WARUNKOWANIE JAKO
FORMA UCZENIA SIĘ
dr Monika Świątkowska
WARUNKOWANIE JAKO
FORMA UCZENIA SIĘ
dr Monika Świątkowska
Warunkowanie
Warunkowanie
Warunkowanie,
powstawanie
odruchów
warunkowych
- prowadzona w warunkach laboratoryjnych
(zubożonych), oparta na naturalnej właściwości uczenia się
eksperymentalna metoda badania centralnego układu
nerwowego, jego funkcjonalnych właściwości, połączeń i
dróg nerwowych, mechanizmów sterowania zachowaniem i
funkcjonowaniem organów wewnętrznych.
Jak ważne dla przeżycia organizmu jest w naturalnym
środowisku uczenie się, może uświadomić doświadczenie
białych badaczy Australii, dla których często jedynym
ratunkiem
okazywało
się
spotkanie
miejscowych
Aborygenów, którzy chociaż nie chodzili do szkoły świetnie
wiedzieli jak zdobyć żywność i wodę.
Warunkowanie
Rozróżnia się dwa rodzaje warunkowania:
Warunkowanie klasyczne
Warunkowanie instrumentalne
.
Ich sens biologiczny i różnicę najłatwiej przedstawić na
zachowaniu się kury i psa. Mała kura (kurczak) ma wrodzony
odruch dziobania małych obiektów na ziemi. Początkowo dziobie
co popadnie (generalizacja), jednak skojarzenie wyglądu obiektu
dziobanego z jego smakiem ogranicza liczbę obiektów
dziobanych (
różnicowanie
).
Później kura ma już takie doświadczenie, że wie, co warto
dziobać, czasami dla ciekawości dziobnie, a nawet połknie jakieś
nowe znalezisko (w żołądku kury są kamienie, które pomagają w
trawieniu). Kura chcąc jeść, wykonuje instrumentalne ruchy
dziobania w stosunku do wyuczonych warunkowo obiektów.
Warunkowanie
Zachowanie (reakcje ruchowe) związane ze zdobywaniem
pokarmu,
poszukiwaniem
wody,
poznawaniem
terenu,
szukaniem partnera, ucieczką, to typowe, istniejące w naturze
reakcje, będące przykładem warunkowania instrumentalnego.
U psa pokarm po dostaniu się do jamy gębowej wywołuje
odruch
bezwarunkowy
wydzielania śliny, dotykając tylnej części
podniebienia - odruch połykania a następnie wydzielanie soków
żołądkowych. Łatwo zauważyć, że inne właściwości będzie miał
suchy proszek mięsny, ten sam proszek zmieszany z wodą,
surowe mięso, a jeszcze inne właściwości chleb.
W żołądku innej ilości soków potrzeba do trawienia mięsa a innej
do trawienia pokarmów mącznych. Jeśli pies zacznie się ślinić
odpowiednio silnie już na widok suchego proszku, to będzie mógł
go szybciej i sprawniej przełknąć, natomiast w żołądku szybciej
zacznie się trawienie.
Warunkowanie
Rodzaj pokarmu organizm rozpoznaje kojarząc jego obraz ze
smakiem, a później z rodzajem związków organicznych
pojawiających się w jelitach, krwiobiegu i układzie limfatycznym.
Większe lub mniejsze ślinienie się i wydzielanie soków
żołądkowych już na widok różnego rodzaju pokarmu jest
przykładem naturalnego warunkowania klasycznego.
Reakcje związane z warunkowaniem instrumentalnym pozwalają
zwierzęciu dostosować się do warunków panujących w
otoczeniu, a reakcje klasyczne pozwalają dostosować jego
wnętrze głównie za pośrednictwem autonomicznego układu
nerwowego.
W naturalnym środowisku bodźców jest bardzo dużo i trudno
stwierdzić, jaką naturę ma takie czy inne zachowanie, natomiast
w laboratorium jest to możliwe.
Warunkowanie
Między dwoma rodzajami warunkowania istnieje jeszcze jedna
różnica, dobrze widoczna w czasie eksperymentów, mianowicie
bodziec warunkowy klasyczny jest bezpośrednim sygnałem bodźca
bezwarunkowego i jego wystąpienie wywołuje takie objawy jak sam
bodziec bezwarunkowy.
W przypadku warunkowania instrumentalnego bodziec warunkowy nie
ma tej właściwości, jest zwykle sygnałem, że teraz można wykonać
określony ruch, aby móc w dalszej kolejności uzyskać wzmocnienie. W
tym ujęciu, bardzo odpowiednim dla odruchów instrumentalnych jest
określenie
odruchy przygotowawcze
.
Mówiąc o warunkowaniu zwykle przyjmuje się za oczywistość i rzadko
wspomina o tym, że podstawą wszelkiego warunkowania jest tzw.
popęd. Jako popęd należy rozumieć zmiany w układzie nerwowym
pojawiające się pod wpływem wewnętrznych zmian w organizmie lub
na jego zewnątrz sprawiające, że zwierzę szuka pokarmu, wody,
schronienia itd.
Warunkowanie klasyczne
Warunkowanie klasyczne
Warunkowanie
klasyczne
lub
warunkowanie
pawłowowskie
; odkąd odkryto warunkowanie instrumentalne,
zwane warunkowaniem II typu, stosuje się także nazwę
warunkowanie I typu
.
Eksperymenty nad warunkowaniem przeprowadził jako pierwszy l.
P. Pawłow. Stwierdził on, że podanie psu pokarmu do pyska
wywołuje u niego wydzielanie śliny.
Reakcję tę Pawłow nazwał odruchem lub reakcją bezwarunkową,
ponieważ występuje ona bez uczenia się, w sposób niezmienny,
utrwalony dziedzicznie; pokarm zaś jest bezwarunkowym
bodźcem dla tej reakcji.
Dzięki warunkowaniu klasycznemu można uzyskać reakcję
wydzielania śliny na dowolny sygnał obojętny, wystarczy tylko
regularnie
go
powtarzać
w
towarzystwie
bodźca
bezwarunkowego.
Warunkowanie klasyczne
Przykład: jeśli bezpośrednio przed podaniem psu pokarmu zadzwoni
dzwonek, to po kilku próbach na sam dźwięk dzwonka pies zaczyna
wydzielać ślinę. Przed eksperymentem dzwonek nigdy nie
wywoływał u psa reakcji ślinienia, a więc nauczył się on, że bodziec,
który zawsze pojawia się przed jedzeniem, jest sygnałem karmienia.
Tego typu bodziec (sygnał) Pawłow nazwał
bodźcem warunkowym
, a
efekt wywołany przez niego (tu: wydzielanie śliny) — reakcją
warunkową lub odruchem warunkowym. Odruch taki wytwarza się
dzięki wielokrotnemu kojarzeniu się bodźca (np. dźwięku dzwonka) z
podawaniem pokarmu, co Pawłow określił jako
wzmocnienie bodźca
warukowego
.
Warunkowanie jest najskuteczniejsze wtedy gdy czas upływający
między bodźcem warunkowym a bezwarunkowym nie jest zbyt duży
(do 0,5 s), przy większych odstępach warunkowanie trwa dłużej lub
wcale nie zachodzi.
Warunkowanie klasyczne
Na Zachodzie za warunkowanie klasyczne uważa się
wszelkie warunkowania przeprowadzane wg schematu
bodziec → reakcja.
Wprawdzie gdzieniegdzie delikatnie wspomina się, że
chodzi o reakcje emocjonalne lub reakcje w oparciu o układ
nerwowy
autonomiczny,
jednak
opis
samych
eksperymentów jest pomijany i w związku z tym trudno
określić o jaką reakcję tak naprawdę chodzi.
Jest to istotne, bowiem należy pamiętać, że odruchy
bezwarunkowe zachodzą na poziomie rdzenia kręgowego
natomiast odruchy warunkowe wymagają udziału mózgu i
często świadomie kontrolowanych mięśni, co jest już istotą
odruchów instrumentalnych.
Warunkowanie instrumentalne
Warunkowanie instrumentalne
Warunkowanie instrumentalne
zwane pierwotnie przez jego
odkrywców
warunkowaniem II typu
(w odróżnieniu od
warunkowania I typu zwanego klasycznym lub pawłowowskim) a
ostatnio (jako kalka z angielskiego) także warunkowaniem
sprawczym.
Wymaga od badanego organizmu wykonania określonej reakcji
ruchowej lub powstrzymania się od niej (reakcje te zwane są
reakcjami instrumentalnymi lub sprawczymi). Wykonanie takiej
reakcji ma zwykle charakter wolicjonalny i jest regulowane
popędem, w praktyce jest to stopień odczuwanego głodu lub
pragnienia.
Zwykle
jedynie
reakcje
pozwalające
uniknąć
bodźców
awersyjnych
są poprzedzane sygnałem ostrzegawczym (zwanym
bodźcem
warunkowym
)
informującym
zwierzę
o
niebezpieczeństwie.
Warunkowanie instrumentalne
Chcąc uzyskać większą liczbę reakcji stosuje się wzmocnienie
nieregularne, co kilka naciśnięć dźwigni.
Zwierzę ma określoną pojemność żołądka, aby zaspokoić głód
musi wtedy więcej razy nacisnąć dźwignię.
Po utrwaleniu warunkowania wprowadza się dodatkowe
elementy eksperymentu np.
różnicując bodziec
warunkowy
można
sprawdzić
czułość
zmysłu
go
odbierającego,
przecinając operacyjnie nerwy można ustalić drogę odruchu
warunkowego, wpływ różnych ośrodków mózgu na ten odruch i
wiele innych zagadnień.
Znani badacze odruchów instrumentalnych to:
Edward Thorndike
B. F. Skinner
Edward Tolman
Warunkowanie wyższego rzędu
Warunkowanie wyższego rzędu
Warunkowanie
wyższego
rzędu
zwane
także
warunkowaniem wyższego poziomu, warunkowaniem
łańcuchowym lub sekwencyjnym - termin odnoszący się
głównie do warunkowania instrumentalnego, w mniejszym
stopniu do warunkowania klasycznego.
Przy jednym i drugim typie warunkowania bodziec możemy
poprzedzić innym, obojętnym, który po kilku skojarzeniach
stanie się kolejnym bodźcem warunkowym.
Podczas generalizacji zwierzę zareaguje na osobne bodźce
(na pierwszy albo drugi). Podczas różnicowania można
uzyskać reakcję na określoną sekwencję bodźców.
Warunkowanie wyższego rzędu
Na przykład jeśli pies nauczył się kojarzyć czerwoną lampkę z
pojawieniem się pokarmu, to zacznie się ślinić. Możemy przed
zapaleniem lampki włączyć dzwonek i po kilku próbach pies
będzie się ślinić także na dźwięk dzwonka.
Jeżeli teraz nie nastąpi wzmocnienie pies zauważy że po
dzwonku jeszcze powinna zaświecić się lampka. Po utrwaleniu,
w odpowiedzi na dzwonek wystąpi przede wszystkim
reakcja
orientacyjna
a wzmożone ślinienie dopiero na sygnał lampki.
Ten ciąg skojarzeń teoretycznie może biec niemal w
nieskończoność. W praktyce ogranicza go inteligencja i
zdolności pamięciowe obiektu badanego. Bodźce zbyt odległe
od siebie w czasie lub zdecydowanie różnego rodzaju nie
zostaną skojarzone ze sobą, przy zbyt dużej ich liczbie nie
zostanie zapamiętana ich sekwencja.
Warunkowanie wyższego rzędu
Pewnym modelem takiego warunkowania jest skorzystanie z telefonu
- musimy wystukać określoną sekwencję liczb aby móc zadzwonić do
znajomej osoby - sekwencje znamy tylko dla osób do których często
dzwonimy, pozostałych nie pamiętamy i korzystamy z notesu.
Warunkowanie sekwencyjne może mieć też charakter instynktu -
ewolucja promowała te osobniki, które całą sekwencję robiły
prawidłowo. Szereg typowych przykładów możemy znaleźć wśród
owadów.
Dość dobrze prześledzono zachowanie sekwencyjne u grzebacza.
Wykopuje jamkę, zapamiętuje okolicę, leci po pożywienie dla
potomstwa, przynosi do jamki i składa jajo, po czym wlot zasypuje.
Okazało się że upolowanego pasikonika, grzebacz łapie za czułki i jeśli
je uciąć, nie jest w stanie przejść do następnego etapu. Kręci się
wokół zdobyczy a wobec braku "zaczepienia" porzuca ofiarę.
Obecność czułków jest bodźcem warunkowym przejścia do
następnego etapu.