Опыты павлова - это интересно. Пол Клейнман Психология. Люди, концепции, эксперименты

Экспериментальная работа по изучению механизмов образования условных рефлексов проводилась в лаборатории И.П. Павлова в Колтушах, вблизи Санкт-Петербурга. Для того чтобы избавиться от влияния многочисленных случайных раздражителей, мешающих выработке условного рефлекса, работу с собаками проводили в изолированных звуконепроницаемых камерах, в так называемой «Башне молчания». Экспериментатор находился вне камеры и наблюдал за собакой через небольшое отверстие со специальной системой стекол, не дающей возможности животному видеть экспериментатора. Кроме того, собаку фиксировали в специальном станке, ограничивающем возможность ее лишних движений.

До начала работы собаке делали операцию, при которой один из протоков слюнных желез выводился на щеку. После этой операции часть слюны попадала не в полость рта, а через фистулу выводилась наружу, что позволяло фиксировать начало слюноотделения, количество и качество выделившейся слюны. В камере находился ряд приборов, при помощи которых можно было подавать собаке различные сигналы: звуковые (звонки, удары метронома, треск трещотки и т.д.), световые (вспышки лампочки, проекция разных фигур на экране и т.д.). На кожу собаки могли при помощи специальных аппаратов подаваться прикосновения разной частоты, различные температурные раздражения и т.д. Автоматически собаке подавалась кормушка с подкормкой, обычно в виде мясо-сухарного порошка.

Классический «павловский» эксперимент по выработке условных рефлексов проводился следующим образом. Собаке, находящейся в камере и в станке, автоматически подавалась пища (безусловный раздражитель), затем появлению пищи начинал предшествовать «условный раздражитель», или «условный сигнал», в виде звонка, вспышки лампочки или звука метронома. Реакция собаки на безусловный раздражитель в виде пищи сопровождается безусловно-рефлекторным отделением слюны. Предъявление безусловного стимула вслед за условным в процессе эксперимента, называется «подкреплением». Если при выработке условного рефлекса применяется подкрепление, соответствующее имеющейся у животного мотивации (например, пищевое подкрепление у голодного животного), то оно называется «положительным». Возможна выработка условного рефлекса и с применением «отрицательного подкрепления» (наказания), то есть такого воздействия, которого животное стремится избегать. В эксперименте в качестве отрицательного подкрепления чаще всего используют удары электрического тока, заставляющие животное перебегать в безопасное отделение камеры или вызывающие у него безусловно-рефлекторное отдергивание конечности. Примером отрицательного подкрепления может быть действие воздушной струи, направленной на роговицу глаза, вызывающей мигательный рефлекс.

Открытия Павлова. Павлову удалось показать, как возникает условный рефлекс в ответ на разнообразные сигналы и разные типы и условия подкрепления. Кроме того, он обнаружил, что в том случае, когда условный сигнал многократно предъявляется без подкрепления, происходит затухание рефлекса. При этом реакция ослабевает, часто становится нерегулярной, и в конце концов условный сигнал перестает действовать. Павлов показал также наличие поведенческих реакций, связанных с условно-рефлекторными реакциями. Например, после того, как была выработана условно-рефлекторная реакция слюноотделения на звук звонка определенной высоты, ее удавалось вызвать и звонком с другой высотой звука; в еще одном эксперименте слюноотделение вызывалось почесыванием не только определенного места на лапе, но и соседних участков. В каждом случае степень реакции на новый стимул зависела от того, насколько он был сходен с изначальным стимулом. Звонок, незначительно отличающийся по высоте, или почесывание места, близкого от первоначального, приводили к почти такому же слюноотделению, что и исходные сигналы; сильно отличающийся по высоте звонок или почесывание отдаленного участка вызывали отделение меньшего количества слюны. Как выяснилось, такой эффект, названный генерализацией, можно нейтрализовать, если подкреплять только изначальный сигнал, прекратив подкрепление остальных. В этом случае у животного развивается способность к различению: реакция в полной мере проявляется лишь на первоначальный условный сигнал, а на все другие бывает незначительной или вовсе отсутствует. Используя данную методику, Павлов получил возможность определять, каковы те минимальные изменения стимула, которые способна различить собака.

На основе своих опытов Павлов разработал несколько теорий работы коры головного мозга, в частности теорию возбуждения и торможения -- состояний коры, характеризующихся повышенной и пониженной активностью. Он предположил, что торможение, разливаясь по коре, является причиной такого феномена, как затухание условного рефлекса. Павлов считал, что сон -- это состояние, при котором торможение полностью захватывает кору головного мозга. Более поздние работы в области неврологии и психофизиологии показали, что работа коры намного сложнее, чем он предполагал.

Современные представления. Павлов применял термин «условный рефлекс» к любым индивидуально приобретенным типам поведения. Понятие о сигнальном раздражителе, однако, не объясняет все виды научения. Термин «условный рефлекс» используется теперь в более узком значении, применительно к ситуациям, аналогичным исходным экспериментам Павлова, например к работе вегетативной нервной системы, управляющей деятельностью желез и гладкой мускулатуры. Признается также, что условные рефлексы широко представлены в эмоциональном поведении. Хорошо изучены условные рефлексы человека, возникающие на основе мигательного рефлекса, слюноотделения, потоотделения, сужения и расширения зрачков, сокращения и расслабления гладких мышц стенок кровеносных сосудов. Тем не менее существует значительная область приобретенного поведения, формирующегося на основе иных механизмов. Так, оказалось, что в отличие от условного рефлекса, при котором появлению реакции на условный сигнал всегда предшествует его подкрепление, у животного может сформироваться реакция, которая в прошлом подкреплялась после ее проявления (этот механизм получил название оперантного обусловливания).

Свое великое открытие Иван Павлов сделал, наблюдая за нерегулярной секрецией слюнных желез собак. Как уже говорилось, сначала он изучал пищеварение животных, замеряя, какое количество слюны выделяется у них при виде съедобных и несъедобных продуктов. Со временем ученый заметил, что слюноотделение у собак начиналось, как только в комнату входил ассистент, приносивший им еду. Решив, что животные реагируют на белые халаты сотрудников, Павлов выдвинул гипотезу, что выделение слюны представляет собой рефлекторную реакцию собак на конкретный раздражитель и что они ассоциируют белые халаты с получением пищи. По его предположению, слюноотделение, начинавшееся, когда собакам действительно приносили еду, было безусловным рефлексом, тогда как выделение слюны, вызванное видом белых халатов, – рефлексом приобретенным, условным. Чтобы подтвердить (или опровергнуть) свою идею, ученый провел один из самых знаменитых научных экспериментов – опыт с собаками.

Эксперимент

Опыт Павлова с собаками

1. В качестве подопытных в данном эксперименте выступали собаки.

2. Первым делом нужно было выбрать безусловный раздражитель. В данном опыте это пища, вызывающая у животных естественный, автоматический рефлекс – слюноотделение. В качестве нейтрального раздражителя в эксперименте применялся звук метронома.

3. Как показало наблюдение за собаками до выработки условного рефлекса, слюна у них начинала выделяться при виде еды, а при звуках метронома слюноотделение отсутствовало.

4. Чтобы запустить нужный процесс, подопытных многократно последовательно подвергали воздействию нейтрального раздражителя (звука метронома), после чего сразу же вступал в действие безусловный раздражитель (кормление).

5. По истечении некоторого времени звук метронома начинал ассоциироваться у собак с получением пищи. Чем дольше длился эксперимент, тем сильнее закреплялся условный рефлекс.

6. После завершения фазы выработки условного рефлекса нейтральный раздражитель (звук метронома) в предвкушении еды вызывал у подопытных животных слюноотделение независимо от того, сопровождался ли он раздачей пищи. Иными словами, слюноотделение стало частью условного рефлекса.

В среде неспециалистов Иван Павлов известен именно своими знаменитыми опытами с собаками, но ценность данного исследования, безусловно, не ограничивается изучением механизма слюноотделения. Открытие ученого сыграло огромную роль в понимании физиологии нервной системы человека и в значительной мере способствовало поиску методов лечения таких психических заболеваний, как панические и тревожные расстройства и разного рода фобии.

Фредерик Скиннер родился 20 марта 1904 года в Саскуэханне, в семье адвоката и домохозяйки. Его детство прошло в теплой, стабильной атмосфере; мальчик много занимался творчеством и постоянно что-то изобретал, что оказало весьма позитивное влияние на его дальнейшую карьеру. Окончив в 1926 году колледж «Гамильтон», Скиннер сначала хотел стать писателем. Он поступил на работу в книжный магазин в Нью-Йорке, где познакомился с трудами Джона Уотсона и Ивана Павлова, восхитившими и потрясшими юношу настолько, что он отказался от планов писать романы и решил заняться психологией.

В возрасте двадцати четырех лет Скиннер поступил в Гарвардский университет на недавно созданную кафедру психологии и начал проводить исследования под руководством Уильяма Крозьера, который ее возглавлял. Крозьер не был психологом, он изучал поведение животных в целом – такой подход резко отличался от используемых в те времена большинством психологов и физиологов. Крозьер (а со временем и его ученик Скиннер) не пытался объяснить, что происходит внутри организма животных, его интересовало только их поведение. Философия этого ученого идеально подходила для Скиннера, который очень хотел знать, как поведение испытуемого зависит от экспериментальных условий. Самое значительное и ценное его открытие – концепция оперантного обусловливания (научения) и изобретение экспериментальной камеры для оперантного обусловливания, называемой ящиком Скиннера, – родилось в дни его пребывания в Гарварде. Его исследования в этой области и сегодня считаются одними из важнейших в области бихевиоризма; оперантное обусловливание было главной темой учебного курса, который Скиннер читал в своей альма-матер нескольким поколениям студентов вплоть до 1990 года, когда ученый скончался в возрасте 86 лет.

Награды и достижения

Научная деятельность Скиннера оказала глубокое влияние на мир психологии, и его заслуги не остались незамеченными. Перечислим наиболее ценные награды этого ученого:

В 1968 году президент США Линдон Джонсон наградил Скиннера Национальной медалью науки.

В 1971 году ученого наградили Золотой медалью Американского психологического фонда.

В 1972 году ему присудили звание «Человека года» Американской гуманистической ассоциации.

В 1990 году Скиннер получил награду Американской психологической ассоциации за выдающийся вклад в психологическую науку.

Самым важным итогом научной деятельности Фредерика Скиннера стала концепция оперантного обусловливания (научения), которая заключается в том, что научение какой-либо форме поведения происходит либо методом вознаграждения, либо наказания, ассоциирующихся с этим поведением. Различается три типа оперантного научения:

1. При позитивном подкреплении (то есть вознаграждении) происходит закрепление определенных форм поведения и повышается вероятность их повторения в будущем, поскольку они привели к позитивным последствиям.

2. При негативном подкреплении определенная форма поведения закрепляется потому, что испытуемый желает избежать негативных последствий либо прекратить их.

3. При наказании нежелательное поведение проявляется реже, и вероятность его повторения в будущем снижается из-за того, что в предыдущий раз оно привело к негативным последствиям.

4. Если поведение не привело ни к позитивным, ни к негативным последствиям, оно постепенно угасает .

Таким образом, позитивное и негативное подкрепление закрепляют конкретное поведение, повышая вероятность его повторения в будущем, а наказание, напротив, ослабляет его.

Чтобы продемонстрировать оперантное обусловливание в действии, Фредерик Скиннер провел очень простой опыт с использованием изобретенной им знаменитой экспериментальной камеры, которую теперь называют ящиком Скиннера.

Эксперимент

«Ящик Скиннера» и оперантное обусловливание

1. Голодную подопытную крысу помещали в специально оборудованный ящик – «ящик Скиннера». При нажатии на рычаг, установленный внутри, животное получало порцию еды. Скоро крыса понимала, что, нажав на рычаг, сможет полакомиться (позитивный результат), поэтому вследствие позитивного подкрепления такая форма поведения закреплялась.

2. Далее крысу снова помещали в ящик и воздействовали на ее лапки через решетку в полу слабым разрядом электрического тока. Когда животное нажимало на рычаг, разряд прекращался, и так далее. Разряд, нажатие на рычаг и прекращение подачи тока. Таким образом, каждый последующий раз, когда на крысу воздействовали током, она закрепляла поведение, которое клало конец неприятным ощущениям. Это пример негативного подкрепления, поскольку животное приучали к определенной форме поведения, чтобы прекратить действие негативного фактора.

В России сложно найти человека, никогда не слышавшего об академике Павлове, хотя тот скончался еще в 1936 году. Большинству из нас знакомо словосочетание «собака Павлова». А вот что именно ученый делал с собаками?

Лаборатория в Колтушах

Иван Петрович Павлов известен как создатель науки о высшей нервной деятельности и представлений о процессах регуляции пищеварения. Именно он в 1904 году стал первым российским Нобелевским лауреатом, получив премию за достижения в области медицины - исследование функций главных пищеварительных желез.

Свои исследования Павлов и его научная команда проводили начиная с 20-х годов на биостанции, расположенной в поселке Колтуши под Ленинградом. Подопытных животных помещали в «Башню молчания» - специальную изолированную звуконепроницаемую камеру, куда не проникали внешние раздражители. Ученый наблюдал за ходом экспериментом через систему специальных стекол, которая позволяла ему оставаться невидимым для «объекта», в свою очередь, зафиксированного на специальном станке, ограничивающем его движения.

От белых халатов до отравленной баранины

Одно из основных открытий Павлова заключается в том, что он смог разделить все физиологические рефлексы на условные и безусловные. Безусловные – те, что присутствуют в нас с рождения, как, например, моргание. Условные – те, что вырабатываются в процессе индивидуального жизненного опыта.

Так, Павлов изучал реакцию слюнных желез на внешние раздражители. Пол Клейнман в работе «Психология. Люди, концепции, эксперименты» пишет: «Свое великое открытие Иван Павлов сделал, наблюдая за нерегулярной секрецией слюнных желез собак. Как уже говорилось, сначала он изучал пищеварение животных, замеряя, какое количество слюны выделяется у них при виде съедобных и несъедобных продуктов. Со временем ученый заметил, что слюноотделение у собак начиналось, как только в комнату входил ассистент, приносивший им еду. Решив, что животные реагируют на белые халаты сотрудников, Павлов выдвинул гипотезу, что выделение слюны представляет собой рефлекторную реакцию собак на конкретный раздражитель и что они ассоциируют белые халаты с получением пищи. По его предположению, слюноотделение, начинавшееся, когда собакам действительно приносили еду, было безусловным рефлексом, тогда как выделение слюны, вызванное видом белых халатов, – рефлексом приобретенным, условным. Чтобы подтвердить (или опровергнуть) свою идею, ученый провел один из самых знаменитых научных экспериментов – опыт с собаками».

В процессе экспериментов протоку слюнной железы собаки выводили наружу. Это помогало фиксировать у животного начало слюноотделения, а также обильность выделения слюны и ее качество. Помимо этого, проверяли, как реагируют псы на световые или звуковые раздражители.

Например, после нескольких ударов метронома животное получало корм. Впоследствии, после того как собака слышала звук метронома, у нее начинала выделяться слюна. В других случаях вместо метронома использовалась лампа, которую включали перед кормлением. Однако порой применялись и менее безобидные раздражители, вроде воздействия электрическим током.

Впоследствии результаты опытов Павлова по выработке условных рефлексов неоднократно находили практическое применение. Так, диких койотов попытались отучить от поедания баранины. В местах обитания койотов им подбрасывали мясо овец, начиненное ядом, но не в таких количествах, чтобы убить их. Ощутив недомогание, животные переставали охотиться на овец.

Дырки в желудке и перерезанный пищевод

Исследуя процессы пищеварения, ученый потратил более 10 лет на то, чтобы получить фистулу (проделать отверстие в желудочно-кишечном тракте собаки) и вывести наружу концы пищевода. Дело в том, что при попытке провести такую операцию желудочный сок переваривал кишечник и брюшную стенку. Чтобы избежать эрозии, Павлов сшивал кожу и слизистую, вставлял туда металлические трубки и закрывал их пробками. Это позволяло получать чистый пищеварительный сок на протяжении всего желудочно-кишечного тракта - от слюнной железы до толстого кишечника.

Также проводились опыты с мнимым кормлением. Животным перерезали пищевод так, чтобы при кормлении пища не попадала в желудок.

Убийства «в интересах истины»

Можно представить себе, как страдали собаки… Во многих случаях эксперименты академика заканчивались для них смертью, но если это было возможно, ученый выхаживал животных и, если даже они не были больше пригодны для исследований, обеспечивал им пожизненное довольствие. Вопреки общепринятому мнению, Павлов вовсе не являлся бездушным исследователем, который видел в животных лишь материал для опытов. В частности, все хирургические вмешательства проводились только под наркозом, чтобы не причинять собакам дополнительных страданий.

А.Д. Поповский в статье «Павлов» приводит следующую цитату академика: «Когда я приступаю к опыту, связанному в конце с гибелью животного, я испытываю тяжелое чувство сожаления, что прерываю ликующую жизнь, что являюсь палачом живого существа. Когда я режу, разрушаю живое животное, я глушу в себе едкий упрек, что грубой, невежественной рукой ломаю невыразимо художественный механизм. Но переношу это в интересах истины, для пользы людям».

Сегодня отношение к исследованиям Павлова остается неоднозначным. Не вполне понятно, действительно ли подобные шокирующие методы, которые привели к гибели сотен собак, были совершенно необходимы для того, чтобы сделать научные выводы о физиологии нервной системы человека. Однако опыты Павлова стали тем фундаментом, на котором зиждется современная физиология, а также психология и, в частности, способствовали разработке способов лечения от различных фобий, панических и тревожных расстройств.

– участь «мучеников науки» не обошла стороной и собак. Причем именно собака со своей доверчивой и преданной собачьей дружбой к человеку вызывает здесь особое сочувствие. Из науки быстро перекочевав в фольклор, искусство и повседневную жизнь, выражение «собака Павлова» недаром стало символом безмолвной жертвы жестоких и бесчеловечных экспериментов.

Об этом авторитетнейшем ученом сложилось множество легенд. Ходят слухи, будто бы Иван Петрович Павлов замучил не только своих подопытных собак, но и всех своих коллег и сотрудников, ибо был очень дотошным и требовательным в отношении всего происходящего.

Отбрасывая шутки в сторону, вспомнить и о заслугах Павлова: именно он заложил фундамент в учении о высшей нервной деятельности, крупнейшую физиологическую школу и получил Нобелевскую в области медицины и физиологии «за работу по физиологии пищеварения».

Несчастные , истекающие слюной, с перерезанными пищеводами и фистулами – что поделать, если одно упоминание Павлова и его собак единогласно вызывает столь мрачные ассоциации у простого обывателя, и образ милейшего Ивана Петровича «запятнан» таким стойким молчаливым осуждением со стороны сердобольных кухарок. Величайший физиолог не был ни садистом, ни живодером, хотя его подопытных вполне можно назвать и героями, и жертвами, и даже в некотором смысле сотрудниками ученого (разумеется, подчиненными). При этом бесцельное и изощренное издевательство над невинными совершенно не стоит смешивать с научной работой Павлова. Результаты опытов идут на улучшение качества и спасение жизней тех самых обывателей, со столь напрасной укоризной взирающих на бессмертные труды ученого.

Кстати, Павлов был не первым, кто резал собак. «Друзей человека» посылал на заклание еще Гиппократ – ради науки, конечно, не просто так. Хотя эти опыты «отца медицины» в школьные учебники не попали. А вот эксперименты Павлова по изучению условно-рефлекторной деятельности в учебники не только попали, но и в большинстве случаев наглядно проиллюстрированы. Теперь каждый школьник знает, как сильно собаки «привязываются» к определенным условиям питания, которыми обычно сопровождалось их кормление.

И.П. Павлов вовсе не был бессердечным. Напротив, к собакам он испытывал естественную и делал все возможное, желая свести к минимуму их . Он не только лечил животных после опытов, но и не бросал на произвол судьбы «пенсионеров». Даже в период сильного наводнения в Ленинграде собак не бросили. Так, состарившиеся собаки еще долго жили «под крылом» ученого, получая свой заслуженный паек, и многие из них умерли естественной смертью.

Собаки ученого и доверяли ему. И Иван Петрович тоже очень уважал собак. В знак безмерного признания и уважения Павлов заказал даже – «Неизвестной собаке от благодарного человечества», который стоит теперь в Петербурге возле здания Института экспериментальной медицины. Этот памятник руки скульптора И.Ф. Беспалова 1935 года достойным образом увековечивает память о самоотверженных коллегах ученого.

Иван Павлов. Об этом ученом, пожалуй, слышали все. Некоторые же, не просто знают это имя, а и хорошо знакомы с его научной деятельностью. Ведь его достижения коснулись практической деятельности как медиков, так и педагогов с психологами. К тому же многие философы активно изучают его наследие. Все же, что такого революционного привнес в науку Павлов со своей собакой? Об этом и многом другом, читайте далее.

Немного биографии

Творческий путь выдающегося ученого начался в небольшой лаборатории в Санкт-Петербурге при клинике другого выдающегося ученого Боткина. Именно здесь Павлов ставил свои первые и сформулировал основополагающую для всей его последующей деятельности концепцию нервизма. Под этой категорией он понимал влияние центральной нервной системы на всю жизнедеятельность живого организма.

Диссертация ученого на соискание степени доктора медицинских наук была посвящена теме открытого им же нерва. Этот нерв влияет на работу сердца. Его наработки в этой области продвинули вперед изучение сердца и саморегуляции артериального давления. Эти малоизвестные достижения, хоть и являли собой немаловажные открытия, были лишь началом пути, в ходе которого были разработаны другие новаторские идеи.

Собака

Одним из самых интересующих ученых вопросов по части физиологии человека всегда был вопрос пищеварения. Ученые долго пытались выяснить, как протекает этот процесс, что заставляет пищу расщепляться на маленькие частицы и усваиваться организмом.

К моменту, когда Павлов занялся изучением этого вопроса, учеными уже был сделан ряд открытий, однако многое оставалось еще не изученным. Вся проблема заключалась в отсутствии эффективного метода изучения. Было практически невозможно проследить за полноценным ходом пищеварения в живом организме. Самыми популярными были опыты с животными, в ходе которых к поджелудочной железе крепилась трубка, которая позволяла следить за отделением желчи. Однако такой опыт давал очень мало информации. Также были сделаны попытки вшить животному трубку в проток поджелудочной железы, однако такие операции сопровождались воспалительными процессами, и от них ученые отказались.

Оба метода никак не удовлетворяли Павлова. Он хотел получить информацию о работе не одного отдельного органа, а всей системы в целом со всеми составляющими ее элементами. Также ученый хотел выяснить взаимосвязь реакций организма и условий окружающей среды. Именно поэтому он начал изучать самые обыкновенные реакции животного на внешние раздражители.

В 1879 году Павлов совершил свою знаменитую операцию, в ходе которой он проделал отверстие в поджелудочной железе собаки, и при этом не нарушил ее функционирование. Собака осталась живой и здоровой, а ученый имел возможность наблюдать за полным циклом процесса пищеварения.
Впоследствии в лаборатории ученого проводились и другие новаторские операции, в ходе которых подобные отверстия (фистулы) накладывались на желудок и кишечник животного. Также выводились наружу протоки слюнных желез животного.

Многочисленными удачными опытами Павлов доказал большое значение для процесса пищеварения нервной системы. Была продемонстрирована наглядно прямая взаимосвязь обеих систем.

Павлов до конца жизни был полон энергии и энтузиазма. Его стремление к познанию неизведанного оставалось с ним до самых последних его дней.