Собака павлова опыт с лампочкой.  Исследования Ивана Павлова

Последнее обновление: 20/11/2014

Как Иван Павлов разработал теорию классического обусловливания

Исследования физиологом слюноотделения и пищеварения привели к обнаружению классического обусловливания.
Концепция изучается на первом курсе каждым студентом-психологом. Однако, интересно то, что открытие этих явлений было сделано человеком, совсем не связанным с психологией.

Русский ученный, - создатель учения о рефлексах, который впервые заявил об этом феномене в 1903 году, был физиологом. Уже в следующем, 1904 году за свое открытие он получил Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

Во время изучения процессов пищеварения у собак, Павлов отметил интересное явление - у собак начинала выделяться слюна после того, как его помощник входил в комнату.

В своих исследованиях профессор и его помощник использовали разнообразные съедобные и несъедобные предметы и измеряли выработку слюны у собак. Было отмечено, что процесс слюноотделения имеет рефлексивную природу. Это происходит автоматически в ответ на конкретный раздражитель и не находится под сознательным контролем испытуемого животного. Однако здесь же было замечено, что у собак начинается выделение слюны и в отсутствии пищи и запаха. Павлов догадался, что эта реакция не имела ничего общего с физиологией.

Развитие классической теории обусловливания

Основываясь на своих наблюдениях Павлов предположил, что слюноотделение было предопределенной реакцией. Собаки реагировали на внешний вид помощников, когда те входили в комнату в белых халатах, которые у обычных животных никак не связаны с представлениями о еде. Было обозначено, что в отличие от слюны, выделяемой в момент подачи пищи, которая была вызвана безусловным рефлексом, рефлекс слюноотделения в ожидании пищи носил условный характер.

Павлов поставил задачу определить, как именно закрепляются условные реакции. В серии экспериментов Павлов был намерен спровоцировать условную реакцию животного на ранее нейтральный стимул. Он использовал еду в качестве безусловного раздражителя, который вызывает естественный и автоматический отклик. Звук метронома был выбран в качестве нейтрального стимула. Собаке в начале давали послушать тиканье метронома, а затем сразу же кормили. Через несколько попыток собака начинала выделять слюну на звук метронома. «Стимул, который по началу сам по себе был нейтральным, наложился на врожденный пищевой рефлекс, обеспечивая условную реакцию» - отмечал Павлов в своих записях. Посторонний до эксперимента стимул стал условным раздражителем, вызывая условную реакцию.

Роль исследований И. П. Павлова

Открытие Павловым классической теории обусловливания остается одной из самых важных в истории психологии. В дополнение к формированию основы того, что называется поведенческой психологией, теория процесса обусловливания даже сегодня остается важным практическим инструментом при лечении психических расстройств и формировании поведенческих реакций.

Одним из интересных примеров практического использования классических принципов обусловливания является выработка у койотов рефлекса отвращения к вкусу баранины, который предотвращает их охоту на домашний скот. Реакция наступает тогда, когда нейтральный стимул (обычное мясо баранины) используется в паре с безусловным рефлексом (вызванное заболевание после приема пищи). Удивительно, что рефлекс формируется сразу же после первого применения метода. Койоты перестают охотиться на овец, попробовав однажды их мясо, в которое введен препарат вызывающий тошноту и недомогание животного. Фермеры нашли полезным этот способ и взяли его на вооружение, чтоб защищать свои стада, пасущиеся вне фермы. После приема отравленной пищи койоты избегают встреч с овцами и не нападают на них.

Среди череды мучеников науки — лягушек, крыс, морских свинок и обезьян — наибольшее сочувствие у нас, бесспорно, вызывает именно собака — существо, более прочих доверяющее человеку. Недаром выражение «Собака Павлова» очень быстро перекочевало из науки в искусство и фольклор, став символом невинной и безропотной жертвы жестоких экспериментов.

«Сверкающим пинцетом рука ученых
Взяла из серой массы, как насекомых,
Нас. И вот мы обливаемся свинцовым потом
Сейчас нас будут спаривать под микроскопом.
Пламенем любви ея ноздря,
Ах, в меня ударила, но зря:
я — человек,
А вы — собака Павлова — моя партнерша.
Даете все что можете, но мне нужно больше.
…Но я лишь необходимый компонент,
Чтобы проистек эксперимент…».

(Из песни группы «Агата Кристи»)

«Красный сигнал, условный рефлекс.
Тоталитаризм, тоталитаризм.
Собаки Павлова исходят слюной…
Красное время, тотальный синдром.
Тоталитаризм, тоталитаризм.
Мы все выделяем желудочный сок…»

(Из песни группы «Гражданская оборона»)

Из анекдотов:

Когда-то в детстве Павлова укусил щенок. Щенок вырос и забыл, а Павлов вырос и не забыл…

На стене мединститута написано краской из баллончика:
«Тренируйся на кошках!»
Подпись: Собаки Павлова.

В честь юбилея академика Павлова врачи клиники Сербского возложили собаку к памятнику известного ученого.

Столь мрачные ассоциации с «собакой Павлова» настолько устоялись, что милейший Иван Петрович почти единогласно вызывает у обывателей молчаливое осуждение. Однако не стоит путать бесцельное и изощренное издевательство над животными каких-нибудь подростков из рабочих кварталов с научными опытами, результаты которых спасли бесчисленное число жизней тех же самых обывателей.

Лауреат Нобелевской премии 1904 г. академик Павлов не был первым. Собак резал еще «отец медицины» Гиппократ. Но в учебники попали именно знаменитые опыты Павлова по изучению условно-рефлекторной деятельности, проиллюстрированные перерезанными пищеводами и фистулами, истекающими желудочным соком при свете красной лампочки или звуке звонка. Надо сказать, что изучением высшей нервной деятельности Павлов занялся не сразу, да и «нобелевку» получил за трактат по физиологии пищеварения. Но однажды он заметил, что, едва собаки услышат шаги кормящего их человека, как у них начинает течь слюна. И Павлов плавно переходит от изучения собственно пищеварения к изучению условных рефлексов.

Анекдоты:

Поймали на улице собаку и посадили в клетку. Она спрашивает у соседки:
— Слышь, подруга, а куда это я попала?
— Это лаборатория академика Павлова. Здесь условные рефлексы изучают.
— А это как?
— А вон, видишь — лампочка и звонок, а под ними мужик на стуле спит? В 16:00 звонок зазвенит, лампочка загорится, у мужика сработает условный рефлекс, и он нам еду принесет…

Собака — хозяину: «Слышь, мужик, ты бы хоть лампочку включил, а то жрать охота».

Одна собака — другой: «Смотри, что я могу сделать с Павловым: как только я плюну, он начнет улыбаться и писать в блокноте.

Собака Павлова (возлегая на кушктке у доктора Фрейда):
«Доктор, я постоянно слышу в голове странный звон».

Повстречала как-то Собака Павлова Кота Шредингера…

Так уж получилось, что вместе с славой великого ученого академик получил в нагрузку и имидж бессердечного садиста.

Обидно то, что среди его коллег именно Павлова трудно упрекнуть в бессердечности. К подопытным собакам он испытывал вполне естественную жалость, и делал все возможное, чтобы свести к минимуму их страдания. Не стоит забывать, что он не только перерезал животным разные органы, но и по возможности лечил их после этого. Одним словом, «сам ломаю — сам чиню».

Собак не бросили даже во время сильного наводнения в Ленинграде в сентябре 1924 — почти все они были спасены. В результате, многие четвероногие подопечные Павлова умерли вполне естественной смертью. При этом состарившиеся собаки не выбрасывались на улицу — они жили у ученого на правах «пенсионеров» и получали заслуженный спецпаек.

Столь достойное финансирование научной деятельности Павлова стоит отдельного разговора.
Павлов, неприязненно относившийся к российским революциям, частенько подумывал об эмиграции. Но советское правительство, понимая его значимость для науки, сделало все, чтобы удержать ученого. В тяжелые годы войны и голода Павлову обеспечили все необходимые условия для работы, в том числе и паек для бесчисленной своры собак. Про это в 1921 году В. Ленин подписывает специальный декрет. А в 1924 г. его решение было закреплено постановлением Совнаркома «Об условиях, обеспечивающих научную работу академика И. П. Павлова и его сотрудников».

И. Павлов:
«Когда я приступаю к опыту, связанному в конце с гибелью животного, я испытываю тяжелое чувство сожаления, что прерываю ликующую жизнь, что являюсь палачом живого существа. Когда я режу и разрушаю живое животное, я глушу в себе едкий упрек, что грубою невежественною рукой ломаю невыразимо художественный механизм. Но это переношу в интересах истины и пользы людям.»

Собаки тоже любили и доверяли ученому. Некоторые даже сами ложились на операционный стол.

Доказательством безмерного уважения и невосполнимого долга перед «мучениками науки» стал заказанный Павловым памятник «Неизвестной собаке от благодарного человечества», который и ныне можно увидеть у здания Института экспериментальной медицины в Петербурге. Он был создан в 1935 году скульптором И. Ф. Беспаловым и стал первым подобным памятником в мире. Памятник венчает фигура сидящего пса, а верхнюю часть пьедестала окружают восемь голов собак разных пород, из пастей которых летом бьют струйки воды. Но особенно любопытны барельефы со сценами экспериментальной работы, где собаки выглядят не столько жертвами, сколько самоотверженными коллегами ученых. Все подписи под этими картинами составил сам Павлов. Вот некоторые из них:

«Разломав штукатурку и сделав из нее пористую подстилку, собака показала экспериментатору прием, благодаря которому истекающий из искусственного отверстия поджелудочный сок не разъедает брюхо».

«Собака, благодаря ее давнему расположению к человеку, ее догадливости, терпению и послушанию, служит даже с заметной радостью многие годы, а иногда и всю свою жизнь, экспериментатору».

«Пусть собака, помощник и друг человека с доисторических времен, приносится в жертву науке, но наше достоинство обязывает нас, чтобы это происходило непременно и всегда без ненужного мучительства».

Экспериментальная работа по изучению механизмов образования условных рефлексов проводилась в лаборатории И.П. Павлова в Колтушах, вблизи Санкт-Петербурга. Для того чтобы избавиться от влияния многочисленных случайных раздражителей, мешающих выработке условного рефлекса, работу с собаками проводили в изолированных звуконепроницаемых камерах, в так называемой «Башне молчания». Экспериментатор находился вне камеры и наблюдал за собакой через небольшое отверстие со специальной системой стекол, не дающей возможности животному видеть экспериментатора. Кроме того, собаку фиксировали в специальном станке, ограничивающем возможность ее лишних движений.

До начала работы собаке делали операцию, при которой один из протоков слюнных желез выводился на щеку. После этой операции часть слюны попадала не в полость рта, а через фистулу выводилась наружу, что позволяло фиксировать начало слюноотделения, количество и качество выделившейся слюны. В камере находился ряд приборов, при помощи которых можно было подавать собаке различные сигналы: звуковые (звонки, удары метронома, треск трещотки и т.д.), световые (вспышки лампочки, проекция разных фигур на экране и т.д.). На кожу собаки могли при помощи специальных аппаратов подаваться прикосновения разной частоты, различные температурные раздражения и т.д. Автоматически собаке подавалась кормушка с подкормкой, обычно в виде мясо-сухарного порошка.

Классический «павловский» эксперимент по выработке условных рефлексов проводился следующим образом. Собаке, находящейся в камере и в станке, автоматически подавалась пища (безусловный раздражитель), затем появлению пищи начинал предшествовать «условный раздражитель», или «условный сигнал», в виде звонка, вспышки лампочки или звука метронома. Реакция собаки на безусловный раздражитель в виде пищи сопровождается безусловно-рефлекторным отделением слюны. Предъявление безусловного стимула вслед за условным в процессе эксперимента, называется «подкреплением». Если при выработке условного рефлекса применяется подкрепление, соответствующее имеющейся у животного мотивации (например, пищевое подкрепление у голодного животного), то оно называется «положительным». Возможна выработка условного рефлекса и с применением «отрицательного подкрепления» (наказания), то есть такого воздействия, которого животное стремится избегать. В эксперименте в качестве отрицательного подкрепления чаще всего используют удары электрического тока, заставляющие животное перебегать в безопасное отделение камеры или вызывающие у него безусловно-рефлекторное отдергивание конечности. Примером отрицательного подкрепления может быть действие воздушной струи, направленной на роговицу глаза, вызывающей мигательный рефлекс.

Открытия Павлова. Павлову удалось показать, как возникает условный рефлекс в ответ на разнообразные сигналы и разные типы и условия подкрепления. Кроме того, он обнаружил, что в том случае, когда условный сигнал многократно предъявляется без подкрепления, происходит затухание рефлекса. При этом реакция ослабевает, часто становится нерегулярной, и в конце концов условный сигнал перестает действовать. Павлов показал также наличие поведенческих реакций, связанных с условно-рефлекторными реакциями. Например, после того, как была выработана условно-рефлекторная реакция слюноотделения на звук звонка определенной высоты, ее удавалось вызвать и звонком с другой высотой звука; в еще одном эксперименте слюноотделение вызывалось почесыванием не только определенного места на лапе, но и соседних участков. В каждом случае степень реакции на новый стимул зависела от того, насколько он был сходен с изначальным стимулом. Звонок, незначительно отличающийся по высоте, или почесывание места, близкого от первоначального, приводили к почти такому же слюноотделению, что и исходные сигналы; сильно отличающийся по высоте звонок или почесывание отдаленного участка вызывали отделение меньшего количества слюны. Как выяснилось, такой эффект, названный генерализацией, можно нейтрализовать, если подкреплять только изначальный сигнал, прекратив подкрепление остальных. В этом случае у животного развивается способность к различению: реакция в полной мере проявляется лишь на первоначальный условный сигнал, а на все другие бывает незначительной или вовсе отсутствует. Используя данную методику, Павлов получил возможность определять, каковы те минимальные изменения стимула, которые способна различить собака.

На основе своих опытов Павлов разработал несколько теорий работы коры головного мозга, в частности теорию возбуждения и торможения -- состояний коры, характеризующихся повышенной и пониженной активностью. Он предположил, что торможение, разливаясь по коре, является причиной такого феномена, как затухание условного рефлекса. Павлов считал, что сон -- это состояние, при котором торможение полностью захватывает кору головного мозга. Более поздние работы в области неврологии и психофизиологии показали, что работа коры намного сложнее, чем он предполагал.

Современные представления. Павлов применял термин «условный рефлекс» к любым индивидуально приобретенным типам поведения. Понятие о сигнальном раздражителе, однако, не объясняет все виды научения. Термин «условный рефлекс» используется теперь в более узком значении, применительно к ситуациям, аналогичным исходным экспериментам Павлова, например к работе вегетативной нервной системы, управляющей деятельностью желез и гладкой мускулатуры. Признается также, что условные рефлексы широко представлены в эмоциональном поведении. Хорошо изучены условные рефлексы человека, возникающие на основе мигательного рефлекса, слюноотделения, потоотделения, сужения и расширения зрачков, сокращения и расслабления гладких мышц стенок кровеносных сосудов. Тем не менее существует значительная область приобретенного поведения, формирующегося на основе иных механизмов. Так, оказалось, что в отличие от условного рефлекса, при котором появлению реакции на условный сигнал всегда предшествует его подкрепление, у животного может сформироваться реакция, которая в прошлом подкреплялась после ее проявления (этот механизм получил название оперантного обусловливания).

В России сложно найти человека, никогда не слышавшего об академике Павлове, хотя тот скончался еще в 1936 году. Большинству из нас знакомо словосочетание «собака Павлова». А вот что именно ученый делал с собаками?

Лаборатория в Колтушах

Иван Петрович Павлов известен как создатель науки о высшей нервной деятельности и представлений о процессах регуляции пищеварения. Именно он в 1904 году стал первым российским Нобелевским лауреатом, получив премию за достижения в области медицины - исследование функций главных пищеварительных желез.

Свои исследования Павлов и его научная команда проводили начиная с 20-х годов на биостанции, расположенной в поселке Колтуши под Ленинградом. Подопытных животных помещали в «Башню молчания» - специальную изолированную звуконепроницаемую камеру, куда не проникали внешние раздражители. Ученый наблюдал за ходом экспериментом через систему специальных стекол, которая позволяла ему оставаться невидимым для «объекта», в свою очередь, зафиксированного на специальном станке, ограничивающем его движения.

От белых халатов до отравленной баранины

Одно из основных открытий Павлова заключается в том, что он смог разделить все физиологические рефлексы на условные и безусловные. Безусловные – те, что присутствуют в нас с рождения, как, например, моргание. Условные – те, что вырабатываются в процессе индивидуального жизненного опыта.

Так, Павлов изучал реакцию слюнных желез на внешние раздражители. Пол Клейнман в работе «Психология. Люди, концепции, эксперименты» пишет: «Свое великое открытие Иван Павлов сделал, наблюдая за нерегулярной секрецией слюнных желез собак. Как уже говорилось, сначала он изучал пищеварение животных, замеряя, какое количество слюны выделяется у них при виде съедобных и несъедобных продуктов. Со временем ученый заметил, что слюноотделение у собак начиналось, как только в комнату входил ассистент, приносивший им еду. Решив, что животные реагируют на белые халаты сотрудников, Павлов выдвинул гипотезу, что выделение слюны представляет собой рефлекторную реакцию собак на конкретный раздражитель и что они ассоциируют белые халаты с получением пищи. По его предположению, слюноотделение, начинавшееся, когда собакам действительно приносили еду, было безусловным рефлексом, тогда как выделение слюны, вызванное видом белых халатов, – рефлексом приобретенным, условным. Чтобы подтвердить (или опровергнуть) свою идею, ученый провел один из самых знаменитых научных экспериментов – опыт с собаками».

В процессе экспериментов протоку слюнной железы собаки выводили наружу. Это помогало фиксировать у животного начало слюноотделения, а также обильность выделения слюны и ее качество. Помимо этого, проверяли, как реагируют псы на световые или звуковые раздражители.

Например, после нескольких ударов метронома животное получало корм. Впоследствии, после того как собака слышала звук метронома, у нее начинала выделяться слюна. В других случаях вместо метронома использовалась лампа, которую включали перед кормлением. Однако порой применялись и менее безобидные раздражители, вроде воздействия электрическим током.

Впоследствии результаты опытов Павлова по выработке условных рефлексов неоднократно находили практическое применение. Так, диких койотов попытались отучить от поедания баранины. В местах обитания койотов им подбрасывали мясо овец, начиненное ядом, но не в таких количествах, чтобы убить их. Ощутив недомогание, животные переставали охотиться на овец.

Дырки в желудке и перерезанный пищевод

Исследуя процессы пищеварения, ученый потратил более 10 лет на то, чтобы получить фистулу (проделать отверстие в желудочно-кишечном тракте собаки) и вывести наружу концы пищевода. Дело в том, что при попытке провести такую операцию желудочный сок переваривал кишечник и брюшную стенку. Чтобы избежать эрозии, Павлов сшивал кожу и слизистую, вставлял туда металлические трубки и закрывал их пробками. Это позволяло получать чистый пищеварительный сок на протяжении всего желудочно-кишечного тракта - от слюнной железы до толстого кишечника.

Также проводились опыты с мнимым кормлением. Животным перерезали пищевод так, чтобы при кормлении пища не попадала в желудок.

Убийства «в интересах истины»

Можно представить себе, как страдали собаки… Во многих случаях эксперименты академика заканчивались для них смертью, но если это было возможно, ученый выхаживал животных и, если даже они не были больше пригодны для исследований, обеспечивал им пожизненное довольствие. Вопреки общепринятому мнению, Павлов вовсе не являлся бездушным исследователем, который видел в животных лишь материал для опытов. В частности, все хирургические вмешательства проводились только под наркозом, чтобы не причинять собакам дополнительных страданий.

А.Д. Поповский в статье «Павлов» приводит следующую цитату академика: «Когда я приступаю к опыту, связанному в конце с гибелью животного, я испытываю тяжелое чувство сожаления, что прерываю ликующую жизнь, что являюсь палачом живого существа. Когда я режу, разрушаю живое животное, я глушу в себе едкий упрек, что грубой, невежественной рукой ломаю невыразимо художественный механизм. Но переношу это в интересах истины, для пользы людям».

Сегодня отношение к исследованиям Павлова остается неоднозначным. Не вполне понятно, действительно ли подобные шокирующие методы, которые привели к гибели сотен собак, были совершенно необходимы для того, чтобы сделать научные выводы о физиологии нервной системы человека. Однако опыты Павлова стали тем фундаментом, на котором зиждется современная физиология, а также психология и, в частности, способствовали разработке способов лечения от различных фобий, панических и тревожных расстройств.