Механизмы физиологического научения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание:

Введение

1. Роль сенсорной информации в работе мозга и его развитии

2. Виды научения

3. Нейрональные механизмы научения

4. Роль доминант и эмоционально-мотивационной сферы в процессе обучения

Заключение

Список литературы

Введение

В самом широком смысле слова научение можно определить как приспособительное изменение поведения, обусловленное прошлым опытом.

Память необходима для научения, так как она представляет собой механизм, с помощью которого накапливайся прошлый опыт, который может стать источником адаптивных изменений поведения.

Научение -- совокупность процессов, обеспечивающих приобретение индивидуальной (фенотипической) памяти, вызывающей приспособительную модификацию поведения.

Научение требует определенного времени, условий и реализуется с помощью нейрофизиологических механизмов разного уровня (межклеточного, внутриклеточного, молекулярного).

1. Роль сенсорной информации в работе мозга и его развитии

Организм как единое целое может существовать только при условии, когда составляющие его органы и ткани функционируют с такой интенсивностью и в таком объеме, которые обеспечивают адекватное уравновешивание со средой обитания. По словам И.П. Павлова, живой организм - сложная обособленная система, внутренние силы которой постоянно уравновешиваются с внешними силами окружающей среды. В основе уравновешивания лежат процессы регуляции, управления физиологическими функциями. [4, с. 78]

Одним из «организационных подразделений», обеспечивающих осуществление процессов регуляции, являются сенсорные системы, или анализаторы.

Сенсорная система (анализатор, по И.П. Павлову) - часть нервной системы, состоящая из воспринимающих элементов - рецепторов - получающих стимулы из внешней или внутренней среды, нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг, и тех частей мозга, которые перерабатывают эту информацию. Таким образом, сенсорная система вводит информацию в мозг и анализирует ее. Работа любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами внешней для мозга физической или химической энергии, трансформации ее в нервные сигналы и передачи их в мозг через цепи нейронов. Процесс передачи сенсорных сигналов сопровождается многократным их преобразованием и перекодированием и завершается высшим анализом и синтезом (опознанием образа), после чего формируется ответная реакция организма.

Информация, поступающая в мозг, необходима для простых и сложных рефлекторных актов вплоть до психической деятельности человека. И.М. Сеченов писал, что «психический акт не может явиться в сознании без внешнего чувственного возбуждения». [4, с. 216]

2. Виды научения

Целесообразно все формы научения объединить в четыре основные группы преимущественно по критерию активности животного или человека в ходе научения: 1) пассивное (реактивное) научение; 2) оперантное научение ; 3) научение с помощью мышления (когнитивное, рассудочное); 4) научение путем инсайта. научение сенсорный доминанта когнитивный

А. Пассивное (реактивное) научение имеет место во всех случаях, когда организм пассивно, т.е. не прилагая целенаправленных усилий, реагирует на какие-то внешние факторы и когда в нервной системе формируются новые следы памяти. Пассивным научением являются следующие формы.

1. Привыкание - угасание ориентировочной реакции (рефлекса «что такое?» по И. П. Павлову). Если раздражитель многократно повторяется и не имеет особого значения для организма, то организм прекращает на него реагировать, таким образом, развивается привыкание (габитуация). Ориентировочная реакция угасает. У человека и животных новый раздражитель вызывает не только соматические, но и вегетативные реакции:

изменение частоты сердечных сокращений, десинхронизацию ЭЭГ, изменение частоты и глубины дыхания. Если оказывается, что раздражитель не имеет значения для организма, то при последующем его повторении угасают и вегетативные, и соматические реакции. Так, человек, живущий на шумной городской улице, не обращает внимания на посторонний шум транспорта ночью и крепко спит.

Привыкание - это не только самая простая, но, вероятно, и самая распространенная форма научения у человека и животных. За счет него нам удается игнорировать раздражители, не несущие никакой новизны и не имеющие для нас значения, сосредоточивая внимание на более важных явлениях. Привыкание всегда специфично в отношении стимула: если человек не замечает уличного шума, он проснется либо от неожиданного звука на его фоне, либо от внезапно наступившей тишины. Привыкание - это не утомление, а особый приспособительный нервный процесс. Его не следует путать и с адаптацией анализаторов, т.е. снижением их чувствительности при непрерывной стимуляции. Согласно мнению Е.Н. Соколова, привыкание - это стимул-зависимое обучение, являющееся универсальной формой простейшего отрицательного условного рефлекса, в котором условным сигналом может быть любой раздражитель, а безусловным - биологическая безразличность (подкреплением в этом случае выступает внутреннее состояние, соответствующее отсутствию раздражителя), т.е. привыкание формируется по механизму торможения условных рефлексов (угасательное торможение).

На клеточном уровне привыкание формируется с помощью механизмов памяти, как вырабатываются и сами условные рефлексы.

2. Сенситизация - усиление реакции организма на повторяющийся стимул, если он вызывает каждый раз неприятные ощущения. Например, неоднократное капание воды из крана и многократно повторяющееся жужжание назойливой мухи или пронзительный писк комара становятся непереносимыми, неприятными. В данном случае научение носит негативный характер и выражается в соответствующих поведенческих реакциях типа стимул-ответ (после нескольких повторений действия раздражителя). В основе механизма этого вида научения лежит механизм синаптического облегчения.

Посттетаническая потенциация (синаптическое облегчение) - это улучшение проведения в синапсах после короткого раздражения афферентных путей. Кратковременная активация увеличивает амплитуду постсинаптических потенциалов. Облегчение наблюдается и во время раздражения (вначале), в этом случае феномен называют тетанической потенциацией. Степень выраженности облегчения возрастает с увеличением частоты импульсов, оно максимально, когда импульсы поступают с интервалом в несколько миллисекунд.

Значение синаптического облегчения заключается в том, что оно создает предпосылки улучшения процессов переработки информации на нейронах нервных центров, что крайне важно, например для обучения в ходе выработки условных рефлексов. Повторное возникновение явлений облегчения в нервном центре может вызвать переход центра из обычного состояния в доминантное.

3. Импринтинг - запечатление в памяти новорожденного окружающей действительности. Это - особая форма неассоциативного научения, основанная на врожденной предрасположенности к определенным сочетаниям раздражителей и возникающих ответных реакций в ранний период развития организма. При наблюдениях за животными этологов особенно интересует относительная роль в их поведении врожденного и приобретенного.

Работы австрийского этолога Конрада Лоренца помогли понять взаимодействие между этими двумя факторами в некоторых явлениях. В частности, К. Лоренц занимался изучением гусят, вылупившихся в инкубаторе. Первым движущимся объектом, с которым встречались гусята в момент вылупления, была не их биологическая мать, а сам К. Лоренц. Произошло удивительное явление: вместо того чтобы присоединяться к стаду гусей, эти гусята повсюду следовали за К. Лоренцом и вели себя так, как если бы он был их матерью. Проявление этой привязанности к человеку стало особенно необычным, когда, достигнув половой зрелости, эти гуси принялись искать брачных партнеров, сходных с человеком, не проявляя ни малейшего интереса к представителям собственного вида.

К. Лоренц назвал эту глубокую привязанность к первому движущемуся объекту, который увидели гусята после вылупления из яйца, импринтингом (запечатлением). Механизм импринтинга важен для выживания. В природных условиях первый движущийся объект, попавший в поле зрения гусят, это обычно их мать; естественно, что импринтинг у них направлен именно на нее и она становится той моделью, которая дает им возможность адекватно проявлять формы поведения, присущие данному виду.

Различают несколько разновидностей (форм) проявления импринтинга. 1. Запечатление образов и объектов: родителей, братьев, сестер, вида пищи и т.д. 2. Усвоение поведенческих актов (дети повторяют действия родителей). Это так называемое имитационное поведение, разновидностью этого импринтинга является половой импринтинг - половое поведение особей внутри своего вида. Но половое поведение у животных может быть направлено и на особь другого вида, с которым воспитывался детеныш. Например, половое поведение кота будет направлено не на кошку, а на собаку, если кот с момента рождения «воспитывался» в семье собаки. 3. Реакция следования - «слепое» (автоматическое) следование новорожденного за родителями. Эта форма импринтинга наиболее демонстративна и хорошо изучена. Считают, что моторным эквивалентом реакции следования животных у ребенка является улыбка, постоянная смена мимики, появление комплекса оживления уже на 2-м месяце жизни.

У новорожденных детей первых месяцев жизни определяющим фактором в возникновении привязанности к матери является чувство комфорта и ощущение безопасности, существенное значение имеют кормление матерью своего ребенка, гигиенический уход, интонация голоса и звуки речи, обязательные при общении с бодрствующим ребенком грудного возраста.

Таким образом, импринтинг - это особая, третья форма реагирования (кроме условного и безусловного рефлексов) на окружающую среду.

4. Классические условные рефлексы по И.П. Павлову - положительные и отрицательные.

Оперантное научение (от лат. operatio - действие) - это научение, в ходе которого организм добивается полезного результата с помощью активного поведения. Имеется два основных подобных вида научения - метод проб и ошибок и инструментальный условный рефлекс.

1. Метод проб и ошибок. Американский ученый Э. Торндайк (1890), видный представитель направления бихевиоризма (от англ. behaviour - поведение) помещал голодных кошек в так называемые проблемные клетки, которые открывались в том случае, если кошка предпринимала какие-то определенные действия: тянула за веревку, приподнимала запорный крючок и т. д. Когда кошка выходила из клетки, она получала пищу. По мере повторения процедуры выхода из клетки (увеличения числа проб и ошибок) скорость выполнения задачи возрастала. Эти исследования были продолжены Скиннером. 2. Инструментальный условный рефлекс - научение действию с помощью вознаграждения (подкрепления). Дети быстро учатся говорить, когда родители одобряют их при правильном произнесении отдельных звуков и слов. В случае неправильного произнесения слова дети не получают подобного подкрепления, в результате чего эти слова постепенно исчезают из употребления в результате неподкрепления. Научение с помощью инструментального условного рефлекса происходит по сигналу, а научение методом проб и ошибок - без сигнала.

3. Самораздражение структур мозга для получения удовольствия, положительных эмоций или избегание самораздражения .

Научение с помощью мышления (когнитивное научение). Во-первых, имеется в виду такой вариант, когда организм оказывается в ситуации, с которой он ранее не встречался, и находит правильное решение в результате мышления. При условном рефлексе по сигналу тоже имеет место мышление, т. е. оценка результата действия, но это происходит после выполнения действия. Однако в научении с помощью мышления первично мышление, а потом - действие, так как это целенаправленное научение. В эту форму научения следует включить научение с помощью рассудочной и психонервной деятельности, признавая, что между ними различий нет. Во-вторых, в эту форму научения следует включить и научение путем наблюдения.

Научение путем наблюдения. Различают два вида подобного научения. 1. Простое подражание. Например, обезьяна в общении с исследователями в экспедиции научилась мыть банан перед едой, не понимая, зачем это делается. 2. Викарное научение, которое также осуществляется посредством наблюдения, но при этом результат действия оценивается. Такое научение свойственно только человеку. Особенно часто используют научение путем наблюдения (подражания) дети, причем в раннем онтогенезе оно является преимущественно просто подражательным. С возрастом викарное научение начинает все больше превалировать над подражательным научением.

Экстраполяционные рефлексы, описанные Л.В. Крушинским (1960), состоят в способности животных определять направление дальнейшего перемещения значимого для него раздражителя, например, перемещение пищи, движущейся по прямой линии после исчезновения ее из поля зрения. Способность к экстраполяции хорошо развита у птиц, хищных млекопитающих, дельфинов. Как отмечал Л.В. Крушинский, сложное приспособительное поведение животных строится из трех основных компонентов ВИД: инстинктов, условных рефлексов и рассудочной деятельности, благодаря которой организм сразу вырабатывает программу адаптивного поведения в новых условиях, внезапно сложившихся ситуациях и способен выбрать наиболее адекватную тактику поведения в новой обстановке, прогнозируя развитие событий.

Психонервная деятельность. В 1935 г. появилась концепция И.С. Бериташвили, из которой следует, что у высших позвоночных животных и у человека имеется особая форма деятельности мозга - психонервная деятельность, или образная память. Суть психонервной деятельности состоит в том, что у животных возникает определенный образ при однократном восприятии конкретных явлений окружающей действительности (пищи, врага и т.д.), т.е. всех тех объектов внешней среды, которые имеют какую-либо связь с биологически важным состоянием животного (кормлением, самозащитой или размножением). Такой тип поведения включает информационный (образ) и мотивационно-эмоциональный компоненты. Целостные «представления» о среде животным приобретаются при первом же попадании в данную среду, в процессе ее активного ориентировочно-исследовательского освоения.

Следует, однако, заметить, что в научении, описанном И.С. Бериташвили и Л.В. Крушинским, различий нет, причем в обоих случаях используется предыдущий опыт. Термины «психонервная деятельность» и «рассудочная деятельность» отражают историю дискуссии о том, думают ли животные. В настоящее время способность животных мыслить не вызывает сомнений. Об этом свидетельствуют, в частности, и экстраполяционные рефлексы, которые описал Л.В. Крушинский.

Таким образом, научение с помощью мышления осуществляется, во-первых, путем наблюдения, во-вторых, путем решения задачи в условиях, в которых организм оказывается впервые.

Научение путем инсайта (озарения) - внезапное нестандартное правильное решение задачи. Иногда после отдельных проб и ошибок возникает идея результативного действия, которое может совершенствоваться в процессе достижения цели. Этот вид научения является следствием объединения опыта, накопленного в памяти, с той информацией, которой располагает индивид при решении проблемы. Так, находящаяся в клетке обезьяна в эксперименте с недосягаемым для нее бананом сначала пытается достать плод одной палкой в виде трубки, потом другой такой же. Но обе палки были слишком коротки. Тогда она, прекратив свои попытки, стала разглядывать находящиеся возле нее предметы и вдруг быстро проделала логическую последовательность действий: схватила обе палки, вставила их одну в другую, просунула между прутьев клетки и достала банан. Следует подчеркнуть, что в конкретных ситуациях для достижения того или иного полезного приспособительного результата индивид чаще всего реализует не один, а несколько видов научения. Частное научение (обучение игре на музыкальном инструменте, обучение работе на компьютере и т.д.) по своей структуре всегда является комплексным, сложным. Большинство форм научения, кроме пассивного и простых (классических, павловских) условных рефлексов, являются сложной формой научения.[7, с. 144]

3. Нейрональные механизмы научения

Механизмы научения весьма разнообразны по характеру физиологических процессов и вовлекаемых структур нервной системы. На уровне нейрона это проявляется в изменении уровня поляризации мембран - длительная деполяризация или гиперполяризация. На уровне межнейронального взаимодействия - в изменении активности кальциевых каналов, что приводит к изменению медиаторной активности, росте синаптических терминалий, изменении состояния синаптических структур и происходящих в них процессов, особенно касающихся ацетилхолина и глутамата. Среди структур мозга, имеющих непосредственное отношение к процессам научения (скорость, объем, эффективность), в первую очередь следует выделить неспецифическую активирующую систему мозга, образования лимбической системы (гиппокамп, миндалины), лобно височные отделы мозга и другие ассоциативные зоны коры с учетом функциональной специализации правого и левого полушарий. У правшей усвоение абстрактно логической информации связано в большей степени с левым полушарием, а наглядно образная, эмоциональная окраска - с правым. Среди факторов, влияющих на научение человека, существенное значение имеют возраст, мотивация, состояние таких психических функций, как внимание, память, мышление и др., а также индивидуальные особенности (способности).

4. Роль доминант и эмоционально-мотивационной сферы в процессе обучения

Принцип доминанты был открыт А.А. Ухтомским. Он заключается в том, что в центральной нервной системе всегда есть доминирующий, господствующий очаг возбуждения, который как бы подчиняет себе деятельность других нервных центров, привлекая импульсы из других отделов нервной системы и усиливаясь за их счет. Значительная часть других центров при наличии доминирующего очага возбуждения находится в заторможенном состоянии, а нервные импульсы, поступающие в них, вызывают ответную реакцию, не адекватную этим центрам, а соответствующую доминирующему. Благодаря доминанте осуществляется координированная деятельность центральной нервной системы.

Доминантный очаг обладает рядом свойств:

1) повышенной возбудимостью,

2) стойкостью возбуждения,

3) способностью суммировать слабые возбуждения из других очагов,

4) способностью тормозить возбуждение в других участках ЦНС.

Кроме того, после окончания действия раздражителя, вызвавшего доминанту, возбуждение продолжает удерживаться. Так, особой прочностью обладают доминанты, возникающие в стволе головного мозга и в других низших отделах центральной нервной системы. При наличии в этих отделах мозга учеников доминантных очагов возбуждения учителю на уроке трудно добиться образования доминанты в коре их головного мозга.

Общеизвестно положение, что процесс обучения и воспитания протекает успешнее, если педагог делает его эмоциональным. Влияние эмоций на умственную деятельность отмечал А.Ф. Лазурский, однако его мнение существенно расходится с мнением других ученых. Находясь в бодром, веселом настроении, -- писал он, -- мы чувствуем, что делаемся находчивее, изобретательнее, мысли наши текут живее и продуктивность умственной работы повышается. Однако в значительном большинстве случаев чувства влияют на умственную сферу неблагоприятным образом: течение представлений замедляется или даже вовсе приостанавливается, восприятия и воспоминания искажаются, суждения делаются пристрастными».

С.Л. Рубинштейн писал, что эффективность включения обучаемого в работу определяется не только тем, что стоящие задачи ему понятны, но и тем, как они внутренне приняты им, т. е. какой они нашли «отклик и опорную точку в его переживании». Таким образом, эмоции, включаясь в познавательную деятельность, становятся ее регулятором .

П.К. Анохин подчеркивал, что эмоции важны для закрепления, стабилизации рационального поведения животных и человека. Положительные эмоции, возникающие при достижении цели, запоминаются и при соответствующей ситуации могут извлекаться из памяти для получения такого же полезного результата. Отрицательные эмоции, извлекаемые из памяти, наоборот, предупреждают от повторного совершения ошибок, блокируют образование условного рефлекса. Показательны в этом плане эксперименты на крысах. Когда им вводили морфин прямо в желудок, что быстро вызывало у них положительное эмоциональное состояние, условный рефлекс вырабатывался; когда же морфин вводили через рот, то благодаря своему горькому вкусу он перестал быть подкреплением условного сигнала, и рефлекс не вырабатывался (Симонов, 1981).

Н.А. Леонтьев обозначал эту функцию эмоций как следообразование, что приводит к появлению «знаемых» целей (средств и путей удовлетворения потребностей), т.е. целей, которые приводили ранее к успешному удовлетворению потребностей.

Особенно ярко эта функция проявляется в случаях экстремальных эмоциональных состояний человека. Таким образом, эмоции участвуют в формировании личного опыта человека.

Механизм, задействованный в осуществлении эмоциями подкрепляющей функции, в современной психологии называется мотивационным обусловливанием. О значимости этого механизма писал еще Б. Спиноза: «Вследствие одного того, что мы видели какую-либо вещь в аффекте… мы можем ее любить или ненавидеть» (1957, с. 469). В наше время об этом же пишет Я. Рейковский: «…Нейтральные раздражители, которые предшествуют появлению эмоциогенных раздражителей или их сопровождают, сами приобретают способность вызывать эмоции» [5, с. 90]. А это значит, что они становятся значимыми, начинают учитываться при мотивации действий и поступков.

Большое внимание уделил мотивационному (я бы сказал -- эмоциональному) обусловливанию В.К. Вилюнас. «С психологической стороны, а именно при учете того, что выработка условной связи означает изменение субъективного отношения к условному раздражителю, этот механизм может быть изображен в виде передачи эмоционального (мотивационного) значения… новому содержанию», -- пишет он [1, с. 50]. Главным «воспитателем» в случае обусловливания, по мнению Вилюнаса, является конкретная и реально воспринимаемая ситуация.

В этом случае от воспитателя может не потребоваться даже никаких разъяснений, наставлений, нотаций. Например, «когда ребенок обжигает себе палец или устраивает пожар, то боль и страх в качестве реальных подкреплений без дополнительных разъяснений придают новое мотивационное значение спичкам и игре с ними, приведшей к этим событиям» [1, с. 74].

Декларируя необходимость наличия в процессе обучения положительного эмоционального фона, психологи и педагоги мало уделяют внимания изучению вопроса, что на самом деле имеет место в учебном процессе. Между тем исследования свидетельствуют о явном эмоциональном неблагополучии учебного процесса. Н.П. Фетискин (1993) обнаружил состояние монотонии (скуки) у студентов на лекциях многих преподавателей, у школьников на уроках, у учащихся ПТУ в процессе их производственного обучения. И.А. Шурыгиной (1984) выявлено развитие скуки на занятиях в детских музыкальных школах. А.Я. Чебыкин показал, что эмоции, которые студенты хотели бы испытывать на занятиях, не совпадают с эмоциями, которые они испытывают реально (вместо увлечения, радости, любопытства часто отмечаются безразличие, скука, боязнь). Он также рассмотрел вопрос о том, какие эмоции сопутствуют разным этапам усвоения учебного материала.

Мотивированность учения -- это психологическая характеристика интереса учащегося к усвоению знаний, к приобретению определенных умений и навыков, к собственному развитию. Одним из наиболее важных мотивационных условий учения является наличие учащегося мотива самосовершенствования, который не может быть удовлетворен без приобретения нужных способностей. Мотивация учения может быть ситуационной и личностной. В первом случае в Качестве побудителей к учению выступают мотивы, связанные с необходимостью продемонстрировать определенные знания, умения и навыки в какой-либо конкретной ситуации, например при сдаче экзаменов. Такую мотивацию учения, как, впрочем, и обучения называют внешней, поскольку она не затрагивает глубинных основ личности человека, не рассчитана на его самосовершенствование

Другой вид мотивации -- внутренняя, личностная. Она связана с потребностью самосовершенствования человека, с реализацией его духовных целей, ценностей и идеалов, непосредственно направлена на развитие его личности, способностей, на моральный и интеллектуальный рост.

Кроме того, мотивацию учения можно определить как релевантную и иррелевантную, т. е. как имеющую или не имеющую прямого отношения к приобретаемым человеком знаниям, умениям и навыкам. Релевантной учению как специфическому виду деятельности будет такая мотивация, которая связана с наличием у учащегося непосредственного интереса к самим приобретаемым знаниям, умениям и навыкам. Иррелевантной называется мотивация, основанная на иных побуждениях, вынуждающих человека приобретать соответствующие знания, умения и навыки. Например, школьник может быть любознательным человеком, и именно его любознательность может выступить как главный внутренний мотив учения. В этом случае мы говорим о том, что его мотивация релевантна учебной деятельности, ее целям и задачам. Учащийся может приобретать знания также потому, что за это получает какие-либо выгоды, например избегает наказания. В этом случае мотивация его учения будет иррелевантной содержанию учебной деятельности.

Учебный процесс надо строить таким образом, чтобы релевантная учению мотивация учащегося была как можно более глубокой и разносторонней.

Заключение

Поведение человека является сложной функцией, оно регулируется как волевыми механизмами, так и механизмами, от воли человека не зависящими.

Психофизиологическим проявлением взаимодействия человека с внешней средой являются эмоции, биологическим субстратом которых является лимбическая система и индуцируемые нейрогуморальные и биохимические реакции в организме. Первичная информация о состоянии внешней среды воспринимается и обрабатывается сенсорными системами, или анализаторами. Результатом обработки полученной информации является впечатление и восприятие, и, как следствие, эмоция.

Положительная роль эмоций заключается в возможности оценки достигнутого результата и, при необходимости, реакции перестройки деятельности, отрицательная - в возможности возникновения длительной эмоциональной напряженности, т.е. эмоционального стресса, который может иметь негативные соматические последствия, если не применять механизмы борьбы со стрессом.

Список литературы:

1.Вилюнас В.К. Психологические механизмы мотивации человека. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. -- 288 с.

2. Немов Р.С. Кн. 1. Общие основы психологии. 2003, 4-е изд., 688с.

3. Данилова Н.Н. Физиология высшей нервной деятельности - М., 1997. - 432 с.

4. Покровский В.М., Коротько Г.Ф., Авдеев С.Н. и др. Физиология человека: Учебник для медицинских вузов. М.: Медицина, 2003 - 656 с.

5. Рейковский. Я.Экспериментальная психология эмоций. M.,1979. с. 179-212.

6. Соколов Е.Н. Физиология ВНД. М., 1981, Ч. 1--2.

7.Смирнов В.М., Будылина С.М.,2003,302 с.

Размещено на Allbest.ru