Сложный стимульный контроль

Простой стимульный контроль — контроль над поведением со стороны одного стимула, например, цвета лампочки. Современные экспериментальные техники позволяют исследовать поведение, регулируемое сложными наборами стимулов и отношениями между ними, что больше похоже на то, как познают мир люди.

Сопоставление с образцом: обучение опознанию

Опознавание — правильная реакция из нескольких альтернатив в присутствии контрольного стимула (эквивалент попросить человека назвать «Этот стимул — это …»). В простой процедуре опознания на основе сопоставления с образцом (IMTS) голубю могут предъявить три клавиши, как показано на рисунке 1. На панели А показан треугольник, спроецированный на центральную клавишу. Треугольник является образцом стимула в том смысле, что он представляет собой экземпляр бо́льшего множества геометрических форм. Чтобы убедиться, что птица обращает внимание на образец, она должна клюнуть клавишу с образцом. Когда происходит эта сенсорная реакция, подсвечиваются две боковые клавиши, на одной из которых изображен треугольник, а на другой — квадрат, которые называются стимулами сравнения, и клавиша-образец гаснет. Если птица клюет стимул сравнения, который соответствует образцу, это поведение подкрепляется и приводит к предъявлению нового образца.

На панели B показана последовательность без подкрепления (ошибка), в которой поклевывание несоответствующего стимула гасится. В течение ряда испытаний стимулы сравнения появляются на левой или правой клавишах с равной вероятностью. После некоторой тренировки голуби начинают точно сопоставлять образцы даже при использовании новых образцов и стимулов сравнения. Эти тесты на генерализацию показывают, что в результате обучения формируется класс реакций более высокого порядка (генерализованное познание) — генерализованный класс стимулов, контролируемый сходством или одинаковостью стимульных объектов. Таким образом, сопоставление с образцом по многочисленным примерам (наборам стимулов) приводит к формированию у голубей концепций. Обратите внимание, как делается вывод, что голуби (или люди) «сформировали концепцию», на основании их результатов в этих тестах на генерализацию. В анализе поведения было бы неправильно использовать концепцию как гипотетическое когнитивное событие, объясняющее выполнение теста. Определение сходства стимулов и обучение по нескольким образцам полностью объясняют, почему голубь (или человек) демонстрирует стимульный контроль со стороны сходства (или другой концепции), из-за чего гипотетическое когнитивное событие ничего не добавляет к объяснению.

Другие животные (обезьяны, шимпанзе и дельфины) прошли тест на генерализацию в тесте IMTS, что указывает на то, что их поведение контролируется соотношением одинаковых и разных стимулов. В одном из исследований учёные оценивали способность калифорнийских морских львов (Zalophus californianus) к обобщенному подбору по сходству стимулов. После обучения двух животных, Роки и Рио, в 15 задачах на сопоставление с образцом с двумя стимулами (визуальными конфигурациями), морские львы проверялись на обобщение результатов обучения в 15 новых тестах (рис. 2). Критерии прохождения теста на обобщение включали в себя выполнение начального испытания (прохождение/непрохождение теста), результаты в тестовых испытаниях сравнивались с базовым уровнем и результатами в четырёх тестовых задачах. И Рокки, и Рио прошли тест на обобщение. Кроме того, когда им давали идентичные пары (кольцо-кольцо; летучая мышь-летучая мышь) стимулов, ранее заученных как произвольные отношения (кольцо-летучая мышь), оба животных прошли тесты на генерализацию определения соответствий. Исследователи пришли к выводу, что данное исследование убедительно доказывает, что калифорнийские морские львы могут выучить и использовать обобщенное правило определение соответствия.

Генерализованный IMTS показывает, что животные могут проходить тесты на усвоение базовых концепций (одинаковое/разное). Рассуждения по аналогии — это более сложное задание, которое демонстрирует более высокие когнитивные способности человека. Рассмотрим аналогию: рыба относится к воде, как птица к воздуху. Чтобы пройти тест по этому пункту (рыба относится к воде, как птица к ___), студент должен среагировать на относительную одинаковость (не физическую) между исходными элементами (рыба и вода) и генерализовать отношение одинаковости на целевую область (птица и воздух). Чтобы выяснить, могут ли животные научиться таким логическим отношениям, исследователи разработали процедуру относительного сопоставления образцов (RMTS). В RMTS выбор AA был бы правильным для образца-стимула CC, а выбор FG — для образца CD. Обратите внимание, что между образцом и правильным стимулом сравнения нет физического сходства. Правильный выбор FG для образца CD требует усвоения алфавитного порядка, а не физического сходства между стимулами.

Эдвард Вассерман и его коллеги из России сообщили, что серые вороны после тренировки IMTS до критерия успешности 80% или выше и после обучения генерализации IMTS также прошли тесты на RMTS без какого-либо дополнительного явного обучения отношению схожести. О возникающих отношениях сообщалось и в более сложных типах контроля стимулов, использующих относительный контроль, таких как исследования эквивалентности стимулов (одинаковость) и относительного фрейминга (произвольные отношения). Однако в исследованиях RMTS у животных, как правило, обучение проводилось явно на предмет относительной схожести. В связи с этим Вассерман и соавторы отметили, что обширный опыт применения IMTS, вероятно, способствовал формированию широко применяемой концепции относительной схожести, но как произошел этот перенос — интригующая проблема в будущих экспериментов.

Отсроченное сопоставление с образцом и запоминание

Расширение стандартной задачи на сопоставление с образцом называется отсроченным сопоставлением с образцом (DMTS). Эта процедура была впервые описана Дональдом Блафом и включает в себя добавление задержки между предъявлением стимула-образца и появлением двух стимулов сравнения. Например, на рисунке 3 голубю предъявляют центральную клавишу (образец), освещенную красным светом. Когда происходит сенсорная реакция, красный образец выключается, и через несколько секунд (например, 10 сек.) на боковых клавишах появляются красный и зелёный стимулы сравнения. Реакция на стимул, соответствующий образцу, подкрепляется, а реакция на другой стимул — нет. Основной вывод заключается в том, что процент подкрепляемых реакций уменьшается по мере увеличения задержки.

Задержка при сопоставлении с образцом — это модель для изучения памяти. Например, время между удалением стимула-образца и появлением стимулов сравнения обычно называют интервалом удержания. Идея в том, что в течение этого интервала организм делает что-то ненаблюдаемое со стороны, что помогает сохранить информацию об образце. Так, Дуглас Грант обнаружил, что голуби «забывали» образец, если им предъявляли знак (вертикальную линию на ключе), который подсказывал, что стимулы сравнения не появятся в этом испытании. Что касается запоминания образца, Грант сообщил, что голуби плохо справлялись с заданием, если сигнал «забыть» предъявлялся вскоре после удаления образца. Забывание не так сильно нарушалось, если сигнал подавался через бо́льший интервал времени. Одна из интерпретаций заключается в том, что сигнал к «забыванию» мешает ненаблюдаемому повторному «воспроизведению» образца.

В психологии популярна когнитивная метафора процессов памяти (кодирование, хранение, извлечение и репетиция). Эндель Тулвинг объяснил, что запоминание события включает в себя мысленное кодирование события и последующее извлечение информации из памяти благодаря реактивации операций кодирования. Он предположил, что в результате кодирования образуется репрезентация прошлого события. Репрезентация прошлого события становится явным, когда сочетается с процессами извлечения воспоминаний. Таким образом, в когнитивных исследованиях памяти особое внимание уделяется тому, как кодирование создает ментальные репрезентации, которые помогают в извлечении информации. Эти предполагаемые когнитивные процессы и репрезентации не поддаются наблюдению и поэтому являются спекулятивными с точки зрения анализа поведения.

Джоффри Уайт предлагает поведенческий анализ памяти, указывая, что поведенческий анализ памяти указывает на действия или выбор (например, выбор между стимулами сравнения), основанный на текущих условиях, и на то, как этот выбор частично регулируется историей подкрепления аналогичного выбора в прошлом. Он объясняет:

«Воспоминание — это не столько вопрос заглядывания в прошлое или в будущее, сколько вопрос выбора в момент запоминания. Поведенческий подход рассматривает запоминание как процесс выделения релевантных событий из альтернативных возможностей. По аналогии с различением объектов на физическом расстоянии, объекты или события можно различать на временном расстоянии…. То есть дискриминация происходит не во время кодирования или обучения, а во время запоминания».

Один из аспектов этого поведенческого подхода к памяти заключается в том, что он ставит под сомнение распространенный вывод о том, что запоминание ухудшается по мере увеличения интервала удержания. Если дискриминация прошлого события происходит в момент запоминания, Уайт предполагает, что можно обучить организмы быть точными при определенной задержке. В этом случае запоминание стимула будет более точным при определенной задержке, чем при меньшей задержке или отсутствии задержки. То есть запоминание не будет снижаться в зависимости от интервала удержания.

Используя процедуру отсроченного сопоставления с образцом, показанную на рисунке 3, Ребекка Саргиссон и Джеффри Уайт сравнили результаты голубей, обученных с задержкой в 0 сек., и голубей, обученных с одинаковой задержкой в начале. Обычно птиц обучают сопоставлению с образцом с задержкой в 0 сек., а затем интервал задержки или удержания постепенно удлиняют. В новой процедуре голубей обучали сопоставлять с одинаковой задержкой (например, 4 сек.), а затем предлагали запомнить образец при разных интервалах удержания.

На рисунке 4 показаны результаты дискриминации для птиц, обученных с задержкой в 0 сек. (обозначены кругами). У них точность дискриминации снижались с увеличением интервала удержания, как и предсказывают когнитивные теории памяти. Однако у голубей, обученных с задержкой в 4 сек., точность не снижались систематически в течение интервала удержания (треугольники). Напротив, эти птицы были наиболее точны при задержке в 4 сек., что свидетельствует против ментальной репрезентации образца с уменьшающимся следом памяти. Заметим также, что птицы не были обучены работать с меньшей точностью при коротких задержках. То есть различение «запоминаемого цвета» должно было быть легче при коротких задержках (например, 0 сек.), поскольку цвет образца наблюдался только что. Однако данные показывают, что голуби были менее точны при задержках менее 4 сек., что вновь опровергает когнитивный подход. В целом, результаты эксперимента подтверждают бихевиористскую точку зрения, согласно которой запоминание включает дискриминативно-оперантное поведение, специфичное для временного интервала извлечения информации.

Обращение забывания: контроль ретроактивных вмешательства

Исследования по улучшению запоминания на длительных интервалах предполагают, что можно обратить вспять обычное забывание, которое происходит с течением времени. В задачах DMTS забывание подразумевает потерю точности в идентификации образца-стимула в течение интервала удержания. Согласно когнитивному представлению о памяти, след памяти о цвете образца ослабевает со временем, что подразумевает, что точность идентификации исходного цвета должна быть ниже при более длительных задержках. Один из способов опровергнуть версию о следе памяти — использовать процедуру, которая отделяет точность запоминания образца от течения времени как такового. Джофри Уайт и Гленн Браун провели обзор исследований, показывающих, что следы памяти усиливаются при процедурах «повторения репертуарах» и ослабляются при процедурах, мешающих повторению, называемых ретроактивным вмешательством. Целью их исследования было обратить вспять забывание в задаче DMTS путём введения и последующего удаления ретроактивного вмешательства.

Голуби обычно выполняют DMTS в затемнённой камере. Таким образом, помехи для запоминания цвета образца можно организовать, включив подсветку в начале интервала запоминания. Подсветка может быть включена в течение коротких интервалов запоминания или гореть несколько секунд, а затем выключаться в течение длительных интервалов запоминания. Согласно теориям следа памяти и ретроактивного вмешательства, включение подсветки должно увеличивать забывание в начале интервала удержания, но точность запоминания образца не должна улучшаться после устранения вмешательства. После устранения помехи след в памяти, как ожидается, рассеется, а точность будет продолжать снижаться.

Уайт и Браун провели два эксперимента с DMTS, но мы опишем только Эксперимент 2, в котором использовались длительные интервалы удержания. Голубей обучали в камере без света клевать красный или зелёный образец (сенсорная реакция), чтобы инициировать интервал удержания, который варьировался от 0.2 до 24 сек. Интервал удержания заканчивался, когда красный и зеленый стимулы сравнения предъявлялись на боковых клавишах. Правильный выбор цвета сравнения приводил к появлению пищевого подкрепления, после чего наступал период без света перед следующим испытанием. Неправильный выбор сопровождался только отсутствием света. Все голуби были протестированы со всеми интервалами удержания в тёмной камере, при включенном свете в течение первых 3 сек. или при включенном свете в течение всей задержки.

На рис. 5 показаны результаты для трёх экспериментальных условий. Обратите внимание, что без вмешательства при помощи света точность (доля правильных ответов) в определении исходного образца (красного или зелёного) снижается с увеличением интервала удержания, что соответствует теории следов памяти. Кроме того, когда свет оставался включенным на протяжении всего интервала запоминания, предполагаемое ретроактивное вмешательство (препятствующая «повторению» запомненного образца) существенно снижало точность, как и ожидалось в соответствии с когнитивной теорией. В критическом условии свет включался во время первых 3 сек. интервала запоминания, но затем камера снова затемнялась. Как видно в результатах, точность падала при задержке в 3 сек., но восстанавливалась при задержке в 6 сек., и затем снижается по мере увеличения задержки. Этот вывод об обращении забывания при более длительной задержке (большая точность при 6 сек., чем при 3 сек.) согласуется с поведенческой теорией запоминания и противоречит теориям следов памяти и ретроактивного вмешательства.

Хотя всё ещё требуются дополнительные исследования, Уайт и Браун утверждают, что обращение забывания согласуется с дискриминативно-оперантным анализом запоминания на длинных интервалах времени. Согласно поведенческой точке зрения, дискриминация на коротких и длинных интервалах не зависит друг от друга, но зависит от условий подкрепления. В случае удаления ретроактивного вмешательства включения света в камере позволяет использовать посторонние источники подкрепления поведения вне задания, конкурирующего с пищевым подкреплением за правильный выбор с задаче на сопоставление. Когда свет выключается, подкрепление альтернативного поведения исчезает, а правильность выбора в рамках задачи сопоставления с образцом улучшается (точность на 6 сек. выше, чем на 3 сек.). Поведенческое объяснение в терминах посторонних источников подкрепления соответствует полученным результатам без апелляции к гипотетическим когнитивным процессам и согласуется с принципами выбора.

Фокусировка: формирование концепций у голубей

Как мы уже отмечали, принципы стимульного участвуют во многих случаях формирования концепций и абстрактного мышления. Обычно люди полагают, что концептуальное мышление — это определяющая черта человека, которая отличает его от других животных. Хотя такое поведение характерно для людей, оно встречается и у других организмов. Ричард Херрнштейн и Дональд Лавленд поставили эксперимент, чтобы научить голубей отличать людей от других объектов (т.е. выучить концепцию «человек»). Смысл эксперимента заключался в том, чтобы чётко обозначить требования, предъявляемые к животным, включая людей, для демонстрации поведения, которое мы называем «концептуальным» и которое обычно относится к некоторым внутренним когнитивным конструктам.

Подумайте, что значит знать, что это человек, а не какой-то другой объект. Люди бывают разных размеров, форм, цветов, поз и многих других характеристик. Характеристики стимула «человек» абстрактны и включают в себя несколько измерений стимула, а не одно свойство, такое как длина волны света. Например, человеческие лица различаются по наличию или отсутствию волос, геометрической форме и ряду других характеристик. Определяющими атрибутами лиц являются двусторонняя симметрия, два глаза, нос, рот и многие другие черты, общие для всех людей.

Хотя точное физическое описание человека труднодостижимо, Херрнштейн и Лавленд задались вопросом, могут ли голуби реагировать на присутствие или отсутствие человека на фотографиях. Если птица может это сделать, то поведение, как говорят, контролируется абстрактным свойством «человековости». Не существует конкретного набора признаков, по которым визуально можно определить человека, но есть отношения между такими признаками, которые определяют класс стимулов. Задача птицы состояла в том, чтобы правильно реагировать на образцы класса стимулов и тем самым демонстрировать формирование концепций. Основная процедура включала в себя предъявление множества различных образцов стимула в виде человека и второй группы образцов, идентичных первой группе, но без человека. В ходе эксперимента более 1200 изображений-образцов проецировались на клавиши с помощью проектора слайдов. Слайды содержали различные фотографии природных условий, включая сельскую местность, города, водоемы, траву и т.д. Примерно половина фотографий содержала хотя бы одного человека, остальные не содержали людей. В остальном слайды не отличались друг от друга. На некоторых слайдах люди были частично заслонены такими объектами, как деревья или автомобили. Расположение людей на слайде было разным: в центре или сбоку, сверху или снизу, близко или далеко. На некоторых слайдах был изображен один человек, на других — группы людей разного размера. На некоторых слайдах люди были одеты, частично одеты или обнажены. Люди различались по возрасту, полу, этнической принадлежности, а также по тому, сидели они, стояли или лежали. Менялись освещение и цвет фона. Изображения с людьми означали возможность получить пищевое подкрепление (SD), а изображения без людей — гашение (S∆ слайды).

Результаты показали, что голуби научились различать слайды с людьми и слайды без них. Уже через 10 сеансов обучения каждая птица с большей частотой реагировала на слайды с людьми. В течение нескольких месяцев показатели птиц только улучшились. После длительного обучения птицам дали около 80 новых слайдов, которые они никогда раньше не видели. Голуби с высокой частотой клевали новые слайды с людьми и с меньшей — слайды без них. В целом, этот эксперимент показывает, что голуби могут дифференцированно реагировать на абстрактный стимул — человека.

Дополнительные эксперименты по обучению формированию концепций проводились с другими классами стимулов и различными организмами. Голуби различали деревья, геометрические формы, рыб, одного человека от другого, а также аэрофотоснимки объектов, сделанных человеком. Голуби также могут отличать абстрактное искусство от импрессионистского и обобщать новые примеры каждой категории. О формировании понятий также сообщалось у шимпанзе, обезьян и африканского серого попугая. А голуби, обученные дифференцированно реагировать на реальные объекты, демонстрировать эти реакции на соответствующие рисунки объектов — даже если на картинках представлены только новые виды стимулов. Было показано, что вороны усваивают понятие «вор» после того, как у них появляется опыт хранения пищи и её изъятия кем-то из людей.

Эти исследования показывают, что животные могут научиться дифференцированно реагировать на абстрактные свойства классов стимулов. Эти классы стимулов принято называть категориями, когда люди проводят подобную дискриминацию. Когда люди словесно описывают различные категории, говорят, что они «понимают концепцию». Люди могут легко определить компьютерный диск и автомобиль как объекты, созданные человеком. Когда другие животные демонстрируют схожие показатели, мы не склонны приписывать дискриминирующее поведение пониманию существом концепции, но справедливо относим его к обучению специфическому поведению.

Вместо того чтобы приписывать понимание сложным действиям людей или других животных, можно дать объяснение, основанное на эволюции и текущих условиях окружающей среды. Естественный отбор формирует сенсорные и нейронные способности организмов, которые позволяют различать абстрактные измерения. Птицы добывают пищу, ориентируются, заботятся о потомстве и находят себе пару в основном на основе визуальных стимулов. Многие из этих видов деятельности требуют тонкой адаптации к сложному и меняющемуся визуальному миру. Поэтому неудивительно, что эти существа легко учатся различать абстрактные свойства визуальных объектов, особенно когда подкрепление благоприятствует такой дискриминации.

Условная дискриминация

В повседневной жизни стимулы, регулирующие поведение (SD и SΔ), часто зависят от контекста. Рассмотрим эксперимент на сопоставление с образцом, в котором птица была обучена сопоставлять треугольники или квадраты в зависимости от образца. Чтобы превратить этот эксперимент в задачу условной дискриминации, добавим красный или зелёный свет как подсветку образца. Птица должна сопоставлять стимулы с образцом, только если фоновый свет зелёный, и выбрать несоответствующий стимул если свет красный. То есть, когда в качестве образца выступает зелёный треугольник, птица должна клевать треугольник, но когда предъявляется красный треугольник, подкрепляются клевки на круг. Соответственно, если образцом является зелёный круг, то подкрепляется клевание круга, а когда образец превращается в красный, то правильной реакцией становится клевать треугольник. Другими словами, правильный (подкрепляемый) выбор зависит от стимула-образца. Условное сопоставление с образцом предполагает одновременное различение трёх элементов на экране. Животное должно реагировать на геометрическую форму в зависимости от цвета фона образца. Оно также должно реагировать на соответствие или несоответствие стимулов сравнения.

Условная дискриминация — распространенный аспект человеческого поведения и, вероятно, более распространенный, чем простые трёхсоставные сопряженности антецедент→поведение→последствие. Человек, спешащий на встречу на 15-м этаже офисного здания, как правило, заходит в первый попавшийся лифт. Этот же человек может подождать следующего лифта, если тот переполнен. Таким образом, вход в лифт (оперант), когда двери открываются (SD), зависит от количества людей в лифте. В другом примере вы скажете «8», когда вам покажут 3 + 5, и «15», если отношение будет 3 × 5. Ваша реакция на 3 и 5 зависит от символов + и ×. Когда люди говорят и показывают, что произнесенное слово «кошка», написанное слово «кошка» и изображение кошки эквивалентны, их поведение является результатом аналогичного комплексного обучения дискриминации.

Прикладной уровень: контроль качества и обнаружение сигналов животными

В промышленности часто нанимают инспекторов по контролю качества. Контроль качества — это, как правило, монотонная работа, которая заключается в проверке образцов продукции для выявления каких-либо дефектов. Наиболее важными навыками или качествами, необходимыми для такой работы, являются острота зрения и цветовосприятие. Основываясь на этих визуальных требованиях, Том Верхаве предложил руководству одной фармацевтической компании использовать лабораторного голубя в качестве дешевого и эффективного инспектора контроля качества. Хотя директор по исследованиям компании был настроен скептически, Верхаве дали добро на обучение голубей в качестве инспекторов.

Процедура была схожа с задачей на сопоставление с образцом. Голубей обучали проверять на производственной линии капсулы с лекарствами, принимая те, которые соответствовали установленному стандарту, и отмечая бракованные. В этой процедуре (рис. 6) птица сравнивала лекарственную капсулу со стандартным образцом (идеальным) и клевала клавишу 1, если она совпадала, или клавишу 2, если в ней был дефект.

Стандартная капсула была закреплена за смотровым окошком. Мимо этого окна по очереди проходили капсулы, одни из которых были качественными, а другие — бракованными. Чтобы начать проверку, голубь клевал в смотровое окошко, активируя луч света, который освещал образец и капсулы сравнения. Во время обучения все капсулы на линии осмотра были предварительно определены электрическим переключателем как идеальные или бракованные. Если капсула на линии была предварительно определена как качественная, то при клевка голубя по клавише 1 он получал пищу, выключал луч света за смотровым окошком и перемещал новую капсулу на место уже оцененной. Если капсула была предварительно закодирована как брак, то подкреплялся клевок клавиши 2. Все остальные клевки были ложными и не подкреплялись и приводили к отключению света на 30 сек. При соблюдении этих условий птицы стали с точностью около 99% определять качественные и бракованные капсулы. Процедура дискриминации Верхаве изображена на рисунке 6.

Одна из практических проблем, с которой столкнулся Верхаве, касалась устойчивости результатов голубя на линии осмотра в реальной жизни. В повседневной жизни нет экспериментатора, который бы отмечал качественные капсулы, брак, ошибки и ложные срабатывания. Без такого контроля невозможно поддерживать дифференцированное подкрепление «попаданий и промахов», и показатели птицы со временем ухудшаются до уровня случайных. Решением этой проблемы стало периодическое введение на линию контроля капсул, заведомо идеальных или дефектных. Поощрение или наказание применялось только в случае «известных» случаев совпадения (или несовпадения) с образцом. При такой процедуре дифференцированное подкрепление было достаточным для поддержания стимульного контроля со стороны капсул образца и сравнения.

Помимо исследования Верхаве, другие исследователи пытались использовать голубей для наведения ракет или для управления сборочными линиями. Совсем недавно Мохаммад Азар сообщил, что в 1970-х и 1980-х годах ВМС США использовали голубей для поиска людей, застрявших в море. Ученый ВМС Джим Симмонс обучал голубей методом оперантного обусловливания для выполнения поисково-спасательных миссий. Голуби были обучены распознавать объекты, плавающие в воде, с самолёта, и показали точность 93%, в то время как точность человеческих летных экипажей составляла всего 38%. При совместной работе с людьми-поисковиками точность обнаружения голубей возросла почти до 100%.

Голуби прекрасно распознают визуальные сигналы. Другие животные обладают высокой чувствительностью к обонятельным стимулам, что делает их пригодными для обнаружения химических запахов. Животных часто обучают с помощью кликера, используя портативное ручное устройство, издающее щелчки. При предварительном обучении звук кликера сопровождается пищевым подкреплением. После этого звук кликера отмечает реакцию, соответствующую образцу запаха, и действует как условное подкрепление за правильную реакцию. Отсутствие щелчка также действует как гашение неправильной реакции сопоставления с образцом. Кликер позволяет дрессировщику обеспечить немедленное подкрепление целевого поведения в полевых условиях, когда невозможно мгновенно обеспечить пищевое подкрепление. Кликер-тренинг с использованием оперантных процедур (особенно шейпинга и дифференцированного подкрепления) позволил животным выполнять задачи по обнаружению запахов, которые улучшают повседневную жизнь людей.

От пехотных мин страдают люди в более чем 70 странах мира, а более полумиллиона человек в год получают травмы в результате взрывов мин. Аллен Полинг и его коллеги использовали африканских гигантских крыс (Cricetomys gambianus), обученных с помощью процедур оперантного обусловливания (кликер-тренинга), для обнаружения запаха взрывчатого вещества 2,4,6-тринитротолуола (TNT). После длительной тренировки на точность обнаружения запаха крысы обыскали 93400 кв. м. территории в провинции Газа в Мозамбике, обнаружив 41 мину и 54 других взрывных устройства. Люди с металлоискателями не обнаружили в этом районе никаких дополнительных мин. В среднем крысы делали 0.33 ложных обнаружений на каждые 100 кв. м., что ниже нормы ложных обнаружений, принятой для аккредитации животных-миноискателей. Эти данные свидетельствуют о том, что обученные крысы являются отличными животными для обнаружения мин, позволяя населению отвоевывать свои земли и жить без страха подорваться.

Собаки также очень чувствительны к обонятельным стимулам и часто используются для обнаружения наркотиков, химических загрязнителей и взрывчатых веществ. Недавнее применение оперантного обусловливания в медицине связано с обнаружением собаками по запаху химических маркеров в моче раковых больных. Основная идея заключается в том, что моча содержит летучие органические соединения (ЛОС), которые указывают на наличие рака простаты (РП). Эти ЛОС отсутствуют в моче людей с отрицательным результатом анализа. В одном из исследований, посвященных выявлению рака простаты, собаку породы бельгийский малинуа в течение 24 месяцев обучали с использованием клиера определять запах мочи мужчин, у которых был рак простаты. После обучения способность собаки отличать образцы мочи, содержащие РП, от контрольной мочи была проверена в ходе двойной слепой процедуры. Образцы мочи были получены от 66 пациентов, которые были направлены к урологу в связи с повышенным уровнем простат-специфического антигена или нерегулярным ректальным исследованием. Всем пациентам была проведена биопсия простаты, после чего они были разделены на группу из 33 пациентов с раком и группу из 33 контрольных пациентов с отрицательными результатами. В каждом тесте собака должна была определить один раковый образец мочи среди шести образцов сравнения. Результаты показали, что собака правильно определила 30 из 33 случаев рака, что соответствует показателю точности 91%. Из трех неверных идентификаций одному пациенту была проведена повторная биопсия, и у него был обнаружен рак простаты. Таким образом, скорректированный показатель точности для собаки составил 93%. В целом, обзор данных свидетельствует о том, что собаки могут различать летучие органические соединения в моче и выдыхаемом воздухе онкологических больных, что позволяет выявлять несколько видов рака.

Недавно Вассерман и его коллеги продемонстрировали, что голуби, птицы с отличными зрительными способностями, научились с помощью дифференцированного подкрепления с высокой точностью определять изображения доброкачественной и злокачественной гистопатологии молочной железы человека и смогли продемонстрировать генерализацию этого обучения на новые наборы изображений. Успешное применение птиц и трудности обучения должны помочь лучше понять восприятие изображений и быть полезными при разработке технологий медицинской визуализации и аналитических инструментов. Применение поведенческих методов с использованием собак, голубей и других животных приносит значительную пользу здоровью и самочувствию человека.

Переводил Артем Ефремов, редактировал Иван Чистяков, иллюстрации Вероники Романовой. Подписывайтесь на не.психологию, чтобы не пропустить новые материалы!