Вольф Кицес (wolf_kitses) wrote in cognitevol,
Вольф Кицес
wolf_kitses
cognitevol

Методология анализа интеллекта животных

Как бы мы ни определяли что есть «интеллект», даже так, как предлагает Thomas [1980, p. 454]: «интеллект есть гипотетическая сущность, которая не существует как что-то, что занимает пространство или которое имеет изоморфные физические и химические корреляты"; эта сущность, которая может быть выведена только из поведения животных», интеллект имеет непосредственное отношение к организации поведения, а значит к процессу обучения.
Поэтому три кардинальных вопроса методологии обучения всегда находятся в центре внимания любого исследователя:
(1) какая поведенческая ситуация (модельная) позволит обнаружить следы интеллекта;
(2) как предъявлять животному информацию о задаче (процедурный аспект);
(3) какие поведенческие показатели будут свидетельствовать нам об интеллекте. К сожалению, приходится констатировать, что последним двум вопросам в науке уделяется, как правило, очень мало внимания. По мнению Bernal [1939] исследователи  начала получают факты, а затем без ощутимого результата размышляют о том, что и как было получено.
Методологические принципы бихевиоризма в современной экспериментальной психологии основаны на идее структурализма - «вход определяет выход системы» или «структура определяет функцию». Несмотря на существующую критику этой парадигмы, изучение поведения животного ограничивается корреляциями между различными факторами внешней среды и ответом организма (S → R парадигма).
Слабость этого подхода состоит в том, что функция "черного ящика", являющегося посредником между входом информации и поведением, не рассматривалась.
Методологический подход, развитый Watson [1924] и Hull [1930] достаточно широко используется до сих пор. Типичным для такого рода моделей является то, что внешняя среда в них представляет собой активное начало, так как именно она задает (с помощью экспериментатора) условия и тип ответа.
В этой модели животное не управляет поведением, а отвечает одиночным действием на сигнал в виде приближения к цели (характер действия не существенен: нажатие на полку, побежка к кормушке, в том числе по лабиринту, и т.п.). Коррекция ошибок в пределах пробы обычно не позволяется, типичные поведенческие параметры – латентный период и процент правильных ответов. Скорость обучения, доля правильных выборов и стабильность выполнения задачи используется как главные поведенческие характеристики, определяющие способность животного обучаться.
Для того, чтобы сформировать более сложный поведенческий ответ, типа инструментального или цепного условного рефлекса (S1 -> R1-> S2 -> R2… - Sn -> Rn), экспериментатор прибегает к процедуре дрессировки.
Она требует много проб, поскольку обучение осуществляется по методике «наращивания звеньев цепи» (Воронин, 1990a). Примечательно, что при этом экспериментатор использует дополнительные приемы типа привыкания животного к обстановке, различного рода стимулы-подсказки (шуршание, запах или кусочки пищи для привлечения внимания), обеспечивая, тем самым, высокую вероятность совпадения стимула с реакцией животного и переход от одного действия к другому.
Как правило, эти процедуры не учитываются при построении теоретических обобщений.
Методологическое основание познавательного подхода опирается на концепцию, что организм играет активную роль в обучении и в формировании целенаправленного поведения. Центральная концепция познавательной теории состоит в том, что информация, собранная организмом организована в форме «внутреннего представления» [Neisser, 1967].
Задача когнитивиста, как сформулировали это Yoerg и Kamil [1991], состоит в том, «чтобы определить характер процессов, которые преобразуют, кодируют, представляют и используют информацию из внешнего (или внутреннего) мира, чтобы произвести поведение» (с. 279). Таким образом, если бихевиористический подход подчеркивал роль внешних стимулов в осуществлении ответа, то когнитивный - ведущую роль внутреннего (интеллектуального) устройства “черного ящика” в этом процессе, который функционирует согласно собственным правилам, независимо от конкретного стимула и ответа.
Поскольку нет возможности непосредственно наблюдать процессы, лежащие в основе познавательной активности, необходимо проектировать эксперименты таким образом,  которые позволили бы продемонстрировать использование предварительно воспринятого и сформированного знания.
Однако экспериментальные модели, приемы и правила, с помощью которых изучают такие формы когнитивной деятельности у животных, как решение проблемных ситуаций, формирование представлений и образов, способность к транзитивной логике, переносу - во многом остались бихевиористскими, изменились лишь оценочные критерии. Теперь на первый план вышли тестовые испытания, с помощью которых оценивают результат предшествующего обучения. [Morris, 2001]. Становление целенаправленности поведения и динамика ее реорганизации часто остается невостребованной. Обычно тесты применяются после длительного периода обучения, когда животное достигло стационарного выполнения. Как показали наши исследования, длительность обучения негативно сказывается на последующей поведенческой пластичности [Воронин с соавт., 1981].
Для познавательного подхода, вопреки бихевиористической традиции (согласно которой стимулы и ответы должны быть непосредственно наблюдаемы и измерены), приоритетным в оценке деятельности “черного ящика” становится интерпретация наблюдателем. Поэтому, если приверженцы бихевиористического направления не позволяли в своих предположениях далеко выходить за границы наблюдаемых фактов, то фантазии когнитивиста сдерживаются исключительно возможностями собственного интеллекта. По этой причине любое объяснение результатов, сделанное в рамках когнитивной парадигмы, всегда вызывает один и тот же вопрос: "ответ обученного животного обусловлен ассоциацией между стимулом и наградой или ответ есть результат ментальной деятельности»?
Имея в своем распоряжении ответ животного лишь в виде (+) или (-), достоверный ответ не может быть получен, так как исследователь сталкивается с серией серьезных вопросов: как доказать с помощью одной пробы, что полученный правильный ответ не случаен, что означает неправильный ответ или его отсутствие – животное не способно перенести предыдущий опыт на новую ситуацию или причины в отсутствии внимания, плохого физиологического состояния и мн. др.
Методические приемы как получить прямые данные о работе любого «черного ящика» без внедрения во внутреннюю его структуру, отделить эту работу от фенотипического проявления (поведения системы) хорошо известны и широко используются при дешифровке, например, генетического кода, древних письменностей и других типов закодированных сообщений.
Первый опыт определения генотипических свойств с помощью косвенных методов был сделан Менделем еще в 1868 г. [1958]. Методология этого подхода сформулирована в трудах австрийского философа и математика Wittgenshtein [1980]. По его мнению, язык должен рассматриваться как своего рода внешняя активность (поведение в некотором смысле) относительно умственной деятельности, которая является специальным видом внутренней активности (не обязательно отраженной в поведении), обрабатывающей информацию согласно ее собственной логике. Wittgenshtein понимал психику не как «черный ящик», непостижимым образом перерабатывающий информацию, а скорее как способность к определенным видам деятельности, отраженных в лингвистической и не-лингвистической практике. Wittgenshtein и последователи его идей определили эту способность как диспозициональность психики [Ryle, 1949].
Сущность этого подхода выражена в одном из положений семиотики. Если возникла коммуникативная система: внешняя среда–живая система, то ее можно рассматривать как знаковую систему [Смирнова, 1990], в которой экспериментальная среда выступает в качестве носителя знаков, а животное – носителя языка. Такая знаковая система является носителем трех видов информации: синтаксической, семантической        и прагматической. Для животного когнитивная задача состоит в необходимости распознать эти три вида информации, а для экспериментатора когнитивная задача состоит в том, чтобы понять как эту информацию распознают животные.
Как показали Dayhoff и Gerstein [1983], этот подход может использоваться даже для анализа нейрофизиологических данных. Для того чтобы избежать проблем, перечисленных выше, наши эксперименты были разработаны таким образом, чтобы могли быть выполнены определенные требования в отношении поведенческой модели, процедуры обучения и оценки поведения животного.
Критические требования к поведенческой модели были следующими:
(1) ответ животного должен представлял собой сложное поведение, состоящее из последовательности, а не одиночного действия. Оно должно отражать понимание экспериментальной ситуации (применение знания);
(2) семантика задачи должна иметь логику если…, то…; по своей семантической сложности быть модельным вариантом интеллектуальной деятельности человека, требующей высокого уровня интеллекта (прогнозирования результата действия, согласно представлениям Бернштейна [1963];
(3) правило поведения должно быть задано лишь в общем виде так, чтобы для формирования решения была необходима проверка множества рабочих гипотез, а животное могло интерпретировать это правило в зависимости от своих индивидуальных особенностей и опыта;
(4) объем предъявляемой информации (число равновозможных вариантов решения задачи) должен превышать симультанность восприятия, объем которого, согласно Миллер [1964], составляет 7±2 единиц информации.
В стремлении изучить поведенческую самоорганизацию животных (самопроизвольное обучение вместо дрессировки), обучающаяся процедура должна быть такой, чтобы позволить животному управлять экспериментальной ситуацией, поэтому мы использовали методику свободного выбора, которая удовлетворяет этим условиям.
Главная особенность этой методики заключается в том, что животному представляется вся информация относительно задачи уже в первом опыте. Thorndike [1911] был первым, кто использовал этого метод, назвав его «проблемной ситуацией». Другая характерная особенность этого метода состоит в том, что экспериментатор не вмешивается в поведение животного никоем образом. Как упомянуто выше, различные побуждающие сигналы, используемые экспериментатором в течение обучения, помогают формировать желательный навык и делают решение задачи более легким.
В методике свободного выбора время опыта - единственное константное условие, которое определяет экспериментатор. По нашему мнению, необходимо избегать процедуры привыкания или предобучения, поскольку эта стадия не позволяет в дальнейшем проводить информационный анализ обучения.
Для того чтобы иметь возможность составить представление о ментальных процессах животного, обуславливающих обучение, необходимо выбрать такую систему регистрации поведения, которая отражала бы процесс (историю) познавательной деятельности животного, на чем настаивал Сеченов еще в 1863 году [Сеченов, 2001]. Мы стремились регистрировать не только количественные поведенческие показатели типа правильные ответы или его латентный период, но также и качественным показатели (что делает животное и как).
Для этого мы разделяли все экспериментальное пространство на части (сопоставимые с размером животного) и каждому присваивали символ (заглавные буквы). Точно так же мы закодировали психо-эмоциональные проявления, сопровождающие процесс обучения (прописными буквами). Запись поведения в опыте представляла собой текст, состоящий из символов трех типов, например: 7s6os5oh4-En-sohsIKA+swKohhIMJB+sZSGso…где цифрами обозначены зоны в свободной области, заглавные буквы соответствуют зонам в лабиринта, и прописные буквы обозначают психо - эмоциональные проявления (рис. 1, 2). Этот текст содержит информацию относительно активности животного в течение опыта (что делало животное, где и как). Задача для экспериментатора состоит в расшифровке «послания от животного» с помощью определенных вычислительных приемов.  
К.А.Никольская. Эволюционные аспекты интеллекта позвоночных: может ли интеллект быть фактором, ограничивающим выбор среды обитания?// Электронный журнал "Исследовано в России"

P.S. Такой структурализм мне очень нравится. Определение интеллекта как большего или меньшего количества информации, которое деятельный ум (или отшлифованный отбором инстинкт) может извлечь из сложной системой, в которую был заброшен судьбой и в которой вынужден как-то осваиваться операционально, количественно, математично, отражает установленную Л.С.Выготским связь интеллекта и аффекта (более деятеьный или более мотивированный ум сделает больше пассивного, а интеллект нельзя определит  иначе чем через развиваемую мощность в решении задач).
Опять же, можно на одном основании сравнивать интеллект и инстинкт как два противоположных способа "приобретения знаний о мире", которые затем индивид мог использовать в собственном поведении - первый основан на собственных когнитивных достижения особи, а второй на прошлых достижениях эволюционного процесса. Тем более что инстинкт низших позвоночных в таких тестах вполне выдерживает сравнение с человеческим интеллектом.
Например, рыбы Astatotilapia burtoni решают тесты на транзитивный перенос (transitive inference) сопоставимо с маленькими детьми или даже лучше их – но лишь в контексте оценки соотносительной мощи разных противников в агрессивных взаимодействиях («решающее» животное наблюдает за исходом агрессивных взаимодействий пяти других рябок, а затем «делает свои выводы»). рыбы успешно справились с тестом, с которым обычно не справляются дети младше 4,5 лет. Кавычки связаны с тем, что здесь конечно «решает» видовой инстинкт, а не индивидуальный ум, почему невозможен перенос этого навыка в другие сферы. Но сравнение количественных оценок эффективности решения задачи вполне возможно.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment