Эксперимент Эдварда Толмена. Когнитивная карта
- Предыдущая статья Ноам Хомский. Критика работы Скиннера ‘Вербальное поведение’
- Следующая статья Оперантное обусловливание Скиннера
Настроить шрифт
- РазмерСтиль
- Режим чтения
Бихевиоризм доминировал в западной психологии в течение многих десятилетий, однако некоторые исследователи не придерживались строгой бихевиористской линии.
Одним из таких исследователей был Эдвард Чейс Толмен (1886-1959). С 1918 по 1954 год он учился в Калифорнийском университете в Беркли и называл себя бихевиористом, так как его научные интересы были сосредоточены на измерении поведения.
Как оказалось, он стал одним из первых когнитивных психологов, потому что использовал поведение лишь для того, чтобы изучать познавательные процессы.
В одном из своих экспериментов 1938 года Толман поместил крысу в лабиринт, подобный тому, что изображен на рис 1.8.. Первоначально крыса исследовала лабиринт, туда-сюда по каждому ответвлению (рис. 1.8a). После этого крысу поместили в отск А, а корм – в отсек В, и она быстро научилась поворачивать направо на перекрестке, чтобы получить корм. Это именно то, что предсказывают бихевиористы, потому что поворот направо был вознагражден едой (рис. 1.8b).
Однако, когда Толман поместил крысу в отсек С, произошло нечто интересное. На перекрестке крыса повернула не направо, а налево, чтобы добраться до еды в точке B (рис. 1.8c). Толман объяснил этот результат тем, что, когда крыса первоначально изучала лабиринт, она разрабатывала когнитивную карту, концепцию расположения лабиринта (Толман, 1948).
Таким образом, несмотря на то, что крыса ранее научилась поворачивать направо, после того как ее поместили в отсек C, она использовала свою карту и повернула на перекрестке налево, чтобы найти еду в отсеке B. Получается, что кроме связей «стимул – ответ», в мозге крысы происходит то, что ставит происходящее за пределы основного бихевиоризма.
Рис. 1.8. Лабиринт, используемый Толманом: а) крыса изначально исследует лабиринт, создает когнитивную карту — образ пространственного окружения; б) крыса учится поворачивать направо, чтобы получить еду в точке В, когда она изначально находится в точке А; c) при помещении в положение C крыса поворачивает налево, чтобы добраться до еды в точке B. В этом эксперименте принимаются меры предосторожности, чтобы крыса не знала, где находится еда на основе таких признаков, как запах.
Другие исследователи, современники Толмена, знали о его работе, но для большинства американских психологов в 1940-х годах использование термина «когнитивный» было трудно принять, поскольку для бихевиористов психические процессы, такие как мышление или когнитивные карты, были неприемлемой темой изучения.
По материалам E. Bruce Goldstein. Cognitive Psychology.
Источник
Когнитивные карты Э. Толмена (1948)
В 1948 г. Э. Толмен публикует статью «Когнитивные карты у крыс и человека», в которой обсуждает новый, созданный им психический конструкт cognitive maps (познавательные, или когнитивные, карты). Суть его (1948, с. 189–208) теории заключается в том, что в процессе обучения в мозгу крысы образуется нечто вроде карты окружающей обстановки. Животные формируют когнитивную карту лабиринта, то есть представление о месте расположения в нем пищи и воды. Эту особую структуру можно было бы назвать когнитивной картой окружающего мира. Она указывает пути (маршруты) движения и взаимосвязи элементов окружающей среды, а также определяет, какие ответные реакции будет осуществлять животное. Карты бывают узкими, охватывающими небольшой кусок реальности, или более широкими. Они могут быть правильными или неправильными, определяя успешность движения животного к цели.
В каком конкретно виде существуют в человеческом сознании когнитивные карты окружающего мира? Б. М. Величковский (2006, с. 57) пишет, что сторонники радикальной теории образов и защитники пропозициональных концепций дают противоположные ответы на данный вопрос. Первые полагают, что когнитивные карты подобны картам местности и содержат метрическую информацию. Вторые считают, что знание о пространственном окружении фиксировано в форме набора утверждений 1 , отражающих лишь порядковые отношения ориентиров. Автор (с. 59–60) приводит экспериментальные данные, указывающие на многочисленные искажения пространственных параметров в наших когнитивных картах.
Однако тот факт, что в наших когнитивных картах окружающего мира искажаются многие пространственные отношения, нам не кажется удивительным. Поскольку эти карты представляют собой не что иное, как образы воспоминания и представления окружающего мира, а потому и не могут претендовать на географическую точность и абсолютное соответствие пространственным параметрам этого мира. В этой связи имеет смысл вспомнить феноменологические отличия образов восприятия, с одной стороны, и образов воспоминания и представления тех же элементов окружающего мира — с другой (см., например: С. Э. Поляков, 2011, с. 114–127).
То, что когнитивные карты представляют собой именно визуальные репрезентации окружающей реальности, хорошо демонстрируется в работе одного из классиков когнитивной психологии — У. Найссера. Необихевиористские взгляды автора поначалу не позволяют ему рассматривать когнитивные карты как психические образы без многочисленных оговорок: «О когнитивных картах часто говорится так, как если бы они были умственными изображениями среды, которые можно разглядывать на досуге внутренним взором, в то время как его обладатель удобно расположился в кресле. …Я попробую сделать противоположное и часто буду пользоваться термином “ориентировочная схема” как синонимом “когнитивной карты”, чтобы подчеркнуть, что это активная, направленная на поиск информации структура. Вместо того чтобы определять когнитивную карту как своего рода образ, я выскажу предположение… что само пространственное воображение является всего лишь аспектом функционирования ориентировочных схем» (1981, с. 126–127).
1 В этой связи нам интересно, в форме каких «утверждений» когнитивные карты могут существовать в психике крыс?
В процессе изложения У. Найссер смягчает свою позицию: «Существует тесная связь между когнитивными картами и умственными образами…» (с. 140).
В конечном итоге У. Найссер вообще признает, что когнитивные карты — это все-таки умственные образы, хотя и понимаемые им как «примеры перцептивной готовности»: «…когнитивные карты являются наиболее широко используемым и наименее спорным видом умственных образов. …Я полагаю, что переживание наличия образа представляет собой внутренний аспект готовности к восприятию воображаемого объекта…» (с. 144).
Данные интроспекции показывают, что когнитивные карты существуют и в виде ассоциированных между собой визуальных образов воспоминания и представления окружающих и окружавших нас в прошлом объектов реальности и даже в форме зрительных образов воспоминания и представления географических карт и иных схематичных изображений местности. Они прекрасно уживаются в сознании и дополняют друг друга. Причем у двух разных людей не может быть одинаковых когнитивных карт одной и той же части окружающего мира, например городского района, университетского городка и т. д. Сами возникающие в сознании одного и того же человека в каждый следующий момент когнитивные карты тоже могут отличаться друг от друга.
Интроспекция демонстрирует, что человек легко способен мысленно перемещаться в нужном ему направлении по вспоминаемым им улицам знакомого города. При этом образы улиц, домов и площадей с разной степенью подробности и точности развертываются перед его мысленным взором. Они могут быть хорошо узнаваемыми и достаточно подробными, хотя чаще трудно вспомнить детали большинства конкретных домов, например их точную этажность, количество окон, колонн и т. д. Они узнаются только в целом, а многие участки вовсе выпадают из памяти.
Следовательно, когнитивные карты — это сенсорные психические конструкции, представляющие собой ассоциированные визуальные образы воспоминания и представления, репрезентирующие знакомые нам участки окружающего мира. Они являются сложными чувственными психическими конструкциями, преимущественно визуальными фрагментами глобальной индивидуальной модели-репрезентации окружающего мира.
Источник
Э. Толмен КОГНИТИВНЫЕ КАРТЫ У КРЫС И У ЧЕЛОВЕКА1
Основная часть этой статьи посвящена описанию экспериментов с крысами. В заключение я попытаюсь также в нескольких словах определить значение данных, полученных на крысах, для понимания поведения человека.
Представим схему двух типичных лабиринтов: лабиринта с коридорами (рис. 1) и приподнятого над землей лабиринта (рис. 2). В типичном эксперименте голодная крыса помещается у входа в лабиринт (одного из этих типов), она блуждает по различным его участкам, заходит в тупики, пока, наконец, не придет к кормушке и будет есть. Один опыт (опять в типичном эксперименте) повторяется через каждые 24 ч, животное имеет тенденцию делать все меньше и меньше ошибок (ими являются заходы в тупик) и тратить все меньше и меньше времени от старта до цели до тех пор, пока, наконец, оно совсем не заходит в тупики и пробегает весь путь от старта до цели за несколько секунд. Результаты обычно представляются в виде кривой с изображением заходов в тупики или времени от старта до финиша для группы крыс.
Все исследователи соглашаются с фактами. Они расходятся, однако, в теории и в объяснении этих фактов.
Во-первых, существует школа зоопсихологов, которые считают, что поведение крыс в лабиринте сводится к образованию простых связей между стимулом и реакцией. Научение, согласно этой школе, состоит в упрочении одних связей и в ослаблении других.
1 Толмен Э. Когнитивные карты у крыс и у человека // Хрестоматия по истории психологии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. С. 63—82 (с сокр.).
Рис. 2. Схема лабиринтов, приподнятых над землей (по Гонзику, 1936)
Согласно этой точке зрения, центральную нервную систему крысы можно сравнить с работой телефонной станции. Сюда попадают сигналы от органов чувств и отсюда исходят команды к мускулам. До того как произойдет научение в каком-то определенном лабиринте, с помощью соединяющих переключателей (т.е. синапсов на языке физиолога) цепь замыкается различными путями, и в результате появляются исследовательские ответы на реакции, характерные для первоначальных проб. Научение, по этой теории, состоит в относительном усилении одних и ослаблении других связей; те связи, которые приводят животное к верному результату, становятся относительно более открытыми для прохождения нервных импульсов, и, наоборот, те, которые ведут его в тупики, постепенно блокируются.
В дополнение нужно отметить, однако, что эта школа, объясняющая поведение по схеме «стимул—реакция», подразделяется, в свою очередь, на две подгруппы исследователей. Первая подгруппа утверждает, что простая механика, имеющая место при пробежке по лабиринту, состоит в том, что решающим стимулом от лабиринта становится стимул, наиболее часто совпадающий с правильным ответом, по сравнению со стимулом, который связан с неправильным ответом. Следовательно, именно вследствие этой большей частоты нервные связи между решающим стимулом и правильным ответом будут иметь тенденцию, как считают, упрочиваться за счет ослабления неправильных связей.
Вторая подгруппа исследователей внутри этой школы утверждает, что причина, почему соответствующие связи упрочиваются по сравнению с другими, состоит в том, что вслед за ответами, которые являются результатом правильных связей, следует редукция потребности. Таким образом, голодная крыса в лабиринте имеет тенденцию стремиться к получению пищи, и ее голод ослабляется скорее в результате верных ответов, а не в результате заходов в тупики. И такая непосредственно следующая редукция потребности или, пользуясь другим термином, такое «положительное
подкрепление» имеет тенденцию к упрочению связей, которые непосредственно ему предшествовали (рис. 3). Таким образом, складывается впечатление (хотя представители этой группы сами не утверждают этого), будто бы в организме есть какая-то часть, воспринимающая состояние удовлетворения и сообщающая крысе обратно в мозг: «Поддерживай эту связь, она хорошая; вникни в нее, чтобы снова использовать ее в последующем, когда появится тот же самый стимул».
Если за реакцией следует «неприятное раздражение», «отрицательное подкрепление», тогда та же самая часть крысы, удовлетворения, теперь в ответ на неприятное раздражение будет сообщать в мозг: «Разрушь эту связь и не смей использовать ее в последующем».
Это кратко все, что касается существа двух вариантов школы «стимул—реакция».
Давайте вернемся теперь ко второй из упомянутых школ.. Эта группа исследователей (я также принадлежу к ней) может быть названа теоретиками поля. Наша позиция сводится к следующему. В процессе научения в мозгу крысы образуется нечто, подобное карте поля окружающей обстановки. Мы согласны с другими школами в том, что крыса в процессе пробежки по лабиринту подвергается воздействию стимулов и в конце концов в результате этого воздействия появляются ее ответные реакции. Однако вмешивающиеся мозговые процессы являются более сложными, более структурными и часто, говоря прагматическим языком, более независимыми (autonomous), чем об этом говорят психологи, придерживающиеся теории «стимул—реакция».
Во-вторых, мы утверждаем, что сама центральная инстанция гораздо более похожа на пульт управления, чем на устаревшую телефонную станцию. Поступающие стимулы не связываются с ответными реакциями с помощью простого переключателя по принципу «один к одному». Скорее, поступающие стимулы перерабатываются в центральной управляющей инстанции в особую структуру, которую можно было бы назвать когнитивной картой окружающей обстановки. И именно эта примерная карта, указывающая пути (маршруты) и линии поведения и взаимосвязи элементов окружающей среды, окончательно определяет, какие именно ответные реакции, если вообще они имеются, будет в конечном счете осуществлять животное.
Наконец, я считал бы, что важно исследовать, почему эти карты бывают относительно узкими, охватывающими какой-то небольшой кусок ситуации, или относительно широкими, охватывающими большое поле. Как узкие, так и широкие карты могут быть правильными или неправильными в том смысле, насколько успешно они направляют животное к цели. Различия между такими узкими и широкими картами могут проявиться только в том случае, если позднее крысе будут предъявлены некоторые изменения в условиях данной окружающей обстановки. Тогда более узкая исходная карта, включающая относительно небольшой участок, окажется непригодной применительно к новой проблеме; наоборот, более широкая карта будет служить более адекватным средством по отношению к новой
структуре условий. В узкой карте данное положение животного связано только с относительно простым и только одним участком относительно расположения цели. В широкой карте представлен обширный спектр окружающих условий, так что, если изменится положение животного при старте или будут введены изменения в отдельные маршруты, эта широкая карта позволит животному действовать относительно правильно и выбрать адекватный новый маршрут.
Теперь вернемся к экспериментам. Эксперименты, о которых я сообщаю в докладе, особенно важны для укрепления теоретической позиции, которую я предлагаю. Эта позиция основывается на двух допущениях:
научение состоит не в образовании связей типа «стимул—реакция», а в образовании в нервной системе установок, которые действуют подобно когнитивным картам;
такие когнитивные карты можно охарактеризовать как варьирующие между узкими и более широкими.
Эксперименты распадаются на 5 главных типов: 1) латентное научение, 2) викарные (замещающие) пробы и ошибки или VTE (Vicarious triel and error), 3) эксперименты на поиски стимула, 4) эксперименты с гипотезами, 5) эксперименты на пространственную ориентацию.
Источник