Это обусловлено тем, что нейронные ансамбли коры головного мозга и мозжечка структурно оформлены в особого рода вертикальные колонки, пронизывающие всю толщу коры и называемые в настоящее время функциональными «модулями» головного мозга. По некоторым подсчетам, только в неокортексе человека содержится около 600 миллионов «микроколонок» которые объединяются в более крупные рабочие комплексы, насчитывающие 1-3 миллиона нейронов. Колонки чувствительны к воздействию сигналов только определенного типа (здесь есть входное тестирующее устройство), они умножают распознанные сигналы, а затем распределяют их через систему горизонтальных нейронов лишь к вполне определенным, близким или далеким модулям-соседям. По мнению нейробиологов, модули являются функциональными единицами анализатора признаков. Еще в 1970 году физиолог Спинелли составил компьютерную программу (названную «Оккам»), моделирующую работу анализатора признаков и распознающую, реагирующую на волны определенной формы. Такие модули способны анализировать такие свойства раздражителя, как положение в пространстве, направление перемещения, степень его новизны и периодичность действия (появление и исчезновение). Конфигурации ансамблей модулей могут быть более жестко детерминированы генетически, чем конфигурации нейронных ансамблей (а тем более синаптических). Благодаря такому явлению и стало возможным анатомо-топографическое картирование коры мозга и выделение в коре у человека (и у животных) функциональных зон, различающихся по функциям. Зоны эти в значительной степени видоспецифичны.
В сущности, центры речи человека, расположенные в доминантном (обычно в левом) полушарии, являются врожденно-детерминированными упорядоченными скоплениями нейронов, образующих ансамбли модулей, без которых невозможно обучение и оперирование речевыми сигналами
Построение коры из множества локальных и, в определенном смысле, автономных функциональных модулей, вероятно и создает предпосылки для формирования «отраженной» дискретной картины действительности, то есть возможности для выделения неких свойств действительности, ее «признаков». Вместе с этим, появляются и предпосылки к произвольным операциям с дискретными «элементами» такого мира (например, к экстраполяции и сопоставлению). Поскольку принцип дискретности проекции мира распространяется и на проекцию в мозге некоторых собственных органов (моторные зоны), то возникает возможность к произвольной деятельности животного. Дискретная картина действительности, запомненная животным, позволяет легко ее декодировать, когда будет необходимо решить задачу с привлечением прошлого опыта.
Четвертое положение. Связано с формированием двух новых, по-видимому, взаимосвязанных свойств мозга, которые делают его по-настоящему способным не только к анализу, но и к синтезу:
1) Появлением особого механизма «сознания», механизма, который способствует оперативному отбору тех констелляций нейронов, которые необходимы для решения «логических» задач, имеющих биологическую значимость.
2) Способности к оценке значимости решаемой задачи, осуществляемой эмоциями.
Под сознанием нейрофизиологи подразумевают функцию восприятия мозгом текущих событий окружающей действительности, на основе которой происходит синтез всего пережитого индивидуального опыта (Этим достигается осознание окружающей действительности). Это есть то сознание, которое теряет человек и животное, например, во время наркоза и которое возвращается после его прекращения.
Таким образом, основы эволюции структур мозга, которые связаны с рассудочной деятельностью, определялись становлениемтрёх его морфо-функциональных комплексов:
а) комплекса «ствол мозга - передний отдел головного мозга». Видимо, это самый древний функциональный комплекс, и его характер весьма сходен у многих животных, а развитие выражено главным образом количественно;
б) конечного мозга. Развитие его у позвоночных животных шло разными путями. Но, кроме упоминавшихся новоприобретений мозга за счёт этой зоны, а именно - увеличения объёма мозга и усложнения системы синаптических контактов, увеличивается площадь так называемых ассоциативных зон, или зон взаимного перекрывания специализированных областей сенсорных центров в коре. Относительное прогрессивное увеличение ассоциативных зон, к которым относится лобная область, по отношению к специализированным отделам коры (обонятельной, зрительной, слуховой и других) отчётливо видно в сравнительном ряду мозга млекопитающих;
в) лимбической системы. Её филогенез находился в тесной связи с развитием новой коры. Старая кора (архикортекс), первоначально функционально связанная с дистальной (обонятельной) рецепцией, оказалась у млекопитающих оттеснённой на медиальную сторону и вошла в состав лимбической системы. У высших млекопитающих лимбическая система достигает наивысшей дифференциации. А у человека и шимпанзе задняя лимбическая система фактически неотличима от других структур новой коры и, по-видимому, входит в её состав. Некоторые исследователи находят, что такая прогрессивная структура новой коры, как префронтальная область, может быть отнесена к структурам лимбической системы.
6. Инструментальные условные рефлексы
Параллельно с работами И.П. Павлова, в США развивалось изучение сложных рефлексов, которые носят название инструментальных условных рефлексов. Основателем этого направления был Морган (Morgan, 1900).
Различия инструментальных рефлексов и классических павловских довольно велики.
В классических условных рефлексах условный сигнал — раздражитель — воздействует на органы чувств животных. Животное воспринимает условный сигнал как заменитель безусловного сигнала, что приводит к адекватной реакции. Классические рефлексы формируют связь между стимулом и результатом.
Инструментальный условный рефлекс - условный рефлекс, в котором выполнение определенной (двигательной) реакции в ответ на условный раздражитель является необходимым условием получения подкрепления (выработка по эффекту). Выработка инструментального условного рефлекса происходит при активации центра определенного драйва, вызывающего общую активацию, направленную на прекращение этого драйва. При повышенной активности (методом проб и ошибок) находится адекватная реакция, которая усиливается по закону эффекта.
Итак, классические и инструментальные рефлексы отличаются методикой выработки. Но внутренние процессы, лежащие в основе этих двух типов рефлексов, одинаковы. Выработка УР 1-го рода сопровождается УР 2-го рода. Укрепленной в станке Павлова собаке поднимали переднюю ногу, а затем давали порцию мясного порошка. После нескольких таких проб собака сама поднимала ногу, если ее помещали в станок голодной. С другой стороны, при инструментальном научении условным раздражителем можно считать обратную афферентацию от мускулатуры, которая сигнализирует о предстоящем подкреплении.
При инструментальном научении животное должно совершить некоторые действия или манипуляции с объектами, после чего получит подкрепление. В результате возникает связь между действиями животного и результатом. Иначе говоря, особь должна не просто услышать или увидеть сигнал, а должна что-то нажать, клюнуть или передвинуть. Такие действия носят название инструментального научения.
Б. Скиннер (1937), был одним из первых систематических исследователей поведения животных в строго воспроизводимых лабораторных условиях. Для получения надежных данных о поведении животных он разработал оригинальную технику и методологию эксперимента, которая привела к созданию знаменитых "Скиннеровских камер". В этих камерах животные выполняли единообразные инструментальные операции, которые строго контролировались, управлялись и регистрировались. Проведя огромное количество экспериментов, Б. Скиннер написал книгу "Поведение организмов", где на конкретном материале обсуждаются и описываются такие принципиальные зоопсихологические понятия, как положительное и отрицательное подкрепление, угашение, генерализация раздражителя, дифференцировка стимулов, дифференциация реакций, аутошейпинг и условное подкрепление. В системе Б. Скиннера раздражители классифицируются в связи с операциями, в которых они задействованы, и по их функциональным влияниям. Он создал целое направление в экспериментальной зоопсихологии. Теперь оно носит название "Экспериментального анализа поведения" (3).
7. Оперантное поведение
Б. Скиннер ввел в экспериментальную зоопсихологию методы изучения спонтанного поведения животных. Их суть сводится к тому, что животному позволяется совершать произвольные действия, а оператор, изменяя тактику подкрепления, пытается управлять поведением исследуемой особи. Для обозначения спонтанного поведения животного, которое происходит без очевидного стимула, существует специальное название - оперантное действие. Этот термин был введен Б. Скиннером для подчеркивания различий с так называемым реактивным поведением, которое проявляется в ответ на определенный стимул.
Примером оперантного поведения является обучение клевания "ключа" голубем. Голубя помещают в камеру с кормушкой с встроенной лампочкой и небольшим кружком на уровне головы. Кружок снабжен устройством для включения электрической цепи и носит название "ключа". Первоначально голубя приучают к сочетанию свет-корм. Когда загорается свет, то выдается пища. Голуби быстро привыкают к этому и запоминают последовательность событий. Затем оператор начинает подводить голубя к клеванию ключа. Для этого корм начинают давать только тогда, когда голубь подходит к ключу. Затем только после вытягивания шеи на уровень ключа. В конце концов возникает момент, когда голубь клюет ключ. После этого пища выдается исключительно за клеванием ключа. Поскольку ключ соединен с электрической цепью кормушки, то далее обучение происходит без участия оператора.