Эволюционные предпосылки мышления и языка человека

Межфакультетский учебный курс весеннего семестра2014/2015 учебного года
биологического факультета «Мозг, интеллект, поведение и язык: от животных до
человека»
Эволюционные предпосылки
мышления и языка человека.
Лекция 1: Думают ли животные?
Зорина З.А.
zorina_z.a@mail.ru
Профессор, зав.лаб.
физиологии и генетики
поведения,
кафедра ВНД,
Биологический факультет
МГУ имени
М.В.Ломоносова,
Москва
Происхождение высших психических
функций человека - мышления, речи ,
сознания - одна из центральных проблем
современной биологии и психологии
Б.Д.Васильев
Лекция 2
Информационные особенности интеллекта
и сравнительно-анатомический парадокс.
Биологическая и социальная роль
интеллекта.
Опережающая цефализация головного мозга
позвоночных – главный императив эволюционного
прогресса.
.
Интеллект
(от лат. intellectus — понимание)
• способность адаптироваться к новым ситуациям;
• способность к обучению на основе опыта,
способность к пониманию и применению абстрактных
понятий;
• Способность к использованию своих знаний для
управления окружающей средой.
• Термин «интеллект» объединяет ВСЕ
когнитивные (познавательные) способности
человека: ощущение, восприятие,
способность к обучению, память,
представление, мышление, воображение.
Биологические предпосылки высших
когнитивных (познавательных)
способностей человека :
• Мышление;
• Речь;
• Сознание.
Некоторые понятия и определения
• Мышление – это «процесс познавательной
(когнитивной) деятельности, при котором субъект
оперирует различными видами обобщений, включая
образы, понятия и категории, составляющие
внутреннюю картину его мира».
• Мышление обеспечивает обобщенное и
опосредованное отражение действительности.
• Мышление – отыскание и открытие существенно
нового, решение новых задач в неожиданно
возникших ситуациях.
• (Ладыгина-Котс, В.Келер, Брушлинский, Лурия,
Крушинский, Byrne, Rumbaugh, и др.)
Мышление человека –
психический процесс сложной
структуры
Способы
мышления
Дедукция
(например:
транзитивное
умозаключение)
Индукция
(например:
умозаключение по аналогии)
Операции
мышления
Анализ
и синтез
Обобщение
и абстрагирование
Сравнение
Понятия - отвлеченная,
систематизированная информация о
наиболее существенных и общих признаках
класса предметов или явлений.
 Понятия - универсальные структурные единицы
мышления;
 одна из основных форм мышления;
 использование понятий лежит в основе функционирования
второй сигнальной системы – языка человека.
Формы
мышления
Умозаключения
Понятия
Суждения
Сложность структуры мышления человека
побуждала скептически относиться к гипотезе о его
наличии у животных.
До сих пор еще существует точка зрения,
что у животных есть только действия по
врожденной программе («инстинкты») и
способность к обучению.
• НО!!!
наблюдая за животными, человек отмечал
у них и явные признаки сообразительности.
•
Примеры наблюдений, свидетельствующих о
сообразительности животных. Модель для
лабораторного теста.
Греч. историк Фукидид (IY
в.до н.э.) – в засуху ворон
бросал камни в дупло,
чтобы поднять в нем
уровень воды и напиться;
Аристотель, Ф.Бэкон и др.
Басня Эзопа «Ворона и
кувшин»;
Сказка про ворону и кувшин
есть у нескольких народов
• Источник знаний о происхождении
психики человека - изучение
поведения и психики животных.
• Поведение животных – феномен
сложной природы.
В основе поведения лежат:
• Инстинкты – генетически детерминированные,
характерные для всего вида, стереотипные по
исполнению поведенческие акты, которые
приспосабливают животное к типичным для вида
условиям среды.
• Обучение – обеспечивает способность постепенно
приспосабливаться к конкретным для данной особи
условиям среды, которые регулярно действуют на
протяжении некоторого времени.
• Мышление – обобщенное и опосредованное
отражение действительности, обеспечивает
способность адекватно действовать в новой,
неожиданно возникшей ситуации без
предварительных проб и ошибок.
Поведение
и животных,
и человека
контролируется
ТРЕМЯ
ОСНОВНЫМИ
ФАКТОРАМИ,
которые могут
сочетаться в
разных
пропорциях.
ИНСТИНКТ
Врожденные
формы
поведения
МЫШЛЕНИЕ
(РАССУДОЧНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ)
Экстренное решение
новых задач
ОБУЧЕНИЕ
Различные
формы
приобретения
опыта
!!! РЕАЛЬНЫЙ ПОВЕДЕНЧЕСКИЙ АКТ ВСЕГДА ИМЕЕТ В
СВОЕЙ ОСНОВЕ РАЗНОЕ СООТНОШЕНИЕ УКАЗАННЫХ
ФАКТОРОВ
ОБУЧЕНИЕ
Различные
формы
приобретения
опыта
ИНСТИНКТ
Врожденные
Врожденные формы
формы
поведения
поведения
ОБУЧЕНИЕ
Мышление
Мышление
Мышление
МЫШЛЕНИЕ
(РАССУДОЧНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ОБУЧЕНИЕ
ИНСТИНКТ
ИНСТИНКТ
ИНСТИНКТ
ОБУЧЕНИЕ
МЫШЛЕНИЕ
(РАССУДОЧНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ОБУЧЕНИЕ
ИНСТИНКТ
ОБУЧЕНИЕ
М
ИНСТИНКТ
Внешне сходные орудийные действия у дарвиновых
вьюрков (инстинкт) и сойки (инсайт) имеют разную
природу
Kamil, Jones (1972)
Spontaneous insight-like tool-using
and tool-manufacturing in Corvids
ИНСТИНКТ
Врожденные
формы
поведения
ОБУЧЕНИЕ
Дарвиновы
вьюрки
Мышление
Сойка, впервые
самостоятельно
изготовившая
нужное орудие из
ИНСТИНКТ
полоски газеты
МЫШЛЕНИЕ
(РАССУДОЧНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ОБУЧЕНИЕ
Одна из соек
впервые
самостоятельно
изготовила нужное
«орудие», оторвав
полоску от газеты
МЫШЛЕНИЕ
(РАССУДОЧНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Часть птиц, сидевших в
соседних клетках и
наблюдавших за
поведением первой, также
начали изготавливать и
применять такие же
«орудия».
ОБУЧЕНИЕ путем
наблюдения и
подражания сородичам
Мышление?
ОБУЧЕНИЕ
ИНСТИНКТ
ИНСТИН
КТ
!!! Особенности методологии изучения
мышления животных:
Канон К.Л.Моргана
("правило экономии"):
"то или иное действие ни в коем
случае нельзя интерпретировать как
результат проявления какой-либо
высшей психической функции, если
его можно объяснить на основе
(1852 – 1936)
наличия у животного способности,
занимающей более низкую ступень
на психологической шкале".
Гипотезу о наличии мышления у животных
первым четко сформулировал Ч.Дарвин
 Он ввел представление о трех основных
составляющих поведения:
 инстинкт,
 способность к обучению,
 способность к «рассуждению»
(мышление).
Ч. ДАРВИН
(1809-1882)
«Из всех человеческих способностей разум,
несомненно, ставится на первое место,
но лишь немногие (?) могут отрицать,
что разница между психикой человека
и высших животных, как бы она ни
была велика, это, конечно, разница в
степени, а не в качестве»
Поведение животных контролируют три
фактора:
 инстинкты;
 способность к обучению;
 способность к «рассуждению» (мышление).
Гипотеза Ч.Дарвина: высшие
психические функции человека продукт эволюции психики
животных – их элементарного
мышления.
Ч. ДАРВИН
(1809-1882)
Альтернативная гипотеза:
Зачатков мышления у животных
НЕТ! Их интеллект ограничен
способностью к выработке
условных рефлексов.
– Гипотеза Дарвина о наличии зачатков
мышления у животных вызвала жесткую
дискуссию и прошла более чем вековой путь
преодоления скепсиса и даже полного
отрицания.
Например:
Мышление… не может быть полностью объяснено
деятельностью физиологического аппарата. Оно
имеет общественную природу и по особенностям
возникновения, и по способу функционирования, и по
своим результатам.
Мышление существует лишь в связи с трудовой и
речевой деятельностью, характерной для
человеческого общества…».
Философский словарь. 2001.
За ХХ век гипотеза Дарвина о наличии
биологических корней даже у самых сложных
психических функций человека получила
многочисленные экспериментальные
доказательства, к настоящему времени
обобщенные в многочисленных монографиях
и учебниках.
1986-2014
2006
1998
1997
1998
2014
2011
шумахер20??
1997
2007
1976, 1986,2009
2009
2006
2000
2013
Филиппова Г.Г.
Зоопсихология и
сравнит
психология 2011.
Резникова Ж.И.
Когнитивная
этология. 2005
Учебники
1986-2013
Reznikova
2007
2006
2001, 2003,2007,2010
Пирс
2006
2007
?????07
19???
20061986,2009
1976,
200
1999, 2003, 2013
Признанию гипотезы о наличии у животных
элементарного мышления способствовали
экспериментальные исследования многих ученых ХХ в.
в разных странах.
В.Келер
С. Сэвидж-Рамбо
Р.Йеркс
Г.Харлоу
Э.Толмен
Д.Примэк
О.Келер
Д.Рамбо
Классики отечественных экспериментальных
исследований мышления животных
Н.Н.Ладыгина-Котс; Л.А.Фирсов;
Л.В.Крушинский
Н.Н.Ладыгина-Котс –
(1889 – 1963)
основоположник отечественной
зоопсихологии;
Мышление животных –
предпосылка мышления
человека
Вклад Н.Н. Ладыгиной-Котс в изучение
когнитивных способностей животных
 впервые проведено сравнение познавательной
деятельности детеныша шимпанзе и ребенка человека;
 впервые доказана способность животных к
обобщению и абстрагированию;
 проведено сравнительное исследование орудийной и
конструктивной деятельности приматов;
 начато сравнительное изучение количественных
оценок (“счета”) у животных;
обоснована гипотеза о наличии у
высших животных предпосылок
мышления человека.
• «Дитя шимпанзе и дитя человека в их
инстинктах, эмоциях, играх, привычках
и выразительных
движениях». 2-е
изд. М. 2011!!!
Дитя шимпанзе и дитя человека в их инстинктах,
эмоциях, играх, привычках и выразительных
дваижениях. В 2-х тт. Со 145 таблицами. 2-е изд.,
испр. Ладыгина-Котс Н.Н. 2011
Комплексный подход к анализу
когнитивных способностей приматов
Эксперименты в лаборатории и в
природных условиях.
•Изучение способности
к обобщению.
Л.А.Фирсов
(1920-2005)
•Изучение орудийной
деятельности.
(1911-1984)
• Важный вклад в изучение
мышления животных внес членкорр АН СССР, крупнейший
отечественный специалист в
области изучения поведения
животных, один из основателей
кафедры высшей нервной
деятельности биофака МГУ,
Леонид Викторович
Крушинский.
Изучение мышления животных –
одно из его главных научных
достижений.
Проверка гипотезы Ч.Дарвина –
эксперименты по поиску зачатков мышления
у современных животных.
Начаты в 1913-1914 гг. Н.Н.Ладыгиной-Котс и
W.Kohler
Доказана способность шимпанзе
к обобщению и к экстренному решению новых задач.
1913 – 2014 гг. – сто лет
экспериментальных исследований
мышления животных.
Доказано, что:
элементарные формы мышления у ряда
видов животных действительно существуют;
мышление животных проявляется в
разных формах;
спектр его проявлений зависит от уровня
развития мозга данного вида или группы.
.
ОРУДИЙНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ЖИВОТНЫХ КАК ПРОЯВЛЕНИЕ
ЗАЧАТКОВ МЫШЛЕНИЯ
В.Келер разработал методику для изучения
мышления животных – «орудийные задачи»:
для достижения в новой ситуации
биологически значимой цели – получение
видимой, но недоступной приманки –
животное должно употребить посторонний
предмет – «орудие».
Принципиальные особенности
структуры «орудийных» задач
В.Келера:
(отличия от задачи в «проблемном
ящике» Торндайка , где механизм
открывания клетки находился ВНЕ
поля зрения животного).
Келер, 1930
Принципиальные
особенности структуры
«орудийных» задач
В.Келера:
1. Задача должна быть новой для
животного;
2. Задача должна иметь структуру,
доступную для анализа:
«эксперименты, при помощи которых
мы испытывали животных, ставили
последних перед вполне АКТУАЛЬНОЙ
ДАННОЙ СИТУАЦИЕЙ, в которой также
и решение могло быть ТОТЧАС ЖЕ
АКТУАЛЬНО ВЫПОЛНЕНО»
(Келер, 1925, 1930).
3. Для этого все компоненты задачи должны
находиться «в пределах зрительного
поля», чтобы животное имело возможность
их ПРОАНАЛИЗИРОВАТЬ, т.е.:
Определить пространственные соотношения между
целью-приманкой и возможными средствами для
ее решения;
Определить количественные параметры
необходимого орудия;
Составить «мысленный план» серии действий,
необходимых для достижения цели
(промежуточные действия, подготовительные
операции по А.Н.Леонтьеву).
Акт мышления возникает
только тогда, когда у субъекта
существует соответствующий
мотив, делающий задачу
актуальной, а решение ее
необходимым, и когда субъект
оказывается в ситуации,
относительно выхода из
которой у него нет готового
решения - привычного (т.е.
приобретенного в процессе
обучения) или врожденного» .
(Лурия, 1973).
А.Р. Лурия
(1902-1977)
В. Келер предлагал шимпанзе 9 типов постепенно
усложнявшихся орудийных задач
 Приманку помещали за решеткой или под потолком
вольеры на разных расстояниях, предлагали разные
предметы для использования в качестве орудий;
Большинство обезьян решали эти
задачи с первого же раза, не прибегая к
слепым пробам и ошибкам.
Т.е. поведение шимпанзе в этих
опытах принципиально отличалось от
условнорефлекторного обучения.
W. Kohler
(1887-1967)
Анализ особенностей поведения
шимпанзе при решении разных
типов задач привел В.Келера к
заключению, что животное
достигало цели при первом же
предъявлении, без слепых проб и
ошибок, только благодаря
«целостной оценке отношений
внутри ситуации», только если оно
«выявляло объективные отношения
между элементами ситуации, существенные для успешного решения».
В. Келер Интеллект человекоподобных обезьян
(1925,1930)
Решение задачи при первом же
предъявлении, без повторных и слепых проб
и ошибок получило название ИНСАЙТ –
«ПРОНИКНОВЕНИЕ» ИЛИ «ОЗАРЕНИЕ»
Опыты В.Келера были повторены и
подтверждены многими исследователями
при помощи разных методик.
Видео: повторение опытов В.Келера И.П.Павловым
и Денисовым на шимпанзе Рафаэле (Колтуши,
1930-е гг.) и Л.А.Фирсовым (1960-е гг.)
«…А когда обезьяна строит
вышку, чтобы достать плод, это
условным рефлексом не
назовешь. Это есть случай
образования знания,
улавливания нормальной связи
вещей, зачатки того
конкретного мышления,
которым мы орудуем».
(Павлов, 1949, с. 17,
заседание 13.11.1935)
Применение орудий для решения задач в новой
ситуации
В.Келер; Л.А.Фирсов; И.П.Павлов; Н.Н.Ладыгина-Котс;
С.Л.Новоселова, E.Visalberghi, Mendes et al., и мн.др.
В случае необходимости обезьяны
в качестве орудий для достижения цели
(как правило, пищевая приманка)
использовали не предметы - камни,
палки, ящики, а воду:
• для тушения огня, преграждающего
путь к приманке;
• для приближения приманки,
плавающей на дне узкой трубки.
Многообразие способов тушения огня,
преграждающего путь к приманке.
Лада
продемонстрировала
6 способов потушить
пламя
Денисов, Павлов,
Вацуро, Фирсов
Примеры наблюдений, свидетельствующих о
сообразительности животных. Модель для
лабораторного теста.
Греч. историк Фукидид (IY
в.до н.э.) – в засуху ворон
бросал камни в дупло,
чтобы поднять в нем
уровень воды и напиться;
Аристотель, Ф.Бэкон и др.
Басня Эзопа «Ворона и
кувшин»;
Сказка про ворону и кувшин
есть у нескольких народов
Универсальные орудийные тесты для
сравнительных исследований:
Вода как орудие для достижения
приманки (Pongo pygmaeus, Pan
Paniscus)
Bird, Emery, 2009 (Corvus
frugilegus)
Орангутаны доливают в трубку воду (принесенную во
рту), чтобы всплыл лежащий на дне орех.
Mendes et al., (2007).
Шимпанзе применяет собственный способ поднять
уровень жидкости в трубке.
• Таким образом, многовековой
миф о мудром вороне, который
додумался, как напиться в засуху,
получил подтверждение в
экспериментах с другим
представителем семейства
врановых – грачом, а также с
человекообразными обезьянами
• (разные способы решения).
• Есть и др. примеры problemsolving – экстренного решения
незнакомых задач в новых
ситуациях.
НО!!!
Во многих случаях высокоадаптивные и на
первый взгляд «разумные» акты
поведения на самом деле имеют другую
природу и с процессом мышления никак не
связаны.
Они могут оказаться результатом
предшествующего обучения или
проявлением генетически обусловленной
(врожденной) инстинктивной реакции.
Изучение онтогенеза
поведения птиц
показало, что
размачивание пищи в
воде – характерный
для всех врановых
врожденный элемент
пищевого поведения,
который проявляется
уже на 5-6-й неделе
жизни даже при
воспитании в неволе
(без родителей).
Разоблачение одного из мифов о разуме птиц:
Размачивание пищи в воде – видоспецифическая
врожденная реакция, а не проявление
индивидуальной сообразительности
!!!!ИНСТИНКТ
МЫШЛЕНИЕ
(РАССУДОЧНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ОБУЧЕНИЕ
ИНСТИНКТ
ВРОЖДЕННЫЕ
ФОРМЫ ПОВЕДЕНИЯ
ОБУЧЕНИЕ
МЫШЛЕНИЕ
Методология исследований
Источники данных о мышлении животных:
1. Эксперименты в неволе (психология,
физиология):
2. Наблюдения в природе (зоология,
когнитивная этология);
3. Результаты наблюдений и
экспериментов должны дополнять и
уточнять друг друга!!!!
1977, 2010
4. Опыты в природе на вольных
животных, выполняемые по строгим
лаб. методикам.
Основа современных исследований
мышления животных:
комплексный подход – множественная
оценка когнитивных способностей вида или
таксона производится на основе всего
арсенала имеющихся методик,
адресованных разным сторонам когнитивной
деятельности
сравнительный анализ - последовательное
сопоставление данных о мышлении
животных с разным уровнем структурнофункциональной организации мозга (как
внутри классов, так и между классами птиц и
млекопитающих).
.
Комплексная оценка мышления
животных
Экстренное
решение
новых
задач
как способности к Обобщение
обобщенному и
и
опосредованному
абстрагиотражению
рование
действительности и
к решению задач в
новой ситуации.
Способорудийная
ность к
Проторешению- орудийная деят. в
ЭЛЗ (по
новой
деятельКрушинситуации
ность
скому)
«инсайт»
Допонятийный
уровень
Довербальные
понятия
Символизация
Особенность современного этапа
изучения мышления животных:
Наряду с разработкой новых тестов и
проведением контрольных экспериментов
результаты лабораторных исследований
сопоставляются с данными о вкладе
мышления в естественное поведение
животных в природных
условиях.
Вклад этологии в изучение
мышления животных
• Этология – сравнительное изучение
видоспецифического поведения
животных и человека с применением
всех биологических методов, включая
наблюдения за животными в
естественной среде их обитания.
Основоположники этологии –
лауреаты Нобелевской премии 1973 г.
К. Лоренц
(1903-1989
… «интеллект животных способность к рациональным действиям»
(примеры из наблюдений за
собаками).
Н. Тинберген
(1907-1988)
… «присущая животным
способность к примитивным
формам предвидения послужила
основой для появления сходных
особенностей поведения человека».
1960 – 1970-е гг.: Начало долгосрочных
наблюдений за поведением животных в
природной среде обитания
Дж. Гудолл (род. 1942) – изучение поведения
шимпанзе в природе.
Дж. Шаллер, Д. Фосси – изучение поведения
горилл в природе.
•Лабораторные данные об орудийной
деятельности антропоидов получают
постоянное подтверждение и дополнение
благодаря наблюдениям этологов за поведением
животных в природной среде обитания.
Дж.Гудолл – 30 лет наблюдений за
природной популяцией шимпанзе
Показала, что шимпанзе пользуются
орудиями (камни и палки) в
природных условиях
Дж.Гудолл (1963, 1992)
•
•
Дама-Командор ордена
Британской империи».
Дж.Гудолл – «
Декабрь 2010 – конф., посвящ. 50летию работ в основанном
Дж.Гудолл центре изучения
шимпанзе в Гомбе-Стрим
(Танзания).
Шимпанзе Майк использовал канистры изпод керосина для усиления эффекта своих
видоспецифических СОЦИАЛЬНЫХ
демонстраций
Дж.Гудолл «В тени человека» 1992
« Для человекообразных обезьян
характерно рассудочное поведение,
включающее умение планировать,
предвидеть, способность выделять
промежуточные цели и искать пути их
достижения, вычленять существенные
моменты данной проблемы».
Дж.Гудолл по (Mason, 1982)
!!!! Широкое применение видеорегистрации
существенно расширило возможности изучения
поведения (в том числе орудийной деятельности)
животных:
• 1. Фиксация всех спонтанных проявлений
орудийной деятельности в условиях неволи;
• 2. Постоянная видеорегистрация во время всех
экспериментов позволяет протоколировать все
особенности и нюансы и иметь документы
важных эпизодов;
• 3. Фото- и видеоловушки позволяют
зафиксировать спонтанные орудийные действия у
диких животных (впервые у горилл).
Горилла делает палку и с ее помощью
переходит через канаву
(Видеоловушка)
T.Breuer, 2005. Национальный парк в
Конго.
Шимпанзе Канзи, который безуспешно
просил, чтобы его повезли, кататься,
пытается сам открыть машину с
помощью отвертки.
М.А.Vancatova
(М.А.Ширинкина) – ученица
Л.А.Фирсова – ведущий
приматолог Чехии
www.rozhlas.cz/odhaleni
http://janah.rajce.idnes.cz/Mojka_v_backurkac
h._1._2._2011/#Mojka_v_backurkac
h.jpg
 Группа горилл в Пражском
зоопарке имеет такую же
структуру как и в природе:
• Самец-доминант и 2-3
молодых самца;
• 2-3 половозрелые самки;
• детеныши и подростки
разного возраста.
 С 2000 по 2013 г. их
поведение непрерывно
снималось 4 камерами .
 зарегистрированы
многочисленные примеры
новых способов
спонтанного употребления
орудий.
Окно в препараторскую –
объект постоянного
интереса многих членов
группы.
Прага, май
2011
При появлении в карантине новой
обезьяны одна из самок построила
пирамиду из двух ящиков, чтобы было
удобнее наблюдать за происходящим в
препараторской.
Сходство с пирамидами, которые
строили шимпанзе в опытах В.Келера.
Подтверждение опытов В.Келера
77
• У трех горилл зарегистрированы сотни
эпизодов употребления более 20 типов
разных орудий, включая управление
фотоэлементом с помощью пучка стружки.
Спонтанное использование ящиков в различных
целях: (ступень, гнездо, поднос, резонатор голоса при
саморекламировании, драка)
• 2. Ящик – оружие при
агрессии
3. Спонтанное использование различных предметов
(ящики, мяч, корзина) для достижения сходных целей
(в качестве ступеней).
Использование для гнезд
различных предметов в вольере
Использование стружки в
качестве подушки
Использование стружки для защиты
от сырости и холода
19. Галоши 20. Островки
Мойя дважды делала из стружки
«галоши» для перемещения по мокрому
полу или по снегу
Vancatova M. Tool behaviour in higher primates // Вестник НГУ.
серия: Психология. 2008а. Т. 2, вып. 2, С. 61-69.
• Киджибу (старшая самка) пучком стружки
закрывала фотоэлемент, который
контролировал поступление воды из
питьевого фонтанчика, и получала
возможность пользоваться водой в
неограниченном количестве.
• Ей подражала подросток Мойя, а
впоследствии Тату.
Подросток Тату манипулирует
фотоэлементом
• Таким образом, постоянная видеорегистрация
поведения животных в модельных группах,
которые живут в условиях, приближенных к
естественным, способствует расширению
представлений о реальном диапазоне
орудийной деятельности животных и ее
приспособительном значении.
• Наши представления о СФЕРЕ
ПРИМЕНЕНИЯ ОРУДИЙ
ЧЕЛОВЕКООБРАЗНЫМИ ОБЕЗЬЯНАМИ
ПОСТОЯННО РАСШИРЯЮТСЯ!!!
Какие еще животные могут
использовать орудия в новой ситуации?
• Низшие обезьяны – НЕТ!!! (только после
спец. обучения)
• Хищные – НЕТ!!! (известны лишь два
исключения)
• Птицы – ???
Техника разбивания орехов бородатыми капуцинами передается
путем культурной преемственности
•
Взрослые самка (a) и самец (b) бородатого капуцина увлечённо
разбивают орехи (фото Elisabetta Visalberghi).
Australian Dingo Foundation, Victoria, Australia School of
Environmental Science, Griffith Univ., Australia School of
Psychol., Social Work, and Social Policy, Univ. of South
Australia, Australia
h
Мозг птиц устроен совершенно
по-другому, чем у
млекопитающих.
Голубь
h
h
Ворона
h
Спонтанные случаи изготовления и
применения орудий В НЕВОЛЕ
Врановые
Попугаи
Jones, Kamil, 1973
(Cyanocitta cristata)
Weir et al., 2002
Chappell, Kacelnik, 2004
(Corvus moneduloides)
Powell, Kelly, 1975
(Corvus macrorhynchos)
Auersperg A. et al. 2012
(Cacatua goffiniana)
Орудийная деятельность новокаледонской
вороны (Corvus moneduloides) – основа кормового
поведения вида В ПРИРОДЕ.
«Штыки», палочки и «КРЮЧКИ», изготовляемые ею в
природе – пример генетически детерминированного
поведения.
Тест на выбор подходящего орудия.
Из предложенного набора
орудий (палочки, проволочки
разной длины и толщины)
новокаледонская ворона всегда
выбирает крючок, которым
можно подцепить «ведерко» с
приманкой.
Weir et al., 2002
Chappell, Kacelnik, 2004
(Corvus moneduloides)
Тест на выбор подходящего орудия.
Weir et al., 2002
Chappell,
Kacelnik, 2004 (Corvus
moneduloides)
Видеозапись поведения птицы, В ПЕРВЫЙ РАЗ!!!
не обнаружившей крючка среди предложенных
ей инструментов.
Видеозапись опыта № 5. Изготовляя крючок, Бетти
(Corvus moneduloides) изгибает прямую проволоку
ТРЕМЯ разными способами.
«Подгонка»
заготовок (слева)
до нужной формы
(справа) в неволе.
Изготовление крючка в природе
Можно предположить, что у этой
вороны образовалась «общая схема
решения» (по Лурия, 1973), которую она
реализует разными способами.
• «Betty had a mental representation of what it was she
wanted to make».
Weir et al., 2004
• NB!!! При изготовлении крючка в природе и в неволе
птицы используют совершенно разные материалы и
применяют разные серии действий.
• Т.обр., результаты опытов В.Келера и
его многочисленных последователей
свидетельствуют:
• Человекообразные обезьяны и высшие птицы могут:
• применять орудие при первой же встрече с новой
задачей;
• применять одно орудие разными способами;
• решать одну и ту же задачу с помощью разных орудий;
• могут планировать свои действия – по очереди
использовать разные орудия для достижения одной и
той же цели («подготовительные операции» по
Леонтьеву).
• могут создать нужное орудие из самых разных
заготовок (до 600 в опытах Ладыгиной-Котс);
Можно предположить, что решение осуществляется
благодаря тому, что животное
1. проанализировало условия задачи и представляет ее
структуру (выявило «причинно-следственные»
отношения между ее элементами);
2. сформировало «мысленный план» решения задачи, и
осуществляет его в разных вариантах.
• Способность к употреблению орудий в
новой ситуации характерна только для
высших позвоночных – антропоидов,
высших птиц, дельфинов.
• Есть ли зачатки мышления у других
позвоночных???
• Для исследования мышления более
широкого круга видов позвоночных
разработаны другие подходы.
Комплексная оценка мышления животных
как способности к
обобщенному и
опосредованному отражению
Экстренное
действительности и
Обобщение
к решению задач в новой
решение
и
ситуации.
новых
абстрагизадач
рование
*Способ-
ность к
Проторешению- орудийная
ЭЛЗ (по
Крушин- деятельность
скому)
орудийная
деят. в
новой
ситуации
«инсайт»
Допонятийный
уровень
Довербальные
понятия
Символизация
Классики отечественных экспериментальных
исследований мышления животных
Н.Н.Ладыгина-Котс; Л.А.Фирсов;
Л.В.Крушинский
(1911-1984)
• Важный вклад в изучение
мышления животных внес членкорр АН СССР, крупнейший
отечественный специалист в
области изучения поведения
животных, один из основателей
кафедры высшей нервной
деятельности биофака МГУ,
Леонид Викторович
Крушинский.
Изучение мышления животных –
одно из его главных научных
достижений.
Леонид Викторович Крушинский (1911-1984)
«Биологические основы рассудочной деятельности» (1977, 1986)
«Записки московского биолога: Загадки поведения» (2006)
Его работы многоплановое
физиолого-генетическое
исследование зачатков
мышления у широкого
диапазона видов 5
классов позвоночных.
Элементарная рассудочная деятельность способность животных улавливать
простейшие эмпирические законы,
связывающие предметы и явления
окружающей среды, и возможность
оперировать этими законами при построении
программ поведения в новых ситуациях.
(Крушинский, 1986, С. 27)
Особенности подхода
Л.В.Крушинского к изучению
мышления животных:
Ввел понятие элементарной логической
задачи;
Разработал универсальные методики для
тестирования способности решать такие
задачи в новой ситуации;
Задача на экстраполяцию направления
движения пищевой приманки, исчезающей
из поля зрения животного
Обнаружил зачатки мышления у рептилий,
птиц и млекопитающих-неприматов.
Разработал концепцию о биологических
основах мышления (рассудочной
Задача на экстраполяцию направления движения
пищевого раздражителя, исчезающего из поля зрения
+
Для решения этой задачи
необходимо мысленно
представить траекторию
движения корма на скрытом
участке и обойти преграду с
соответствующей стороны.
Основной характеристикой
способности животных к
экстраполяции служат
результаты первого
предъявления задачи.
Способность вида к
экстраполяции оценивается
по доле животных (%),
правильно решивших
задачу при первом
предъявлении.
Способность к экстраполяции у позвоночных разных классов. Доля
правильных решений (в %) при 1-м предъявлении (∗ -p ≤0.01)
Рыбы:
Амфибии:
Рептилии:
Птицы:
20
n=79
40
60
(n=60)
Водные черепахи (n=59)
Сухопутные череп. (n=24)
∗
Ящерицы (n=84)
Куры (n=133)
Утки (n=25)
Голуби (n=46)
Хищные птицы (n=24)
Врановые (n=82)
Лаб. мыши (n=66)
100
%
∗
∗
∗
Млекопи- Дикие крысы (n=39)
тающие:
Кролики
Кошки
Собаки
Лисицы
80
∗
(n=37)
(n=115)
(n=124)
(n=30)
∗
∗
∗
∗
Волки (n=10)
Дельфины (n=???)
20
40
60
80
100
%
Гипотеза Л.В.Крушинского о
биологических основах
мышления (рассудочной
деятельности)
Зачатки мышления (РД) существуют не
только у антропоидов, но и у ряда видов
рептилий, птиц и млекопитающихнеприматов.
 В пределах каждого класса позвоночных существует
ряд градаций уровня развития РД. Высшего уровня
достигают и птицы, и млекопитающие.
 Степень развития РД коррелирует с уровнем
морфофизиологической организации мозга.
 Способность к обучению и к решению ЭЛЗ имеют
разный морфофизиологический субстрат.
 Способность к РД появляется на существенно более
поздних этапах онтогенеза, чем способность к
обучению.
 Уровень развития РД у животных одного вида
генетически детерминирован.
Л.В.Крушинский
(1911-1984)
• ки
1962
1977
2009
1989
2007
Коллективная монография к 100-летию
со дня рождения Л.В.Крушинского (19111984)
1960
2013
• Таким образом, способность в новой
ситуации решать новые задачи без
проб и ошибок есть не только у
антропоидов, но и у ряда видов
рептилий, птиц и млекопитающихнеприматов.
• Мышление — это «процесс
познавательной (когнитивной)
деятельности, при котором субъект
оперирует различными видами
обобщений, включая образы, понятия и
категории, составляющие внутреннюю
картину его мира.
• Мышление – отыскание и открытие
существенно нового, решение новых задач
в неожиданно возникших ситуациях.
• (Ладыгина-Котс, В.Келер, Брушлинский, Лурия,
Крушинский, Byrne, Rumbaugh, и др.)
Обобщение и абстрагирование – базовые операции
мышления.
.
Обобщение
и
абстрагирование
Экстренное
решение
новых
задач
Способорудийная
ность к
Проторешению- орудийная деят. в
ЭЛЗ (по
новой
деятельКрушинситуации
ность
скому)
«инсайт»
Допонятийный
уровень
Довербальные
понятия
Символизация
ОБОБЩЕНИЕ – это важнейшая операция мышления.
Она обеспечивает мысленное объединение предметов и
явлений по общим для них существенным признакам.
Показано, что высшие животные могут формировать
отвлеченные довербальные понятия «число»,
«сходство», «больше» и др.
Ладыгина-Котс, 1963; Новоселова, 2001; Фирсов, Чиженков,
2003, 2004; Смирнова, 2011; Зорина, Смирнова, 2008, 2013;
Lazareva, Wasserman, 2008; Mackintosh, 2000; Tomasello, Call,
1997, 2011; Rumbaugh et al., 2011.
65
Особое внимание уделялось изучению
способности животных обобщать признак
«СХОДСТВО» и формировать при этом
довербальное понятие.
Методика «выбора по сходству с образцом»
введена Н.Н.Ладыгиной-Котс (1923).
Задача выбора по сходству с образцом
(matching-to-sample, MTS)
Стимул для выбора
Стимул для выбора
Стимул-образец
•
После длительного обучения с
использованием наборов стимулов разных
категорий, животные усваивают
«отвлеченное правило выбора по
сходству с образцом» и далее могут без
дополнительного обучения применять его к
новым стимулам разных категорий.
Динамика обучения выбору
по соответствию с образцом вороны №1
128
204
100
2096
1056
Доля правильных решений (%
90
80
p=0,0001
p=0,001
p=0,01
p=0,05
70
60
50
Претренинг: образец придвинут к "+"-стимулу
Черные и белые карточки
40
30
Цифры 1 и 2
Множества 1 и 2
Ахроматические оттенки (Б, С1, С2, Ч), цифры 1-4, множества 1-4
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Число блоков по 48 предъявлений в каждом
80
90
•
Способность без дополнительного
обучения применять правило выбора по
образцу к разнообразным новым стимулам
новых категорий свидетельствует о
формировании у них понятия «сходство».
В этом случае задача выбора по образцу
становится инструментом для
исследования более сложных когнитивных
функций:
• выявление аналогий;
• способность к символизации.
Например:
Выявление аналогий (analogical reasoning)
• Аналогия (от греческого ana logon, "в
соответствии с соотношением") сходство в каких-то отношениях
между несколькими объектами,
различными в других отношениях; а
также сравнение, основанное на
таком сходстве.
• Стимул АА аналогичен стимулу ВВ,
• но не аналогичен стимулу СD
• Сформировавшие понятие «сходство» вороны с
первых же проб правильно выбирают стимул, не
имеющий перцептивного сходства с образцом, но
аналогичный ему по соотношению составляющих
его компонентов – одинаковых или разных.
Smirnova, A., Zorina, Z., Obozova, T., and
Wasserman, E. (2015). Crows spontaneously exhibit
analogical reasoning. Curr. Biol. 25, 256–260.
Выбор по аналогии соотношения формы фигур:
примеры комбинаций стимулов (8 из 384)
№
Левая
карточка
Карточкаобразец
Правая
карточка
1
Фоновые
предъявления
2
3
Тест
4
5
Фоновые
предъявления
6
7
Тест
8
Серым цветом выделены стимулы,
под которыми помещали подкрепление.
Выявление аналогий (analogical reasoning)
• Вороны спонтанно выбирали стимул,
аналогичный образцу, уже с первых
предъявлений теста более, чем в 80%
случаев (Smirnova, Obozova, Zorina,
Wasserman, 2015).
• Такие спонтанные проявления абстрактного
мышления ранее были обнаружены у
человекообразных обезьян (Vonk, 2003);
• Павианы могут решать такие задачи только
после долгого условнорефлекторного
обучения (Wasserman, 2002).
• Способность к формированию
довербальных понятий позволила
поставить вопрос о возможном наличии
у высокоорганизованных животных
наиболее сложной психической
функции человека – способности к
символизации, которая лежит в основе
речи.
Символизация – это способность к
установлению эквивалентности между
предметами, действиями, явлениями или
понятиями («обозначаемое») и исходно
безразличными для субъекта знакамисимволами.
Способность к оперированию символами
(словами) лежит в основе речи человека!!!!.
• Способность оперировать символамичислительными для маркировки множеств и
сложения цифр была описана у шимпанзе.
• S Способность оперировать символами-
числительными для маркировки множеств
• и сложения цифр была описана у шимпанзе.
Sheeba
Sarah T. Boysen
professor of
psychology at Ohio
State Univ.
(Boysen & Berntson,
1989;1995;
Boysen,1993; Boysen
et al.,1995)
Тест на "сложение символов"
•
•
•
•
Успешное решение
этого теста
свидетельствует о
понимании
"специального статуса
последнего маркера,
описывающего все
множество" (принцип
кардинальности
Гелмана и Галлистеля).
Апельсины в заменили карточками с
цифрами, которые также помещали в
любые два из трех "тайников" (1+0, 1+1,
1+2, 1+3, 2+0, 2+2).
Шиба должна была обойти "тайники" и
затем выбрать карточку с цифрой,
соответствующей сумме.
В первой же серии она выбрала
правильную цифру в достоверном
большинстве случаев (75%).
Способность ворон оперировать понятием
«сходство» позволила нам исследовать одну из
сложнейших когнитивных функций – способность к
символизации.
Символизация – это способность к установлению
эквивалентности между предметами, действиями,
явлениями или понятиями («обозначаемое») и
исходно безразличными для субъекта знакамисимволами.
Способность к оперированию символами
(словами) лежит в основе речи человека!!!!.
Мы применили собственную
оригинальную процедуру для
установления эквивалентности между
знаком (образец) и «обозначаемым» –
один из стимулов для выбора.
•
Мы не вырабатывали условных
связей «знак-обозначаемое», но
создавали возможность для того, чтобы
птицы сами установили эту связь путем
транзитивного заключения:
Если А=В и В=С, то А=С
•
Демонстрационная серия
Тест
c
Тест
a
b
a
c
b
Свойство транзитивности:
Если a = b, и b = c, то a = c.
Если 3 = , и =
, то 3 =
Установление соответствия между цифрами и
множествами в диапазоне 5-8: тест
+
Образец и
"правильный" стимул
для выбора
принадлежат к разным
категориям.
8
Кормушки
+
8
Если А=В и В=С,
то А=С
7
Кормушки
• Начиная с первых же предъявлений
теста, вороны реагировали правильно в
80% случаев, а затем выполнили
правильно тест на «сложение».
• Таким образом, вороны проявили
способность усваивать символы
(«числительные») для маркировки множеств
в пределах 8 элементов и совершать с ними
операцию, изоморфную сложению.
• Ранее такая способность была описана
только у шимпанзе.
Какими еще символами могут
оперировать вороны?
Могут ли они усвоить знаки
«сходство» («S»-Same) и
«различие» («V»-Various)
для маркировки стимулов, состоящих из
одинаковых и разных элементов?
Этап 1
Обучение выбору одинаковых по размеру фигур,
если образцом служит знак «S»
и разных по размеру фигур,
если образцом служит знак «V»
(образец=ЗНАК → ОБОЗНАЧАЕМОЕ)
+
+
Этап 2
Тест с новыми стимулами знакомой
категории (признак - размер)
+
+
Этап 3
Тест со стимулами новой категории
(признак – сходство или различие по
форме)
+
+
Результаты теста со стимулами новой
категории (признак – V или S по форме)
Фоновые
предъявления
N+/N∑
Ворона
Доля «+»
(1)
Тестовые
предъявления
N+/N∑
Доля «+»
(2)
Достоверность
различ.
между
(1) и (2)
81.9% 20/24 83.3% p>0.05
59/72 (p<0.0001)
(p<0.0001)
Этап 4
Тест на симметричность эквивалентных
отношений :
Образец-ОБОЗНАЧАЕМОЕ → ЗНАК
(какой знак маркирует этот стимул?)
+
м
+
• Опыты по той же методике мы провели также
с попугаем-амазоном, поведение которого
полностью совпало с поведением ворон.
• Следовательно, птицы ассоциировали
знаки не с конкретными стимулами,
использованными при обучении, а с
понятиями «сходство» и «различие».
Способность к символизации:
 усвоение и оперирование символами-цифрами
в пределах 7-8 - у шимпанзе, врановых,
попугаев;
 усвоение и оперирование символами
категорий «материал, число, цвет, форма»
у шимпанзе и попугаев;
 усвоение символов для понятий
«сходство/отличие»; - у врановых и шимпанзе;
 усвоение простых незвуковых аналогов
человеческого языка – у антропоидов.
Зорина, Смирнова, 2006, 2008;
Pepperberg, 2002, 2005.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• 1. У животных обнаружены зачатки всех
способов, операций и форм, которые характерны
для мышления человека ;
• 2. Зачатки мышления обнаружены у животных
разных таксономических групп, относящихся к
разным «ветвям» филогенетического древа;
• 3. Чем более сложно организован мозг, тем
большим числом видов мышления обладает
данный вид.
• 4. Наибольшего развития достигает
мышление человекообразных обезьян, в
некоторых отношениях сопоставимых по
своим способностям с детьми 2-летнего
возраста;
• 5. Выявлены наиболее простые и
универсальные виды мышления, которые
доступны рептилиям, птицам и
млекопитающим даже с наиболее
примитивно организованным мозгом.
Получена сравнительная характеристика
развития элементарного мышления животных
как биологической предпосылки мышления
человека. Дальнейшие исследования
позволят установить, насколько прав был
Дарвин, когда писал:
«Из всех человечеcких способностей разум,
несомненно, ставится на первое место, но лишь
немногие могут отрицать, что разница между
психикой человека и высших животных, как
бы она ни была велика, это, конечно, разница в
степени, а не в качестве».
•
Спасибо за
внимание!