз расширяются и сужаются соответственно изменениям степени освещенности. Вы не можете сознательно контролировать эти реакции и не можете этому научиться. Если я скажу вам: «Пожалуйста, сейчас расширьте ваши зрачки», вы не сумеете этого сделать. Однако когда вы входите в затемненное помещение, они расширяются непроизвольно. Таким образом, уменьшение освещенности будет считаться безусловным стимулом для безусловной реакции — расширение зрачков. В вашей домашней лаборатории позвоните в колокольчик и сразу после этого выключите свет. В наступившей полной темноте подождите секунд 15 и включите свет. Подождите 15 секунд и повторите снова: звонок… выключение света… 15 секунд в темноте… включение света. Повторите сочетание нейтрального стимула (звонок) и безусловного стимула (темнота) 20–30 раз при обязательном условии, что звонок звенит непосредственно перед мгновенным наступлением темноты. Теперь при включенном свете внимательно смотрите на свои глаза в зеркале и включите звонок. Вы увидите, что хотя освещенность не меняется, ваши зрачки слегка расширятся. Звонок стал условным стимулом, а расширение зрачков — условной реакцией.
Последующие исследования и современные разработки
В этой книге представлены еще два исследования, которые непосредственно основаны на теории классического обусловливания И. П. Павлова. Дж. В. Уотсон выработал у 11-месячного мальчика Альберта реакцию страха на белую крысу (и различные меховые вещи), используя те же самые принципы, которые Павлов использовал для обусловливания реакции слюноотделения у собак. Тем самым Уотсон продемонстрировал, как формируются эмоциональные реакции. Позднее Джозеф Уолп (J. Wolpe) (см. главу 9 о психотерапии) разработал терапевтическую методику лечения интенсивных страхов (фобий), основанную на классическом обусловливании. Его работа основывалась на предположении, что для ослабления реакции страха необходимо разорвать связь между условным и безусловным стимулами.
Это направление исследований классического обусловливания и фобий продолжается и в настоящее время. Например, в одной из работ показано, что у детей, чьи родители страдают определенными фобиями, могут развиваться такие же самые фобии (в отношении, например, змей и пауков). Это происходит посредством «косвенного» обусловливания, т. е. через имитацию поведения отца или матери, без какого-либо прямого контакта с порождающими страх объектами (Fredrikson, Annas & Wik, 1997). Более того, открытия Павлова по-прежнему используются при лечении фобий как у взрослых, так и у детей (например: King et al., 2000).
Примеры использования теории Павлова в психологических и медицинских работах слишком многочисленны, чтобы можно было здесь сколько-нибудь детально их обсудить. Вместо этого мы рассмотрим несколько дополнительных примеров ее практической значимости.
Обычной проблемой для фермеров по всему свету являются хищники, чаще всего волки и койоты, убивающие и поедающие скот. В начале 1970-х годов были проведены исследования, нацеленные на поиск путей решения этой проблемы без необходимости убивать хищников. Была использована техника классического обусловливания по Павлову (см.: Gustafson, Garcia and Rusiniak, 1974). Волкам и койотам давали куски баранины, содержащие небольшие количества хлорида лития (БС) — химического вещества, которое при попадании в организм вызывает болезненные расстройства. Когда хищники съедали такое мясо, у них начинались головокружение, тошнота и рвота (БР). После выздоровления голодных животных помещали в загон, в котором находились овцы. Волки и койоты начинали атаковать овец (УС), но, почувствовав запах своей добычи, останавливались и оставались так далеко от нее, как только было возможно. Когда ворота загона открылись, хищники на самом деле убегали (УР) от овец! Как следствие этого и других подобных исследований, теперь среди фермеров стало обычной практикой использование метода классического обусловливания, чтобы держать волков и койотов на почтительном расстоянии от своих стад.
Потенциально важной областью исследований, связанных с классическим обусловливанием, является медицина. Существуют данные, что деятельность иммунной системы может быть изменена с помощью техник, основанных на классическом обусловливании. Ader и Cohen (1985) давали мышам воду, подслащенную сахарином (мыши любят такую воду). Затем они стали давать им такую подслащенную воду в сочетании с инъекцией вещества, которое ослабляет у мышей иммунную систему. Когда затем этим же мышам давали пить сахаринную воду без инъекции препарата, у животных появлялись признаки иммуносупрессии, ослабления иммунной активности. В настоящее время проводятся исследования, цель которых состоит в том, чтобы определить, возможно ли обратное. На лабораторных крыс воздействовали сильным запахом камфоры, после чего им делали инъекцию препарата, повышающего иммунную активность. Первые результаты показали, что запах камфоры становится условным стимулом для повышенного иммунного функционирования.
Если подобная методика может быть эффективной в работе с людьми, а есть основания верить, что это так, то вскоре будет вполне возможно усиливать вашу сопротивляемость болезням (условная реакция) немедицинским способом, а именно посредством воздействия условными стимулами. Например, если вы чувствуете, что у вас начинается простуда или грипп, вы ставите специальный «повышающий иммунную активность» музыкальный диск на ваш CD-проигрыватель. Звучит музыка, и срабатывает условный рефлекс на этот стимул — ваша сопротивляемость повышается и останавливает начинающееся заболевание.
Подтверждением сохраняющегося влияния открытий Павлова на современные психологические исследования может служить тот факт, что за период 1997–2000 годов (со времени первого издания настоящей книги) более чем в 220 научных статьях были приведены цитаты из ранней книги Павлова, которые составляют основу данного обсуждения. Одно особенно интересное исследование было посвящено тому, как принципы классического обусловливания могут быть использованы, чтобы помочь людям преодолеть тревожность, состояние панического страха и стресса посредством изменения способов дыхательных движений (Ley, 1999). Это исследование — пример нового подхода к лечению подобных нарушений, который называется респираторной психофизиологией; данный подход основывается на том, что тело условнорефлекторно противостоит начинающемуся состоянию страха посредством изменения дыхания при слабом сознательном контроле со стороны индивида.
Заключение
Из немногих рассмотренных примеров ясно, сколь широко влияние И. П. Павлова на развитие психологии, Немного найдется ученых, которые оказали столь большое воздействие в какой-либо отдельной области науки. Классическое обусловливание является одной из фундаментальных теорий, на которых основывается современная психология. Без вклада Павлова исследователи поведения не смогли бы еще несколько десятилетий открыть эти принципы. Маловероятно, однако, чтобы такая цельная, элегантная и четко сформулированная теория условных рефлексов вообще когда-нибудь появилась, если бы Павлов не принял решение рискнуть своей карьерой и не отважился вступить в непроверенную, неизученную и весьма сомнительную область науки — психологию XIX века.
Литература
Ader, R., & Cohen, N. (1985). CNS-immune system interactions: (conditioning phenomena. Behavioral and Brain Sciences. 8.379–394.
Epstein, L., Paluch, R., & Coleman, K. (1996). Differences in salivation to repeated food cues in obese and non-obese women. Psychosomatic Medicine, 58(2), 160–164. Fredrikson, М., Annas, P., & Wik. G. (1997). Parental history, aversive exposure, and the development of snake and spider phobias in women. Behavior Research and Therapy, 35 (1), 23–28.
Gustafson, C. R., Garcia J., Hawkins, W., & Rusiniak, K. (1974). Coyote predation control by aversive conditioning. Science, 184, 581–583.
King, N., Ollendick, Т., Murphy, G., & Muris, P. (2000). Animal phobias in children: Etiology, assessment, and treatment. Clinical Psychology and Psychotherapy, 7(1), 11–21.
Ley, R. (1999). The modification of breathing behavior: Pavlovian and operant control in emotion and cognition. Behavior Modification, 23(3), 441–479.