Условные рефлексы. Правила выработки условных рефлексов

Вам понадобится

-животное:
-безусловный раздражитель (например, пища);
-условный раздражитель (звуковое устройство, лампочка и т.д).

Инструкция

Выберите , у которого вы будете вырабатывать условный рефлекс . Это может быть , хомячки, морские свинки и т. д. Проверьте состояние здоровья ваших питомцев. У больного животного рефлекс может не выработаться вообще, поскольку оно не всегда реагирует даже на очень сильные раздражители.

Решите, будете ли вы вырабатывать натуральный или условный рефлекс . Натуральный - тот, который вырабатывается при помощи агентов, сопровождающих безусловный рефлекс в естественных условиях. Это может быть, например, запах пищи. При появлении такого запаха у животного начинается повышенное слюноотделение. Искусственный условный рефлекс вырабатывается под действием агентов другого типа. Но в любом случае раздражитель должен быть достаточно сильным.

Любой постоянно реагирует на различные раздражители. Многие реакции свойственны животным от природы. Например, если бы каждый представитель того или иного вида не реагировал на пищу, сам вид бы довольно быстро. Пища вызывает безусловную рефлекторную реакцию. Подумайте, какой безусловный рефлекс вы будете использовать для выработки условного.

Выберите условный раздражитель. Он должен быть сильнее безусловного и способен привлечь внимание животного. Пример такого условного раздражителя - электронный ошейник для собаки. Когда собака делает что-то нежелательное, хозяин нажимает кнопочку, получает легкий удар током. При обычной дрессировке таким образом вырабатывается скорее не условный рефлекс , а торможение безусловного, то есть животное приучается не реагировать на какие-то раздражители. Для выработки рефлекс а лучше использовать лампочку или звуковой сигнал.

Устраните посторонние раздражители. Они могут отвлечь внимание вашего питомца. Например, если вы решили использовать звуковой сигнал, в вашей « » в остальное время должна быть тишина. Иначе животное просто не обратит на новый звук. Если перед подачей пищи вы будете использовать сигнал лампочки, все остальное время комната должна быть ровно освещена.

Подготовьте животное. Создайте у него мотивацию. Если вы в качестве безусловного раздражителя используете пищу, животное должно быть голодным, иначе оно не среагирует нужным образом. Мотивация должна сохраняться и в дальнейшем.

Проведите первый эксперимент. Включите лампочку или подайте звуковой сигнал, а затем дайте животному пищу. Одно из правил выработки условного рефлекс а заключается в том, что безусловный раздражитель всегда должен предшествовать условному. Известны случаи, когда условный рефлекс вырабатывается после первого же опыта. Обычно же для достижения подобной цели требуется некоторое время и многократное повторение.

Повторяйте эксперимент. Действие условного раздражителя всегда должно предшествовать появлению безусловного. То есть в любом случае вы сначала подаете сигнал, а потом кормите своего подопечного. При отсутствии условного раздражителя применять безусловный не следует. У животного постепенно образуются совокупность биохимических, нейрофизиологических и других связей центральной нервной системы. Условный раздражитель начнет вызывать не только поведенческие, но и биохимические реакции организма.

В реальной жизнедеятельности человека значительно больше нестандартных ситуаций и факторов, чем стандартных, а поэтому безусловные рефлексы не могут обеспечивать правильное поведение во всём многообразии жизни. Зато это в возможностях условных рефлексов. Они не врожденны, и у них нет готового с рождения нервного пути, в начале которого раздражение, а в конце обязательный эффекторный ответ. Появляющийся на свет ребёнок имеет лишь набор разных нервных элементов, нужных для нестандартной реакции: афферентных, центральных, эффекторных, но не соединенных в одну цепь «дуг рефлекса». Это нейронный набор представляет собой потенциал для прижизненного соединения их в любых вариантах и образования новых рефлекторных путей у растущего и развивающегося человека в опыте его встреч с нестандартными ситуациями. Мозг способен использовать этот потенциал и формировать новые способы реагирования на нестандартные условия, т.е. условные рефлексы. Большой вклад в их исследование внёс И.П. Павлов, используя разработанную им оригинальную методику. Она использовалась при изучении слюноотделительных рефлексов у собак.

Животное подвергалось операции: один из слюноотделительных протоков

выводился из ротовой полости на поверхность кожи, к нему прикреплялась пробирка, в которую выделялась слюна. Это давало возможность точно определять: когда, в каком количестве, с какой интенсивностью у собаки выделяется слюна. Далее животное помещали в специальную звуконепроницаемую камеру, отдельную от экспериментатора, фиксировали ремнями. Для вызова рефлекторного слюноотделения применяли пищевой раздражитель. В камере находились приборы для вызова разнообразных раздражений: звонок, лампочки, кожные касалки и др. процедура выработки нового рефлекса сводилась к следующему:

подавался какой-либо безразличный раздражитель, не имевший для животн6ого определённого значения (звонок, свет …);

затем через 0,5 – 2 с. подавался безусловный раздражитель (пища), к которому животное было не равнодушно и выделяло слюну;

всё это повторялось 5 – 6 раз и более с интервалом около 5 мин до тех пор, пока слюна не начинала выделяться раньше, т.е. при зажигании лампочки;

фиксировалось время, когда на безразличный раздражитель у собаки начиналось выделение слюны, в каком количестве и с какой интенсивностью; выделение слюны означало, что безразличный прежде раздражитель приобрёл сигнальное значение, т.е. стал восприниматься животным как предвещающий появление пищи и сам начал вызывать реакцию выделения слюны.

Регистрация слюноотделения производилась по шкале, на которой укреплена трубка: слюна, поступающая из резервуарчика на щеке собаки в баночку Б, вытесняла из неё воздух, который давил на жидкость в трубке А.

Общий механизм образования условных рефлексов можно изобразить схематично. Вначале используется индифферентный раздражитель – безразличный индивиду, особи по прошлому опыту, а поэтому не имеющий при первом воздействии значения и не вызывающий никакой другой реакции, кроме ориентировочной. Он вызывает центростремительное возбуждение, которое 6 6

образует относительно слабый очаг возбуждения в мозговых центрах и коре больших полушарий. Вслед за этим приводится в действие имеющий значение раздражитель (у И.П. Павлова – пища), который тоже вызывает очаг возбуждения, но несравненно более сильный (рис. А).

При таком сочетании последний направляет к себе возбуждение из слабого очага. Если такая ситуация несколько раз совпадает по времени, то между этими очагами образуется временная нервная ассоциативная условно-рефлекторная связь, т.е. она возникает при определённых условиях. Образование условного рефлекса и заключается в возникновении такой связи. Индифферентный раздражитель превращается в условный, значимый, сигнальный, т.е. в предвестника появления значимого события и становится способным вызывать сложившуюся именно в данных условиях ответную реакцию – условную реакцию.

Временная нервная (условно-рефлекторная) связь – это не врождённый феномен, а функционально и прижизненно возникший проторенный путь, по которому избирательная иррадиация возбуждения начинает облегчённо протекать от одного очага к другому. Эта новая связь замыкает в центре до того не связанные

афферентные и эфферентные составляющие и превращает сам рефлекс в единое функциональное нервное образование, целое.

Многие учёные считают, что образование временных связей сопровождается и морфологическими изменениями: ростом клеток, их отростков, изменением величины синапсов, появлением новых синапсов, уменьшением синоптических щелей и др. Новая нервная временная ассоциативная связь запечатлевается в нервной системе в виде специфического пространственно-временного следа групповой активности взаимосвязанных нейронов. В дальнейшем условный рефлекс проявляется, когда рисунок нейронной активности, вызванной раздражителем – условным сигналом, соответствует хранящемуся в памяти и подходит к нему, как «ключ к замку».

Следует заметить, что рефлексы возникают не только на позитивно, но и негативно значимые раздражители – неприятные, опасные, угрожающие, болезненные и т.п. Так, если в описанном выше классическом эксперименте за светом будет следовать удар электрическим током, то он станет сигналом опасности и вызовет у животного беспокойство, страх, уклоняющиеся и оборонительные действия ещё до удара. Такие рефлексы вырабатываются даже быстрее, чем на положительные подкрепления. Концентрируя сказанное и дополняя его можно выделить, как минимум пять основных условий, нужных для достаточно успешного образования временной связи:

нормальное деятельное состояние нервной системы;

многократное совпадение по времени безразличного раздражителя со значимым, т.е. с тем, который уже вызывает реакцию с образованием доминантного;

действие индифферентного раздражителя несколько предшествует действию подкрепления;

сила возбуждения, вызванного подкреплением, превышает силу раздражителя, который призван стать условным; смысл этого условия в том, что условный рефлекс – предупредительная реакция на сигнал о предстоящих существенных событиях, которые представляет подкрепление, но если раздражитель, который хотят сделать условным, сам имеет большую силу, то он вызывает реакцию и не может служить предупреждением о другом важном событии;

отсутствие посторонних (отвлекающих) раздражителей.

Таким образом, поступление в мозг сначала индифферентных возбуждений, а

затем и возбуждений от подкрепляющего раздражителя (сильного, уже вызвавшего реакцию) служит главным условием физиологического функционального замыкания связи, именуемой условно-рефлекторной, и формирования самого условного рефлекса.

Биологический смысл формирования каждого нового условного рефлекса заключается во «взвешивании» мозгом разных внешних факторов на «весах» жизненной значимости их в данных новых условиях и отборе тех, которые могут выполнять сигнальную, предупреждающую роль и найти способ адекватного реагирования на них. С превращением индифферентного раздражителя в сигнальный, условный «индивидуально приобретается не вообще какая-либо нервная деятельность, а механизм, позволяющий превосходить ход будущих событий в целях наилучшего приспособления к окружающей среде», как отметил П.К. Анохин. На основе условно-рефлекторных связей возникает и уникальное явление – опережающее отражение действительности. Индивид начинает реагировать на факты, события, признаки, которые раньше были для него безразличны и не о чём ему не говорили, хотя объективно имели для него значение. Он обретает возможность лучше ориентироваться в обстановке, своевременно выявлять в ней значимые факторы, на которые раньше он не обращал внимание, заблаговременно реагировать на признаки наступающих важных событий, что повышает успешность его поведения в окружающем мире.

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.

Часто я предлагаю своим слушателям поучаствовать в следующем эксперименте: А теперь, господа, я хочу, чтобы все закрыли глаза. Отлично. Сейчас постарайтесь мысленно представить лимон и одновременно тихо произнести слово "лимон". Теперь откройте глаза. Прекрасно! У кого из вас не потекли слюнки? Поднимите руки. Поднимается несколько рук.

Рефлекс, непосредственная реакция организма на раздражитель, к примеру резкое отдергивание руки от неизолированного провода, отличается от непроизвольного слюноотделения в момент, когда вы видите лимон или слышите его название. Первая реакция носит врожденный (безусловный) характер. Она не зависит от индивидуального жизненного опыта. Во втором случае у человека не потекли бы слюнки, если бы он никогда не пробовал лимона.

Процесс, в результате которого возникает устойчивая способность производить автоматическую или рефлекторную реакцию, называется выработкой условного рефлекса.

Как вырабатывается условный рефлекс?

Пути формирования условных рефлексов многообразны. Если ваши родители были слишком мнительными и осторожными, то частота случаев симулирования вами болезни и пропуска занятий в школе возрастала после каждого успешного эпизода. В данном случае мы наблюдаем процесс получения вознаграждения в виде пропуска занятий в школе и проявления родительской заботы в ответ на умышленную имитацию болезни. Это также пример формирования условного рефлекса, который называется процессом выработки оперантного условного рефлекса.

Часто происходит так, что ни одна теория не согласуется с фактами, а у одних и тех же заболеваний выявляются многочисленные причины. Случается, что простуда бродит рядом, но одни люди заболевают, а другие нет. Почему так происходит? Одно из объяснений состоит в том, что стресс или подавленное эмоциональное состояние ослабляют иммунную систему организма, снижая его сопротивляемость вирусам и бактериям.

Мысль о том, что между эмоциональным состоянием и болезнями существует прямая причинно-следственная связь, совсем не нова. Но в течение долгого времени дебатировался вопрос о том, что считать причиной, а что следствием. Например, еще в 1890-е годы У. Ф. Эванс написал в книге Ментальная медицина (Mental Medicine):

Многие медики с огромным опытом работы чувствуют себя беспомощными из-за неспособности обнаружить ментальные причины болезней. У них нет возможности прочесть книгу истории сердца. Именно в этой книге день за днем, час за часом нашли бы свое отражение и все страдания, и все несчастья, и все внутренние конфликты, и все страхи, и все радости, и все надежды человека. Именно в этой книге можно было бы найти истинную причину тех ужасающих органических изменений, которые составляют патологию.

Павлов предпочел чисто физиологическое объяснение, которое оказало огромное влияние на современную медицину:

Мое отношение к психиатрическому материалу, тем не менее, сильно отличается от расхожего мнения специалистов... Я всегда настаивал на существовании чисто физиологической основы и постоянно толковал психическую активность пациентов в точных физиологических терминах.

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.