Текст посвящен собакам, участвовавшим в экспериментах русского ученого И. П. Павлова. Я расскажу о том, откуда пошло знаменитое выражение «собака Павлова» и что за ним кроется.
Что такое собака Павлова
Иван Петрович Павлов был русским ученым родом из Рязани, членом Императорской Санкт-Петербургской академии наук. Он родился в конце XIX века и посвятил свои исследования изучению высшей нервной деятельности человека.
Его заслугой было создание, практически с нуля, учения о физиологии пищеварения и разделения условных и безусловных рефлексов. Его исследования были высоко отмечены на международном уровне – в 1904 году он получил Нобелевскую премию в области медицины став первым русским нобелевским лауреатом.
В своих экспериментах ученый использовал животных – собак. Ради научных целей животные подвергались операциям, многим из них они стоили жизни. Иван Петрович не был жесток и предпринимал все усилия для уменьшения страданий животных.
Он не только ставил на них свои опыты, но и лечил их после этого. Многие животные состарились около него и умерли естественной смертью, прожив полноценную жизнь после хирургических вмешательств.
Идя на эксперименты, влекущие неизбежную гибель питомцев, Павлов испытывал настоящие страдания. По свидетельствам современников собаки любили ученого и сами шли в операционную, будто понимая важность исследований.
В мемориальном музее-усадьбе академика И. П. Павлова в Рязани есть экспонат – чучело собаки в установке для эксперимента по изучению условных рефлексов. Это животное собирательный образ всех участников научных экспериментов Павлова.
Дом науки на территории музея представляет экспозицию, подробно раскрывающую ход исследований.
Суть экспериментов и опытов
Эксперименты Павлова изначально касались исключительно работы пищеварительного тракта. Он делал операцию, благодаря которой мог наблюдать за процессом выделения желудочного сока у животных в момент кормления.
Сложность такой работы заключалась в том, что попадание желудочного сока на ткани брюшной полости приводило к их перевариванию и животные гибли. Десятилетие Павлов потратил на преодоление этой проблемы и получение фистулы – герметичного отверстия в желудочно-кишечном тракте.
Позже ученый заметил реакцию собачек на звук шагов кормящего их обычно человека. Он увидел, что у животных выделяется слюна еще в ожидании пищи, прежде самого момента кормления.
Ученый задумался над изучением рефлекторной деятельности. Эксперименты приняли иной характер. Изучалось слюноотделение и выделение желудочного сока в связи с внешними событиями (зажигалась лампочка или звучал звонок).
Развитие классической теории обусловливания
Изучение условных рефлексов привело к появлению теории обусловливания, которая заключается в воздействии изначально нейтрального стимула на мозг.
Нейтральный стимул, ассоциативно привязанный к стимулу, безусловно порождающему некую реакцию, вызывает ту же реакцию. Эти данные впоследствии оказали огромное воздействие на развитие психологии.
В благодарность за помощь и жертвы принесенные четвероногими ради науки, Павлов заказал и установил памятник неизвестной собаке в сквере здания Института экспериментальной медицины в Санкт-Петербурге на Аптекарском острове.
С четырех сторон постамент украшен барельефами, изображающими важные аспекты поведения собаки и человека в ходе экспериментов. Надписи под барельефами отдают дань верности, терпению и уму подопытных животных.
На протяжение всего пути человечества по стезе науки собаки являются их верными спутниками. Именно они из всех животных обладают умением коммуницировать с человеком, что ставит их под удар научных опытов.
Собаки ложатся под нож или летают в космос прежде, чем люди сами осмелятся на это. Сохранить человечность в этих условиях можно только помня, как И. П. Павлов, о недопустимости жестокости и напрасных жертв.
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).
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.
Иван Павлов. Об этом ученом, пожалуй, слышали все. Некоторые же, не просто знают это имя, а и хорошо знакомы с его научной деятельностью. Ведь его достижения коснулись практической деятельности как медиков, так и педагогов с психологами. К тому же многие философы активно изучают его наследие. Все же, что такого революционного привнес в науку Павлов со своей собакой? Об этом и многом другом, читайте далее.
Немного биографии
Творческий путь выдающегося ученого начался в небольшой лаборатории в Санкт-Петербурге при клинике другого выдающегося ученого Боткина. Именно здесь Павлов ставил свои первые и сформулировал основополагающую для всей его последующей деятельности концепцию нервизма. Под этой категорией он понимал влияние центральной нервной системы на всю жизнедеятельность живого организма.
Диссертация ученого на соискание степени доктора медицинских наук была посвящена теме открытого им же нерва. Этот нерв влияет на работу сердца. Его наработки в этой области продвинули вперед изучение сердца и саморегуляции артериального давления. Эти малоизвестные достижения, хоть и являли собой немаловажные открытия, были лишь началом пути, в ходе которого были разработаны другие новаторские идеи.
Собака
Одним из самых интересующих ученых вопросов по части физиологии человека всегда был вопрос пищеварения. Ученые долго пытались выяснить, как протекает этот процесс, что заставляет пищу расщепляться на маленькие частицы и усваиваться организмом.
К моменту, когда Павлов занялся изучением этого вопроса, учеными уже был сделан ряд открытий, однако многое оставалось еще не изученным. Вся проблема заключалась в отсутствии эффективного метода изучения. Было практически невозможно проследить за полноценным ходом пищеварения в живом организме. Самыми популярными были опыты с животными, в ходе которых к поджелудочной железе крепилась трубка, которая позволяла следить за отделением желчи. Однако такой опыт давал очень мало информации. Также были сделаны попытки вшить животному трубку в проток поджелудочной железы, однако такие операции сопровождались воспалительными процессами, и от них ученые отказались.
Оба метода никак не удовлетворяли Павлова. Он хотел получить информацию о работе не одного отдельного органа, а всей системы в целом со всеми составляющими ее элементами. Также ученый хотел выяснить взаимосвязь реакций организма и условий окружающей среды. Именно поэтому он начал изучать самые обыкновенные реакции животного на внешние раздражители.
В 1879 году Павлов совершил свою знаменитую операцию, в ходе которой он проделал отверстие в поджелудочной железе собаки, и при этом не нарушил ее функционирование. Собака осталась живой и здоровой, а ученый имел возможность наблюдать за полным циклом процесса пищеварения.
Впоследствии в лаборатории ученого проводились и другие новаторские операции, в ходе которых подобные отверстия (фистулы) накладывались на желудок и кишечник животного. Также выводились наружу протоки слюнных желез животного.
Многочисленными удачными опытами Павлов доказал большое значение для процесса пищеварения нервной системы. Была продемонстрирована наглядно прямая взаимосвязь обеих систем.
Павлов до конца жизни был полон энергии и энтузиазма. Его стремление к познанию неизведанного оставалось с ним до самых последних его дней.
Человек может иметь самое смутное представление о кинологии, но словосочетание «собака Павлова» слышал каждый. Конечно, речь идет не о конкретном псе, а о тысячи собак, отдавших свои жизни на благо человечества. Говорить о гуманизме и этической стороне вопроса можно бесконечно. Однако факт остается фактом: научная исследовательская деятельность академика Павлова по сей день служит фундаментом, на который опираются тысячи врачей. Благодаря жестоким и вызывающим негодование опытам Павлова с собаками, спасены миллионы жизней. Многие сегодняшние методики лечения основаны на данных, полученных Иваном Петровичем.
Сам Павлов, несмотря на сложившееся мнение о его деятельности, животных любил, а собаками восхищался, называя их совершенными созданиями. Он часто писал, что глубоко скорбит о каждой жизни, которую пришлось отнять в ходе экспериментов. Всегда старался максимально облегчить страдания животных, и прибегал к усыплению только в случаях, когда проведенные манипуляции не отставляли собаке шансов на нормальное существование без боли. Сегодня выражение «собака Павлова» часто упоминают в контексте садизма, издевательств и жестокости. Но современники Ивана Петровича, напротив, недоумевали, зачем академик тратит столько душевных и физических сил, выхаживая лабораторных животных: «Этот все равно умрет черед год максимум, усыпить бы. Так нет, он его кормить собирается задарма».
Финансирования практически не было. Скудные пожертвования не окупали расходов: лаборатории крошечные, оборудование кустарное, плата работникам – из жалования Павлова. Но собаки редко в чем-либо нуждались: создатель науки о ВНД на собственные средства строил вольеры и закупал еду.
Интересно, что нервная система пленила Ивана Петровича своей недостижимой сложностью не сразу: первые десять лет опытов были направлены на изучение пищеварительного тракта. Реакция собаки Павлова, которая послужила толчком к началу работы по изучению ВНД, была открыта случайно: академик заметил, что у животных начинает выделяться слюна еще до того, как они получат пищу. Собаки реагировали подобным образом на грохот посуды и человека, в чьи обязанности входило кормление: при звуке его голоса запускались механизмы, ответственные за выработку желудочного сока и подготовки организма к приему пищи.
Зная о том, что животное не способно мечтать и представлять себе будущее, рефлекс собак Павлова крайне заинтересовал. Он провел ряд экспериментов, в ходе которых доказал, что все рефлексы животных делятся на условные и безусловные. К безусловным рефлексам Павлов отнес врожденные рефлексы, не требующие наличия опыта, наследуемые: сосательный, глотательный и т.д. Кроме того, опыты Павлова с собакой помогли понять, в каком отделе мозга возникает сигнал о запуске того или иного рефлекса, что дало толчок развитию нейрохирургии и другим областям медицины.
К условным рефлексам Павлов отнес те реакции, которые организм вырабатывает в связи с изменениями окружающей среды, полученным знаниям и т.п. И если безусловные рефлексы у здорового человека «вечны» и «нестираемы», то условные могут быть потеряны «за ненадобностью», если ситуация, на которую выработан рефлекс, не повторяется. Самый известный опыт в этом направлении сегодня называют условным рефлексом собаки Павлова: та самая лампочка, в момент включения которой у животных начинала выделяться слюна.
В наши дни опыт кажется невероятно простым: лампочка загорается – собака получает лакомство – выделяется слюна. Повторяем несколько раз, исключаем лакомство. Эффект достигнут: выработан условный рефлекс на свет лампочки (выделение слюны), который запускается даже при отсутствии пищевого поощрения. Сегодня реакция собаки Павлова понятна любому опытному владельцу собак, однако такая прозрачность психологии этих животных появилась именно после экспериментов Ивана Петровича. Мы используем эффект собаки Павлова ежедневно, когда просим любимца сесть, подойти или принести игрушку. Эффект собаки Павлова в быту – это банальная дрессура: сидеть – собака села и получила поощрение. Через несколько занятий у питомца вырабатывается условный рефлекс на голосовую команду, и пищевое поощрение теперь не требуется или требуется лишь иногда, как напоминание (команда – та же лампочка). Владелец, который понимает, как на практике использовать рефлекс собаки Павлова, никогда не испытывает сложностей с воспитанием питомца: не нарушай связи, давай лакомство в момент выполнения команды и не секундой позже, и любой урок будет усвоен в минимально короткий срок. И, конечно, нельзя забывать о том, что условные рефлексы постепенно «удаляются» из памяти, а потому необходимо повторение (тренировки на прогулке и т.д.).
Через пару десятков лет после смерти первого российского нобелевского лауреата никто и не вспомнит, как звали собак Павлова, и сколько их было. Но методики дрессировки по сей день основываются на условных и безусловных рефлексах, открытых и изученных Иваном Петровичев. Невозможно дать собаке лакомство в момент выполнения команды? Выработаем другой рефлекс: лакомство – щелчок. Теперь собака вместо лакомства реагирует на щелчок кликера – проблема дистанционного управления решена. Что-то не заладилось? Вспомним про другое открытие Павлова – типах ВНД (сангвиники, холерики, флегматики и меланхолики). Учтя особенности того или иного типа нервной системы, легко подобрать ключик к самому «необучаемому» питомцу.
Но, конечно, собаки Павлова страдали не во имя кинологии. Иван Петрович изучал нервную систему ради людей, которые и сегодня, благодаря его открытиям, восстанавливаются после тяжелейших травм, живут с серьезными расстройствами ЦНС, борются с психическими недугами. На основе открытий великого ученого разработаны сотни методов терапии самых различных недугов, от соматических нарушений до опухолей мозга.
Иван Петрович был поистине великим человеком, гением хирургии, самоотверженным ученым и неутомимым экспериментатором. В память о нем и о животных, послуживших человечеству, названо более полусотни объектов только на территории России и стран бывшего СССР: памятник собаке Павлова в Санкт-Петербурге, Рязани, Армавире, Киеве, улицы в Волгограде, Омске, Рязани, Туле и других городах, шесть институтов – перечислять можно очень долго. Лабораторных животных жаль, очень. Но страдали они не напрасно. Сегодня существуют разработки, которые в скором будущем позволят отказаться от опытов над животными. В эпоху Павлова других способов найти метод лечения того или иного недуга просто не было.
