Сравнительный анализ подражательного поведения: методы и результаты

Даже простые формы обучения в социуме требуют от животных способностей к транспонированию действий с наблюдаемого объекта на себя, а также элементов планирования своих действий. Если же предметом подражания является последовательность действий или по крайней мере действие, необычное для поведенческого репертуара данного вида, то это требует наличия развитых когнитивных способностей. Однако этологам известно, что в поведенческий репертуар многих видов входят генетически зафиксированные и достаточно сложные последовательности актов, для автоматического совершения которых требуется .лишь действие определенного «релизера» — стимула, играющего роль пускового крючка (см. главу 4). Такие релизеры могут быть усмотрены наблюдателем в действиях демонстратора. Например, голубь, увидев другого клюющего голубя, начинает автематически повторять его движения. Эти действия могут быть ошибочно приняты за результат дистанционного обучения.

В последние годы, с появлением большого числа работ, посвященных подражанию у животных, возникла нужда в инвентаризации уже имеющихся результатов и в разработке методов, позволяющих сравнивать подражательное поведение разных видов. Наиболее популярными в этом плане стали методы, получившие название искусственный фрукт и два способа — один результат (two-ways action/one outcome). Многие исследования основаны на сочетании этих методов. Оба они были впервые предложены Торндайком (см. главу 1). Первый метод представляет собой вариант торндайковского проблемного ящика, с той разницей, что объекту предлагается извлечь из ящика пищевое вознаграждение, а не себя самого. ‘‘Фрукты" подбираются разной сложности — от простой коробочки с крышкой до составных контейнеров с крышками, укрепленными на шарнирах, снабженными замками разной степени сложности, так что вскрытие такого ящика требует сообразительности. При этом «фрукт», конечно, совсем не похож на какой-либо натуральный объект. Имитируется лишь сама по себе ситуация, когда доступ к ресурсу требует от животных более или менее сложного манипулирования с объектом. Как мы увидим ниже, на примере опыта с попугаями, освоение сложной задачи требует многоэтапного обучения. «Фрукты» могут быть устроены так, что допускают два способа открывания, которым экспериментаторы обучают две группы демонстраторов.

Наличие двух групп демонстраторов непосредственно связано со вторым методическим подходом (два способа — один результат), также предложенным Торндайком (Thorndike, 1911). В его экспериментах цыплята должны были решать задачу «проблемного ящика», выбираясь из него на волю. Наблюдая за тем, как это делают другие, они обучались быстрее. Затем Торндайк разделил цыплят-операторов на две группы и обучил их двум разным способам решения этой задачи. Наблюдатели, которым были доступны оба способа, выбирали тот из них, который им ранее демонстрировали цыплята-операторы. Тот же метод был позднее использован Даусоном и Фоссом при исследовании имитационных способностей попугайчиков Melopsittacus undulatus: одна группа птиц наблюдала за демонстратором, который удалял крышку с бутылки, поворачивая и толкая ее клювом, а другая — за тем, который отвертывал ее ногой (Dawson, Foss, 1965). Эта работа обычно цитируется как классическая в области экспериментального исследования подражания (см. Miklosi, 1999). В дальнейшем метод был ревизован и рекомендован Б. Галефом как перспективный стандартный тест для сравнительных исследований имитации у животных (Galefet al., 1986; Galef, 1988).

Рассмотрим подробнее метод «два способа — один результат». Суть его состоит в том, что подопытных животных-наблюдателей делят на две группы, каждая из которых наблюдает за своим демонстратором. Третьей, контрольной, группе предоставляется решать задачу произвольным путем. При этом демонстраторы решают задачу каждый своим способом. Эти способы должны существенно различаться (например, крышку контейнера с приманкой можно поднять вверх или толкнуть вниз), но результат будет один и тот же — контейнер будет открыт. Второй способ реализации данного метода основан на использовании двух разных объектов для достижения одной цели. При этом два демонстратора манипулируют двумя разными предметами или разными частями предметов. В итоге, если в каждой группе наблюдателей будет существенно преобладать способ решения задачи, предложенный соответствующим демонстратором, а в контрольной группе такого преобладания не будет, можно полагать, что мы имеем дело с явно выраженным эффектом обучения в социуме.

Этот метод применяется довольно широко. По признанию современных когнитивных этологов он позволяет с наибольшей точностью судить об эффекте обучения в социуме и, что особенно важно, сравнивать по этому показателю разные виды животных. Применение «искусственного фрукта», а также сочетание упомянутых методов, дает возможность сравнить разные виды по их способности имитировать действия разной сложности.

Приведем несколько примеров с описанием способов, которые демонстрировали животным-наблюдателям специально тренированные демонстраторы. Во всех случаях группы наблюдателей повторяли действия своих демонстраторов.

Две группы голубей наблюдали за действиями демонстраторов, одни из которых нажимали на педаль ногой, а другие — клювом (Zentall, 1996). Две группы скворцов Sturnus ulgaris наблюдали — одна за демонстратором, который тянул клювом за петельку, прикрепленную к наклейке, закрывающей отверстие в контейнере с пищей, а другая — за тем, который проталкивал наклейку внутрь (Campbel et al., 1998). В опыте с мармозетками Callilhrix jacchus одна группа открывала вращающуюся дверцу, ведущую в контейнер с приманкой, толкая ее от себя, а другая — противоположным движением, в соответствии с действием демонстратора (Bugnyar, Huber, 1997). В других экспериментах с тем же видом мармозеток одна самочка-демонстратор доставала приманку, открывая «искусственный фрукт» (коробку из-под фотопленки) зубами. Этот способ необычен для мармозеток, и такое поведение было результатом специфического прошлого опыта обезьянки. Второй демонстратор (самец) открывал коробку руками (Voelkl, Huber, 2000).

Эксперименты с использованием данного метода проводились также с воронами Corvus corax (Fritz, Kortschal, 1999), с голубями Columba livia, японскими перепелами Coturnixjaponica (Akins, Zentall, 1996), с крысами (Byrn, Tomasello, 1995; Campbell, Heyes, 2002) и некоторыми другими животными.

В детальном обзоре на тему обучения в социуме английские этологи, интенсивно работающие в этой области, — Кристин Колдуэлл и Эндрю Вайтен — приводят сводную таблицу экспериментальных результатов, полученных на разных видах животных (Caldwell, Whiten, 2002). Внимательно просмотрев ее, можно не без удивления обнаружить, что приматологи значительно более осторожны в оценках способностей своих объектов к имитационному поведению, чем исследователи других видов животных. Видимо, причиной является большой опыт исследований поведения обезьян и сопутствующий ему значительный груз отрицательных результатов.

Данные об имитационном обучении тем сложнее интерпретировать, чем более сложная задача предлагается животным.

Так, в одном из экспериментов Вайтена (Whiten, 1998) с использованием метода «два способа — один результат», четыре шимпанзе наблюдали за действиями человека-демонстратора, открывающего «искусственный фрукт»: прозрачную коробку с крышкой, запирающейся с помощью болтов и Т-образных задвижек. Двум обезьянам показывали способ открывания коробки, при котором сначала действовали с болтами, а затем с задвижками, а двум другим — способ, при котором последовательность действий была обратной. При этом две обезьяны наблюдали, как болты откручивают и вытаскивают, а две другие — как та же задача решается без вытаскивания болтов: их оставляют торчать из крышки. При тестировании обе пары шимпанзе использовали ту же последовательность действий, что и их демонстраторы, но они не копировали сами способы обращения с открывающейся крышкой.

Автор приходит к выводу, что-либо шимпанзе, проявляя общую способность к дистантному научению, не могут точно копировать сложные действия, либо число животных, участвующих в опыте, слишком мало для того, чтобы наблюдать процесс точной имитации. Здесь, видимо, уместно вспомнить и слова Келера о том, что шимпанзе все делают небрежно. Дети двух и трех лет в аналогичных экспериментах успешно копировали как последовательность движений, так и способы открывания коробки (Call, Tomasello, 1995; Whiten, 1998).

Мармозетки в аналогичных экспериментах не справлялись не только с процессом имитации открывания сложных «фруктов», легко доступных шимпанзе, но и вообще не могли обучиться действовать с ними, несмотря на то, что контейнеры были, конечно, адаптированы к размерам обезьянок. Когда же им предлагали упрощенные варианты, действия с которыми шимпанзе и капуцины усваивали менее чем за минуту наблюдений, они тратили на эту задачу десятки минут (Custance et al., 1999). Все же полученные данные говорят о том, что низшие обезьяны способны к элементам имитационного поведения.

Опыты на птицах приводят к легко интерпретируемым результатам, если им дается несложная задача и в экспериментах обеспечен должный контроль. Так, проводили эксперименты на скворцах с применением усовершенствованного контроля (Fawcett et al., 2002). В них участвовали не две, а три группы демонстраторов и, соответственно, три группы наблюдателей. Скворцы открывали крышку контейнера с пищей, проталкивая се внутрь (первая группа) или поднимая клювом вверх (вторая группа). Толкающих крышку скворцов можно было легко отличить по характерному широко разинутому клюву, которым они охватывали крышку. Третья группа ничего не делала для того, чтобы открыть контейнер, крышка двигалась автоматически, а птицам оставалось только поедать приманку (тот же методический прием был использован в опыте с крысами, см. выше). Оказалось, что наблюдая за этой группой, их сородичи ничему не научились и не смогли справиться с задачей. Первые две группы наблюдателей в точности копировали метод «своих» демонстраторов.

Сложную задачу, подобную той, которую решали шимпанзе Вайтена, австрийские экспериментаторы решили предложить попугаям кеа, и в данном случае интерпретировать результаты сложнее (Huber et al., 2001). Объект исследования — птицы, обитающие в Новой Зеландии. Кеа обладают чрезвычайно гибким и в то же время настойчивым поведением, которое позволило им адаптироваться к изменчивому климату и довольно скудным пищевым ресурсам (Temple, 1996, цит. по: Huber et al., 2001). Эти птицы держатся в семейных группах до полового созревания, т. е. до 4−5 лет, и их социальные взаимодействия включают совместные игры, совместную фуражировку и даже групповое манипуляторное поведение (Keller, 1975; Tebbich et al., 1996, цит. no: Huber et al., 2001).

В опытах Губера и соавторов пять попугаев наблюдали за действиями двух тренированных конспецификов, которые открывали крышку ящика с приманкой двумя разными способами. Пять птиц служили контрольной группой, они должны были справляться с задачей самостоятельно. Все птицы были одного возраста, т. е. исследовался процесс «горизонтального» социального обучения, в пределах одной генерации. В качестве демонстраторов были выбраны самые любопытные и активные особи: доминантный самец Блэк и самка среднего ранга Блю-Блю. Птицы обучались поэтапно. Вначале их приучали просто сталкивать крышку с коробки, в которой лежало лакомство.

Имитационное обучение у попугаев кеа (по: Huber ct al., 2001).

(яичный желток с маслом). На следующем этапе для того чтобы открыть крышку, нужно было отвинтить болт, который заходил в кольцо всего на 2 мм, так что требовался лишь один поворот, чтобы крышка открылась. Когда птицы успешно справлялись с этим этапом, болт завинчивали уже на 12,5 мм, так что требовалось пять поворотов для отвинчивания. Демонстраторы спонтанно использовали разную технику. Блэк усаживался на камне перед коробкой и схватывал болт клювом за бороздки, а Блю-Блю садилась на крышку коробки сверху и ухватывала среднюю часть болта, видимую между двумя кольцами. В конце этой тренировочной стадии первой птице требовалось 20−25 движений, чтобы открутить болт, а второй — 25−35. На данном этапе эти действия открывали доступ к пише, однако в дальнейшем задача усложнялась и включала еще три шага: вытащить металлическую спицу, закрывающую болт, затем вынуть болт из кольца и, наконец, демонтировать весь закрывающий механизм, чтобы открыть крышку. Демонстраторов обучили разной. последовательности действий. Блэк должен был вытащить спицу, открутить болт против часовой стрелки, с задней части крышки и вынуть его из кольца. Блю-Блю научили сначала откручивать болт с передней части крышки по часовой стрелке затем вытаскивать спицу и вынимать болт из кольца. После того как последовательность действий была усвоена, птиц тренировали еще в течение недели (около 20 успешных доступов к приманке); к концу этого периода каждая из них тратила не более одной минуты на всю последовательность действий.

На последующих этапах эксперимента из пяти птиц, предназначенных на роли наблюдателей, две следили за действиями Блю-Блю, и три — за демонстрацией Блэка. Для того чтобы избежать излишнего «давления» на птиц, и без того изолированных на время от группы, их не ограничивали временем наблюдений и давали возможность следить за действиями демонстратора, пока он их сам не прекратит. Это занимало от 40 до 132 минут. После этого наблюдателю предоставлялся доступ к аппарату после 30-минутного перерыва; каждый наблюдатель тестировался трижды.

Сравнивая последовательности поведенческих актов у разных групп, авторы приходят к выводу, что демонстрации несомненно способствовали достижению лучших результатов у птиц-наблюдателей по сравнению с контрольными. Они постигали возможности экспериментального аппарата, действовали с нужными его составляющими и достигали успеха значительно быстрее, чем члены контрольной группы. При этом наблюдалась тенденция следовать тому сценарию, который им показывал демонстратор. Однако, как и в опытах Вайтена с шимпанзе, при решении задачи, требующей манипуляций в несколько шагов, попугаи не продемонстрировали «истинного подражания». Одно из вероятных объяснений заключается в том, что им показывали «слишком много и слишком быстро» для того, чтобы точно воспроизвести последовательность действий. Однако, возможно, они и не стремились к этому. Недаром кеа называют «шимпанзе среди птиц». Их динамичный и игровой стиль жизни не предусматривает внимательного и точного копирования действий лидера. Им достаточно общего представления о возможностях объекта манипуляции и о предоставляемых ресурсах, а затем каждый решает задачу своим способом. Интерпретируя сравнительные данные, полученные на попугаях, шимпанзе и капуцинах, авторы считают наиболее вероятным и универсальным механизмом обучения в социуме эмуляцию, а не истинное подражание.

В целом обобщение результатов, полученных разными исследователями, позволило прийти к заключению о том, что обучение в социуме свойственно отнюдь не только антропоидам, как считалось ранее, а весьма широко распространено у разных видов. Вместо принятой ранее концепции «все или ничего» по отношению к имитационному обучению (имитация или выражена у данного вида, или нет), современные исследователи предлагают представлять имитационные способности разных видов в виде континуума: от привлечения внимания наблюдателей к объектам, соревновательного обучения (эмуляции) до простых форм имитации «в один ход», сложной имитации последовательности действий и, возможно, иерархически организованных поведенческих моделей.