Основы дрессировки собак

Для понимания физических основ дрессировки интересно следующее наблюдение Лоренца: он утверждал, что собака выбирает хозяина из членов семьи в определенном возрасте (3-4 месяца).

Если же приобрести собаку более старшего возраста, то, возможно, вырастить ее преданной однолюбкой уже не удастся.

Введя в науку термин рефлекс, Р.Декарт, возможно, и не подозревал, что в современной физиологии высшей нервной деятельности (ВНД) этот термин станет одним из основных. По определению Декарта, рефлекс — закономерный ответ организма на внешний агент. Это понятие затем дополнялось и усложнялось, и сейчас рефлексы делят на два вида: безусловный (врожденный) и условный (приобретенный).

Безусловные рефлексы

Безусловными являются рефлексы отдергивания руки от горячего предмета, зажмуривание глаз при движении в их сторону какого-то предмета (взмах руки), чихание, кашель и т. п. Сложные безусловные рефлексы называются инстинктами. Известны такие из них, как половой, пищедобывательный, защиты потомства, сохранения собственной жизни и др. Часто в реальной жизни они конкурируют между собой: более сильный инстинкт подавляет более слабый. Например, мать, несмотря на опасность, защищает своих детенышей, а не спасается бегством. В этом случае великий инстинкт материнства, направленный на сохранение вида, оказывается сильнее инстинкта самосохранения..

Сейчас доказано, что некоторые компоненты безусловных рефлексов формируются при жизни животных. Интересно явление импринтинга (запечатления), описанное К. Лоренцом. Известно, что новорожденные цыплята уже «знают», что им надлежит следовать за мамой-несушкой.

Оказалось, что если едва вылупившимся цыплятам показать какой-либо небольшой движущийся предмет, например мячик, они принимают его за свою родительницу и начинают следовать за ним, точно так же, как следовали бы за наседкой. Если спустя некоторое время к цыплятам впустить их настоящую маму, они на нее не обратят внимания. Интересно, что импринтинг возможен только на определенной стадии развития организма, позднее рефлекс уже не реализуется.

Необходимым условием «дозревания» ряда безусловных рефлексов являются игры. Рефлексы преследования убегающего предмета заложены в собаке изначально. Но только в игре она обучается, как правильно схватить, в игре она обучается быть хищником.

Условные рефлексы в отличие от безусловных образуются только при жизни животных.

Различают классические (павловские) инструментальные условные рефлексы.

Классические встречаются очень часто. При попадании слабого раствора кислоты в ротовую полость начинается сильное слюноотделение, — это безусловный рефлекс. Однако если мы себе представим, что едим лимон, то почувствуем, как рот наполняется слюной. Роль безусловного раздражителя (сока лимона) здесь сыграл условный раздражитель — ассоциация со вкусом лимона. Известен случай, как один человек сорвал концерт духового оркестра: на виду у музыкантов он начал чистить лимон; прошло несколько минут, и оркестр смолк, музыканты не смогли дуть в свои трубы — их рты наполнились слюной.

Классические условные рефлексы по Павлову

Великий русский физиолог И.П.Павлов впервые подробно описал классические условные рефлексы. После смерти академика изучение условных рефлексов продолжили его ученики. Чтобы возникли условные рефлексы, необходимы четыре условия.

1. Связь во времени условного и безусловного раздражителей. В самом деле, для того чтобы организм на действие условного раздражителя (запах, вид пищи) отвечал как на действия безусловного (попадание пищи в организм), т. е. секрецией слюны, желудочного сока (а в этом, собственно, и состоит условный рефлекс), необходимо, чтобы условный и безусловный раздражители воспринимались как часть одного целого события. Любопытно, что у кошек, сколько исследователи ни пытались, не могли добиться выработки условного рефлекса поддразниванием животного кусочком мяса. Дело в том, что биология кошки такова, что для нее вид пищи и поедание ее по времени не связаны. Она может часами подстерегать в засаде мышку, видеть ее, прежде чем поймать. Разумеется, обладай кошка условным рефлексом, она просто изошла бы слюной за столь длительное время.
2. Условный раздражитель должен предшествовать безусловному. Если каждый раз перед кормлением подавать световой (вспышка света) или звуковой (звонок) сигнал, то собака быстро «понимает», что после сигнала дадут пищу, и заранее «вырабатывает» желудочный сок и слюну. Если же условный сигнал давать после кормления, то условный рефлекс хоть и вырабатывается, но очень долго и с большим трудом. Существует временной оптимум между условным и безусловным стимулами, когда рефлексы вырабатываются быстрее всего.
3. Безусловный раздражитель должен быть сильнее условного. Под этим подразумевается, что условный раздражитель сам по себе не должен действовать как безусловный. Например, можно дать звонок такой силы, что собака и думать забудет про еду — убежит куда глаза глядят. С другой стороны, если собака не ела неделю, ее, возможно, не испугает и взрыв фугаса. Опыты показали, что если безусловный раздражитель очень сильный, то в качестве условного можно использовать такой, который в других условиях является безусловным. Например, через пол камеры, в которой сидела собака, пропускали слабый ток (отрицательный безусловный раздражитель); собаке это, естественно, не нравилось — у нее учащался пульс, она пыталась убежать из клетки. Но после того как каждый удар тока стали сопровождать кусочком мяса, собака стала относиться к току философски и уже не взвизгивала, а виляла хвостом.
4. Необходимы повторные сочетания безусловных и условных раздражителей. Как для высокоразвитых, так и для низкоразвитых животных количество сочетаний, необходимых для выработки условного рефлекса, приблизительно одинаково и составляет 20- 40 повторов. Описан случай, когда рефлекс вырабатывался и был устойчив после двух, а иногда даже и после одного сочетания. Например, один сильный удар тока от подсоединенного к куску мяса конденсатора может навсегда отучить собаку подбирать с земли.

Отдельно от классических стоят инструментальные условные рефлексы, впервые описанные Конорским и Миллером. Если подкреплять какое-либо случайное движение животного (например, сгибание лапы), то можно его обучить этому движению, т. е. выработать условный рефлекс. Инструментальные рефлексы существенно отличаются от классических (павловских). Здесь уже пет переноса восприятия безусловного раздражителя на условные.

Инструментальные рефлексы — всегда двигательные. Чтобы животное получило пищевое подкрепление (в классических рефлексах — безусловный раздражитель), оно после действия условного сигнала (свет, звук и т. п.) должно совершить какие-то определенные движения (нажать на педаль, дернуть за кольцо и др.). Методика выработки инструментальных рефлексов более сложна. Сначала животное обучают производить какое-либо действие. Для этого его ставят в условия, когда вероятность совершения этого действия увеличивается, и каждый факт совершения действия подкрепляют лакомством.

Животное постепенно «понимает», чего от него хотят, и уже само стучит лапой по педали в ожидании подкрепления. Затем подкрепляют только действия, совершенные после условного сигнала, поданного экспериментатором. Действия животного после выработки инструментального рефлекса можно усложнить. Например, можно добиться нажатия на педаль со строго определенной силой или научить нажимать не сразу после сигнала, а через некоторое время и пр. Для этого подкрепляют только те действия животного, которые ближе к требуемым.

В инструментальных условных рефлексах, кроме положительного подкрепления (пищевого) , может быть и отрицательное (болевое). В этом случае схема рефлекса несколько иная. Животное получает отрицательное подкрепление, если после подачи условного сигнала не совершит определенного действия. Изучены рефлексы избавления и избегания. Рефлексом избавления называется условный рефлекс, при котором животное каким-либо действием нейтрализует болевой раздражитель. Например, отключает нажатием на педаль ток, подаваемый на пол клетки. При реакции избегания животное заранее предотвращает действие отрицательного подкрепления тем же, например нажатием на педаль, но только до включения тока.

Выработка инструментальных условных рефлексов — это научное название дрессировки животных. Все закономерности, описанные при изучении инструментальных рефлексов, действуют и при дрессировке. Замечено, что если условный рефлекс не подкреплять, то он угаснет. Например, если кролик по сигналу дергает за кольцо и при этом не получает морковку, то очень скоро он перестанет обращать внимание на условный стимул. Процесс вытормаживания (угасания) условного рефлекса имеет свои особенности. Он происходит не сразу. Допустим, животное, не получая подкрепления, перестало совершать инструментальные движения.

Но через несколько условных стимулов оно опять совершает инструментальное действие. Постепенно паузы между условно-рефлекторными движениями удлиняются. Но для полного угасания рефлекса требуется гораздо больше сочетаний, чем для его выработки. Угашенный рефлекс очень легко восстановить. Инструментальные условные рефлексы и классические условные рефлексы, несмотря на отмеченные выше различия, имеют ряд общих черт.

Для обоих условных рефлексов характерно угасание при неподаче безусловного раздражителя (подкрепления). Если после угасания рефлекса появится новый раздражитель, то рефлекс восстанавливается. Например, экспериментатор неоднократным подкреплением добился, что животное перестало реагировать на условный стимул. Но вот хлопнула дверь или зазвонил телефон — и животное опять начало совершать вызванное условным рефлексом движение, которому ее обучили.

Для обоих типов условных рефлексов характерно: чем труднее рефлекс вырабатывается, тем быстрее угасает. После угасания рефлекса через некоторое время он может самопроизвольно восстановиться.

Отмечено, что если подкрепление давать не каждый раз, угасание происходит медленно.

Аксиомы дрессировки собак

Изученные особенности рефлексов и их угасание позволяет вывести несколько аксиом практической дрессировки:

1. Переучивать всегда труднее, чем обучать.
2. Отучить собаку что-либо делать можно лишь при условии отрицательного подкрепления каждого ее неправильного действия. Например, чтобы собака не брала корм с земли, надо за ней следить и каждый раз наказывать; в противном случае отучить собаку подбирать корм практически невозможно: она будет следить ?а дрессировщиком и подбирать, когда он отвлечется.
3. В новых условиях выработанный условный рефлекс может оказаться неработающим. Многие дрессировщики жалуются, что их собаки, безошибочно работая дома, на площадке начинают ошибаться, отвлекаться. В таких случаях рекомендуется заниматься с собакой в самых различных условиях, приучая работать при любых отвлекающих факторах.
4. Выработанный условный рефлекс можно подкреплять не каждый раз. Еще Павловым был предложен принцип временной связи — способность нервной системы образовывать связи между любыми раздражителями и видами деятельности. Временная связь — понятие более широкое, чем условный рефлекс. Вся наша жизнь — это комплекс привычек и автоматических действий. Мозг (и весь организм) устроен таким образом, чтобы, работая, потреблять минимум энергии. Поэтому многие наши действия автоматизированы — совершаются без участия сознания. Биологический смысл временной связи — не только экономия энергии, но и экономия времени. Временная связь позволяет организму подготовиться к какому-то событию до его фактического осуществления, что дает огромное преимущество. Древние пресмыкающиеся вымерли, возможно, еще и потому, что не обладали такой пластичной нервной системой, как млекопитающие.

Важной особенностью организма является способность к привыканию (не путать с привычкой!). Привыкание — вид негативного обучения — постепенное уменьшение ответа на повторное действие раздражителя или на его непрерывное действие. Например, собака четко реагирует на стук двери настораживанием. Но если стук раздается каждую минуту, то она прекращает обращать на него внимание.

Характеристики привыкания по Томпсону и Спенсеру

Томпсон и Спенсор предложили следующие характеристики привыкания».

1. При повторении раздражителя ответная реакция уменьшается.
2. Прекращение действия раздражителя — восстановление способности к ответной реакции.
3. При повторяющихся сериях действий раздражителя привыкание углубляется.
4. Чем чаще подается раздражитель, тем быстрее происходит привыкание.
5. Привыкание зависит от интенсивности раздражителя.
6. Если продолжать воздействовать раздражителем после наступления привыкания, оно усугубляется.
7. После действия сильного раздражителя восстанавливается ответная реакция на первый раздражитель.

Привыкание — широкий класс явлений, и его частный случай — угасание условного рефлекса. Привыкание к новым условиям, по существу, сводится к угасанию ориентировочной (оборонительной) реакции на неизвестные раздражители или на их непривычное сочетание или интенсивность. Так постепенно собак приучают к поездкам в транспорте, к громкому шуму, многолюдию, выстрелам и т.п.

Один из самых одаренных учеников академика Павлова, П.К.Анохин, создал теорию функциональной системы, за которую был награжден Ленинской премией. Суть теории состоит в утверждении существования в мозге специализированной системы, включающей весь мозг и периферию и направленной на достижение адаптивного результата.

На животное действует раздражитель. Включается блок памяти. Происходит синтез настоящих событий с запечатленными в памяти. Вырабатывается программа действий. Параллельно создается модель будущего результата. Совершается действие. Подается информация о результате действия. При рассогласовании модели с реальным результатом снова запускается ориентировочная реакция. Цикл начинается сначала. При совпадении результата действия с моделью происходит остановка механизма.

Функциональная теория Анохина признана в России и за рубежом, широко используется в прикладных целях, и ее знание может оказаться полезным в практической дрессировке. Рассогласование модели будущего с реальностью порой приводит к неожиданным результатам.

Интересный случай из практики

Владелец одной злобной, хорошо отдрессированной собаки поспорил, что никто не сможет отнять охраняемую ею вещь. Вызвавшийся доброволец повел себя не так, как ожидала собака. Он не стал предлагать ей лакомство, не пытался уговорить ее лаской, не пытался отогнать от вещи палкой. Ко всему этому собака была готова. Человек встал на четвереньки, взял в зубы портфель, и, рыча, пополз прямо на собаку. Та растерялась и попятилась. Забрав вещь, человек задним ходом благополучно вернулся в безопасное место — животное не успело за короткое время скорректировать программу своего поведения. И когда потом, уже «сообразив», она бросилась на обидчика, тот был вне досягаемости.

Одно из основных понятий физиологии высшей нервной деятельности — мотивация, т.е. состояние организма, отклоненного от некоего биологического оптимума. Организм стремится к снижению уровня мотивации, т.е. удовлетворению своих потребностей. По Скиннеру, подкрепление (снижение мотивации) увеличивает вероятность реакции. Без наличия мотивации нельзя выработать условный рефлекс. Например, нельзя обучить сытую собаку какой-либо команде, используя в качестве подкрепления корм. Мотивация — мощный фактор, влияющий на функциональное состояние мозга. Всеми признано, что каждый вид деятельности характеризуется определенным специфическим состоянием мозга. Кроме мотивации состояние мозга определяют следующие факторы: совокупность генетических программ, пластичности мозга (способность к перестройке), память, окружающая обстановка, состояние метаболических систем.

Надо хорошо себе представлять, что для реализации условного рефлекса необходимо наличие у собаки определенного состояния мозга. Если она излишне возбуждена или заторможена, не успела выгуляться, больна, она все «забывает» или начинает путаться. Когда же она входит в норму, пропавший рефлекс без дополнительных усилий сам восстанавливается.