Борис Сергеев - Как мозг учился думать
Решение любой незнакомой задачи животное начнет с использования метода «проб и ошибок». Конечно, оно при этом обращается и к своему опыту. Настойчивые, но случайные попытки не гарантируют успеха. В конце концов может наступить такой момент, когда энергия животного иссякнет. Тогда оно временно прекратит дальнейшие попытки. Вот тут-то и начинается чисто логическая стадия решения задачи. Впервые на это обратил внимание немецкий ученый В. Келер.
Свои эксперименты Келер осуществлял на человекообразных обезьянах – шимпанзе. Обезьяне даваласьзадача – достать гроздь бананов, подвешенную к потолку клетки. Единственная возможность полакомиться фруктами – составить из ящиков, находящихся тут же, пирамиду и, забравшись на нее, дотянуться до бананов. Келер описал в своей книге, как озадаченный им шимпанзе, испробовав все пришедшие ему в голову способы, досыта попрыгав и истощившись, притулился в углу клетки и после некоторого «раздумья» поставил ящик на ящик, изловчился, вспрыгнул на шаткое сооружение и шлепнулся на пол с наградой в руке.
Келер придумал много замысловатых задач для своих обезьян и в результате пришел к выводу, что животные могут решать такие трудные проблемы путем простого «рассуждения», благодаря «проникновению в сущность проблемы», и для этого им не нужно иметь предварительный опыт или прибегать к методу «проб и ошибок». Все необходимые «пробы» она может сделать «в уме».
Решения логических задач по способу своих обезьян Келер назвал «инсайтом», что в переводе на русский язык означает «озарение». Оно наступает в результате обдумывания существующей ситуации. Естественно, животное много раз может прибегнуть к обдумыванию, всякий раз проверяя пришедшие ему в голову идеи, пока проблема не будет решена. Каждый по себе знает, как редко нас озаряют стоящие идеи. Вряд ли озарение посещает животных чаще.
Инсайт, способность животных обдумывать возникшую проблему, вызвал бурную реакцию ученых. У Келера нашлись горячие поклонники и безапелляционные противники. Опыты многократно проверялись на самых различных животных и подтвердили, что мозгу животных присущи такие процессы, которые мы с полным основанием можем назвать обдумыванием. Однако, чтобы тебя посетило озарение, нужно иметь богатый опыт. Если маленького шимпанзенка с первых дней жизни воспитывать в такой обстановке, где нет подвижных предметов, которыми обезьяна могла бы манипулировать, брать в руки, перемещать в пространстве, если она не видела, как это делают люди, если она не знает и о том, что ящики могут быть передвинуты, разве ей пришел бы в голову подобный выход из создавшегося положения?
Так что же такое озарение? Оказывается, это одна из форм обучения, способность переносить имеющийся опыт или его элементы в новую обстановку и использовать его для решения возникшей задачи, то есть умение воспользоваться накопленными ранее ассоциациями и условными рефлексами в совершенно незнакомой обстановке.
Сейчас для изучения озарения чаще других используют задачи с поиском пути в сложном лабиринте. Сначала крысе дают возможность детально ознакомиться с лабиринтом, отыскать из него выход, а потом в очередной раз, перед тем как запустить туда подопытное животное, убирают одну из перегородок, значительно укорачивая и упрощая путь к выходу. Если у крысы есть общее представление о лабиринте и умение применять свои знания, она непременно воспользуется вновь появившимся проходом. Этот способ решения задачи и называют «озарением», даже если, перед тем как свернуть на новую дорогу, крыса не присела и не приложила палец ко лбу.
Для того чтобы посетило озарение, необходим не только обширный предшествующий опыт, но и умение им пользоваться. У высокоразвитых животных оно заложено в мозг в виде определенных правил, по которым в высших отделах нервной системы осуществляется обработка информации и принятие решений, то есть выбор условно-рефлекторного акта или целой цепочки ответных реакций. Умение пользоваться своим опытом способно совершенствоваться. Вот отчасти почему бездомные дворняжки, постоянно сталкивающиеся с трудными проблемами, чаще проявляют находчивость и вообще кажутся умнее, чем породистые домашние собаки.
То, что умение думать заложено в мозг, раньше некоторыми учеными оспаривалось. Они спрашивали своих противников, а кто же вложил его в мозг животных и человека. Им казалось, что если с этим согласиться, то придется признать и существование бога. Кто же, кроме него, мог это сделать?
Это наивные рассуждения. Правила работы мозга отрабатывались на протяжении сотен миллионов лет в процессе эволюции животных. Они закреплены в конструкции мозга, в его биохимии, в особенностях физиологических реакций. Конструкция нервной системы гидры и свойства ее нервных клеток не позволяют вырабатывать условные рефлексы, а мозг рыб устроен так, что образование условных рефлексов максимально облегчено. Способность к выработке условных рефлексов – одно из условий для накопления знаний об окружающем мире, для приобретения самого разнообразного опыта, что и является предпосылкой для возникновения способности думать. И таких приобретений мозг высших животных получил много. Вспомните, что было рассказано о врожденном умении пользоваться зрением.
В поведении низших животных, в том числе насекомых, часто встречаются элементы, напоминающие озарение. Конечно, это не настоящее озарение, так как оно строится целиком из врожденных поведенческих реакций и не использует элементы приобретенного опыта. Низшие животные не способны к подобным реакциям. Попробую разъяснить это с помощью простого примера.
В период размножения осы-аммофилы роют для своего будущего потомства норки, а потом отправляются на охоту: личинок надо обеспечить запасом пищи. Дичь – крупных гусениц – осы разыскивают, летая над участком, где расположена норка. Найдя и парализовав добычу, маленькая оса волоком тащит свой нелегкий груз и, естественно, выбирает кратчайший путь, хотя «пешком» она здесь раньше никогда не ходила. Если на пути осы соорудить преграду, она выбирает новый путь, который в этой ситуации тоже будет самым коротким.
Трудно представить, что аммофила, выбирая дорогу к своей норке, «рассуждает», прикидывая возможные варианты пути, и выбирает кратчайший. Ее поведение полностью основывается на врожденных инстинктивных автоматизированных реакциях. Покидая убежище, оса не только запоминает ближайшие ориентиры, но, что еще важнее, определяет координаты входа в норку относительно солнца, и на протяжении всей охоты ее мозг контролирует каждое перемещение насекомого в пространстве, всякий раз автоматически вычисляя новое направление к «дому».
Удивительные способности аммофил показывают, что сложнейшие психические функции могут быть генетически заложены в мозг даже весьма примитивных созданий. Можно с уверенностью сказать, что мозговой механизм этих психических функций весьма несложен, хотя бы в силу того, что и сама нервная система ос не обладает особым совершенством.
Низшие животные не совсем бесталанные существа. С того момента, когда у них возникает способность к образованию условных рефлексов, одновременно появляется способность делать обобщения и решать простенькие логические задачи. Давайте еще раз вернемся к муравьям и посмотрим, как они ведут себя в сложной обстановке.
Около муравейника на высокой ножке установили искусственный цветок – ромашку с необычно длинными – до пятнадцати сантиметров – лепестками из твердой бумаги. Лепестков сделали немного – всего одиннадцать, – и все они располагались в одном секторе цветка. На кончик самого верхнего лепестка наносилась капелька сахарного сиропа. Малым лесным муравьям давали десять минут кормиться на этом лепестке. Затем кончик лепестка отрезали, а каплю сиропа наносили на следующий лепесток и здесь тоже позволяли муравьям кормиться не более десяти минут. Так в течение опыта капля должна была побывать на каждом из одиннадцати лепестков.
В первых четырех опытах муравьи старательно осваивали предложенную им задачу. После каждого переноса капли они искали ее по всей ромашке, но, главным образом, на тех лепестках, где только что кормились. Начиная с пятого опыта поведение муравьев изменилось. Теперь они почти не забегали на лепестки, где раньше лакомились сиропом, а сразу шли на соседний лепесток. Даже после десятидневного перерыва в опыте они не забыли, как нужно искать корм на бумажной ромашке. Трудно сказать, каким правилом пользовались при этом муравьи. Может быть, они запомнили, что корм каждый раз надо искать на соседнем лепестке, а может быть, догадались, что он находится на лепестке, ближайшем к укороченному.
Муравьи не раз удивляли ученых, настойчиво требуя, чтобы мы отказались от нашего пренебрежительного отношения к низшим животным. Самые развитые из насекомых способны учиться не хуже некоторых высших позвоночных животных, а может быть, обладают даже зачатками логического мышления. Кто бы мог подумать, что их маленькие головы с крохотным мозгом способны справляться с такой нагрузкой. Мозг по-прежнему остается «черным ящиком». Мы более или менее точно знаем, какая информация туда попадает, по поведению животных можем судить о том, какие мозгом приняты решения, но что происходит там в скоплениях нейронов, в «черном ящике» нашего индивидуального компьютера, труднее всего поддается расшифровке.
