ОБОБЩЕНИЕ ПО ПРИЗНАКУСХОДСТВА У ЖИВОТНЫХ: СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Смирнова А.А., Зорина З.А.

Лаборатория физиологии и генетики поведения кафедры высшей нервной деятельности

Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Обобщение по признаку сходства является одной из базовых операций мышления не только человека, но и животных.

Пластичность и адаптивность поведения животных напрямую зависит от их способности относить те или иные новые объекты или события к определённым классам (съедобное или несъедобное; опасное или неопасное, принадлежащее к своему или чужому виду и т.п.).

Wasserman E.A., Fagot J., Young M.E. Discriminating the Relation Between Relations: The Role of Entropy in Abstract Conceptualization by Baboons (Papio papio) and Humans (Homo sapiens). J. of Experimental Psychology: Animal Behavior Processes, 2001, 27, 4, 316-328

Обучение дифференцировке стимулов

Tasks successively

mastered by the baboons:

()- belongs to; () perceptual or

conceptual identity.

F - food; a - apple; b - banana; p - padlock;

c - cup.

Задача на определение сходства или различия между стимулами (same-different task).

Bovet D., Vauclair J. Judgment of conceptual

identity in monkeys. Psychonomic Bulletin &

Review, 2001, 8 (3), 470-475

Задача на определение сходства или различия между стимулами (same-different task).

Задача выбора по сходству с образцом (matching-to-sample task)

Vonk J. Gorilla (Gorilla gorilla gorilla) and orangutan (Pongo abelii) understanding of first- and second-order relations.

Anim Cogn., 2003, 6: 77–86

стимул-образец

стимулы для выборасиний

синийкрасный

Типы сходства

- конкретное сходство (сравниваемые стимулы тождественны по всем или одному из физических признаков: например, по цвету, форме, числу элементов и т.д.)

- абстрактное сходство (тождественность физических признаков полностью отсутствует, а сходство обнаруживается лишь при сопоставлении соотношений типа компонентов сложных стимулов)

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

илиСтимул АА аналогичен стимулу ВВ,

но не аналогичен стимулу Вв

У детей способность к восприятию отношений между отношениями развивается ближе к пяти годам (Thompson,

1995), в то время как у трёхлетних она еще не развита (Bovet et al., 2005). Трехлетние дети способны решать

задачи, основанные на умозаключении по аналогии, только после подробного объяснения (Bovet et al., 2005).

• шимпанзе, обученные языку-посреднику (Gillan et al.,1981; Premack, 1983; Oden et al., 1988);

• не обученные языку-посреднику антропоиды (Spinozzi, 1993; Tanaka, 1996; Thompson et al., 1997; Thompson, Oden, 2000 Vonk, 2003);

• павианы (Bovet, Vauclair, 2001; Fagot et al., 2001), но только после длительного обучения (≈15000 проб).

Сходство по аналогии соотношений способны воспринимать:

1. Обучить ворон правилу выбора по сходству с образцом и оценить степень его отвлеченности (тест на перенос правила выбора на новые стимулы).

Цель работы

- могут ли они перенести правило выбора по сходству с образцом на стимулы новой категории;

- могут ли они спонтанно выявить и использовать абстрактное сходство в соотношении компонентов сложных стимулов (сходство по аналогии).

2. Выяснить, какой уровень обобщения признака «сходство» доступен воронам:

1 2

1 2

Конфигурация линий

Число элементов

Ахроматическая окраска

условные обозначения: Б С1 С2 Ч

условные обозначения: 1ц 2ц 3ц 4ц

условные обозначения: 1м 2м 3м 4м

Обучение выбору по образцу: использованные стимулы

Примеры комбинаций стимулов

Серым цветом выделены стимулы, под которыми помещали подкрепление.

Поэтапное формирования правила выбора

Стадия 1

Стадия 2

Стадия 3

1 22

Претренинг

Критерий обученности:

не менее 80% правильных решений в 96

пробах подряд (p<<0.0001 )

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Число блоков по 48 предъявлений в каждом

Дол

я пр

авил

ьны

х ре

шен

ий (

%)

Претренинг: образец придвинут к "+"-стимулу

Черные и белые карточки

Цифры 1 и 2

Множества 1 и 2

Ахроматические оттенки (Б, С1, С2, Ч), цифры 1-4, множества 1-4

p=0,05

p=0,0001

p=0,001p=0,01

Динамика обучения выбору по соответствию с образцом вороны №1

2042096 1056

128

Конфигурация линий

Число элементов

Ахроматическая окраска

условные обозначения: Б С1 С2 Ч

1 2 3 4

1 2 3 4условные обозначения:

1ц 2ц 3ц 4ц

условные обозначения: 1м 2м 3м 4м

Выбор по образцу: ранее использованные и новые стимулы

Новые стимулы

№ Левая карточка

Карточка- образец

Правая карточка

1 Б Б С1 2 4м 3м 3м 3 1ц 4ц 4ц 4 2м 2м 3м 5 С2 С1 С1 6 2ц 2ц 3ц 7 2м 2м 1м 8 С1 Ч Ч

Серые ячейки соответствуют стимулам, под

которыми находилось подкрепление.

Примеры комбинаций стимулов (первые 8 из 144)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Число блоков по 48 предъявлений в каждом

Дол

я пр

авил

ьны

х ре

шен

ий (

%)

Претренинг: образец придвинут к "+"-стимулу

Черные и белые карточки

Цифры 1 и 2

Множества 1 и 2

Ахроматические оттенки (Б, С1, С2, Ч), цифры 1-4, множества 1-4

p=0,05

p=0,0001

p=0,001p=0,01

Динамика обучения выбору по соответствию с образцом вороны №1

2042096 1056

128

Конфигурация линий

Число элементов

Штриховка

условные обозначения: Ш1 Ш2 Ш3 Ш4

5 6 7 85 6 7 8

условные обозначения: 5ц 6ц 7ц 8ц

условные обозначения: 5м 6м 7м 8м

Тест на перенос правила выбора по образцуна абсолютно новые стимулы

Тест на перенос на новые стимулы знакомых категорий: примеры комбинаций (первые 8 из 288)

№Левая

карточкаКарточка-

образецПравая

карточка

1 Б Б С1

2 4м 3м 3м

3 1ц 4ц 4ц

4 Ш1 Ш1 Ш25 2м 2м 3м6 С2 С1 С17 2ц 2ц 3ц

8 8м 7м 7м

Серым цветом выделены стимулы, под которыми помещали подкрепление.

Тест

Тест

Фоновыепредъявления

Фоновыепредъявления

№вороны

Фоновые предъявления Тестовые предъявления

Достоверность различий

между (1) и (2)

Число правильных

решений/число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(1)

Число правильных

решений/число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(2)

1 176/216 81.5(p<0.0001)

60/72 83.3(p<0.0001)

p=0.37

2 180/216 83.3(p<0.0001)

57/72 79. 2(p<0.0001)

p=0.22

Тест на перенос на новые стимулы знакомых категорий:разные типы штриховки, конфигурация линий (цифры 5-8),

число элементов в множестве (5-8).

Тест на перенос на стимулы новой категории:выбор по признаку размера фигур вне зависимости от их

формы (использованные стимулы)

Выбор по признаку размера фигур вне зависимости от их формы (примеры комбинаций стимулов - первые 8 из 480)

№Левая

карточкаКарточка-

образецПравая

карточка

1

2

3

4

5

6

7

8

Серым цветом выделены стимулы, под которыми помещали подкрепление.

Тест

Тест

Фоновыепредъявления

Фоновыепредъявления

№вороны

Фоновые предъявления Тестовые предъявления

Достоверность различий

между (1) и (2)

Число правильных

решений/число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(1)

Число правильных

решений/число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(2)

1 303/360 84,2 (p<0,0001)

97/120 80,8 (p<0,0001)

p=0,22

2 295/360 81,9 (p<0,0001)

98/120 81,7 (p<0,0001)

p=0,47

Выбор по образцу по признаку размера фигур, вне зависимости от их формы: сравнение результатов выбора в

фоновых и тестовых предъявлениях

Выбор по аналогии соотношений размеров компонентов сложных стимулов: использованные стимулы

Выбор по аналогии соотношения размеров компонентов сложных стимулов: примеры комбинаций стимулов (8 из 480)

№Левая

карточкаКарточка-

образецПравая

карточка

1

2

3

4

5

6

7

8

Серым цветом выделены стимулы, под которыми помещали подкрепление.

Тест

Тест

Фоновыепредъявления

Фоновыепредъявления

№вороны

Фоновые предъявления Тестовые предъявления

Достоверность различий

между (1) и (2)

Число правильных

решений/число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(1)

Число правильных

решений/число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(2)

1 281/360 78,0(p<0,0001)

89/120 74,2(p<0,0001)

p=0,18

2 273/360 75,8 (p<0,0001)

90/120 75,0(p<0,0001)

p=0,41

Выбор по аналогии соотношения размера компонентов (независимо от формы):

сравнение результатов выбора в фоновых и тестовых предъявлениях

100 стимулов, использованных для оценки способности ворон выявлять и использовать абстрактное сходство в соотношении

компонентов сложных стимулов по форме и цвету

Использованы комбинации

фигур четырех разных форм

и четырех разных цветов

Площади всех двухкомпонентных

стимулов приблизительно

выравнены

Выбор по аналогии соотношения формы фигур:примеры комбинаций стимулов (8 из 384)

Серым цветом выделены стимулы, под которыми помещали подкрепление.

№Левая

карточкаКарточка-

образецПравая

карточка

1

2

3

4

5

6

7

8

Тест

Фоновыепредъявления

Тест

Фоновыепредъявления

Выбор по аналогии соотношения формы фигур

Выбор по аналогии соотношения формы компонентов (независимо от цвета):

сравнение результатов выбора в фоновых и тестовых предъявлениях

№птицы

Фоновые предъявления(тождество формы

компонентов)

Тестовые предъявления

(аналогия в соотношении формы

компонентов)

Досто-верность различий между (1)

и (2)

Число правильных

решений/общее число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(1)

Число правильных

решений/общее число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(2)

1 205/288 71.2(p<0.0001)

71/96 74.0(p<0.0001)

p=0.29

2 205/288 71.2(p<0.0001)

74/96 77.1(p<0.0001)

p=0.13

Выбор по аналогии соотношения цвета фигур:примеры комбинаций стимулов (8 из всего 384)

Серым цветом выделены стимулы, под которыми помещали подкрепление.

№Левая

карточкаКарточка-

образецПравая

карточка

1

2

3

4

5

6

7

8

Фоновыепредъявления

Фоновыепредъявления

Тест

Тест

№птицы

Фоновые предъявления

(сходство по цвету)

Тестовые предъявления

(аналогия в соотношении цвета

компонентов)

Достовер-

ность различий

между (1) и (2)

Число правильных

решений/общее число

предъявлений

Доля правильныхрешений, %

(1)

Число правильных

решений/общее число предъявлени

й

Доля правильныхрешений, %

(2)

1 219/288 76.0(p<0.0001)

59/96 61.5(p<0.01)

p=0.002

2 225/288 78.1(p<0.0001)

69/96 71.9(p<0.0001)

p=0.12

Выбор по аналогии соотношения цвета компонентов образца и стимула для выбора (независимо от формы):

сравнение результатов выбора в фоновых и тестовых предъявлениях

Выводы 1. После сложного и длительного обучения некоторые вороны способны

усвоить правило выбора по сходству с образцом, применимое не только к абсолютно идентичным стимулам, но и к стимулам, сходным только по одному из признаков - числу элементов в гетерогенных множествах.

2. Сформированное правило выбора вороны способны без дополнительного обучения переносить не только на новые стимулы уже знакомых категорий (четыре типа штриховки, новые цифры и новые множества), но и на стимулы новых категорий:

- выбирать стимул сходный с образцом по размеру фигур вне зависимости от их формы;

- выбирать стимул сходный с образцом по аналогии соотношения размеров, формы и цвета компонентов сложных стимулов.

3. По способности использовать сходство абстрактных соотношений (abstract relations или relation between relation) серые вороны сравнимы с антропоидами.