УСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС И АДАПТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ
В.Ф. Соломатин
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург
E-mail: salam@infran.ru
Не имея времени для подготовки полноценной статьи, я вынужден ограничиться этими краткими замечаниями.
Поведение можно определить как перемещение в среде и взаимодействие с её объектами для достижения каких-либо целей. Адаптивное поведение — поведение, изменяющееся в соответствии с изменениями среды. Результатом изменений должно быть либо улучшение характеристик поведения, либо простое приспособление к изменению конфигурации среды, либо обеспечение достижения целей при ухудшении среды.
Условный рефлекс — это возникновение после предварительных (как правило, многократных) сочетаний индифферентного раздражителя и раздражителя, вызывающего безусловную (прирождённую) реакцию, в ответ на предъявление раздражителя, бывшего ранее индифферентным, реакции, характерной для действия безусловного раздражителя.
Для условного рефлекса термин "поведение" — слишком громкое название; если уж употреблять этот термин, то лучше говорить об элементарном поведении. Но образование условного рефлекса — это, несомненно, адаптация. У условного рефлекса есть ясный биологиче6ский смысл — он подготавливает организм к будущему действию безусловного раздражителя.
В.Г. Редько отмечает как важнейшие три свойства условных рефлексов — прогнозирование, самовосстановление и генерализацию. Но по тому, что он пишет дальше, "чувствуется", что его представления об условном рефлексе таковы, что я не могу с ними вполне согласиться.
Прежде всего, формулировки "оно (животное) готовится", "животное действует методом проб и ошибок", "происходит поиск" можно понять так, что условный рефлекс является механизмом активного поведения. Но условный рефлекс — это рефлекс, то есть, чисто машинообразное действие. Условный рефлекс запускается действием внешнего по отношению к мозгу раздражителя. К сожалению, по вопросу о взаимоотношении условных рефлексов и активного поведения опубликовано столько затемняющей дело литературы, что не приходится удивляться существованию путаницы в представлениях. Я попытался было внести некоторую ясность в этот вопрос, но мою статью "Условный рефлекс, инструментальный рефлекс, действие, инициированное субъектом" редакция журнала отвергла без какой-либо мотивировки. Здесь я лишь укажу, что существуют два принципиально разных вида поведения — рефлекторное и инициированное субъектом. Нужно смотреть в корень: что является причиной поведенческого акта. В одном случае это — внешнее воздействие, в другом — событие, происходящее в системе "субъект". И эти два вида поведения надо чётко разделять. (Тема субъекта и его роли в поведении весьма интересна и актуальна, но это уже другой разговор.)
Прогнозирования как субъективного представления будущих событий в условном рефлексе нет. И, вообще, сомневаюсь, что термин «прогноз» применим к условному рефлексу. Прогноз — это что-то пассивное, что может быть использовано для организации действия, но не само это действие. Прогноза в этом смысле в условном рефлексе нет. Но условнорефлекторное действие может рассматриваться как отдалённый аналог действия, совершаемого на основе прогноза.
Далее рассмотрим генерализацию. Смысл генерализации можно будет понять, когда будет существовать адекватная модель механизма условного рефлекса. В статье [ЖВНД, 1980, 6, с. 1150] показана возможность воспроизведения на основе использования предложенной мной квазиголографической нейросетевой модели ассоциативной распределённой памяти двадцати особенностей условных рефлексов. Из изложенного в статье видно, что генерализация не есть поиск реакции. Генерализация (появление реакции в ответ на действие раздражителей, не применявшихся при выработке условного рефлекса (и даже раздражителей другой модальности)) — это плата за возможность ассоциирования возбуждений, попадающих на ассоциативные нейроны в разное время.
Свойство самовосстановления тоже может быть воспроизведено на основе использования упомянутой модели, но непосредственно к формированию ассоциации это уже имеет мало отношения, поэтому это я не рассматривал. Мне это свойство не кажется принципиально важным; простейшие предположения позволяют его объяснить.
Хотел бы высказаться также о моделировании условных рефлексов. Я согласен с В.Г. Редько, что серьёзных моделей нет. Те модели, которые он рекомендовал мне посмотреть — чисто феноменологические. Я в этом стиле не работаю; меня интересуют механизмы. Считаю необходимым особо подчеркнуть, что ни один автор (или их группа) не ставят перед собой задачу максимально полного воспроизведения особенностей условных рефлексов. А количество воспроизводимых особенностей можно использовать в качестве критерия для отбора моделей, для поиска лучшей модели.
Я не утверждаю, что предложенная мной модель вполне адекватна, но по указанному критерию она превосходит другие модели.
Меня удивляет, когда для объяснения биологических явлений используют модели, явно противоречащие известным экспериментальным данным; лучше уж вообще не строить модель, чем строить исходно порочную конструкцию. Как пример, можно здесь указать, что в статье К.В. Анохина с соавторами, представленной на этом сайте, предполагается использование (хотя и не названных) многослойных перцептронов. Мне уже давно хочется высказать всё, что я думаю о перцептронах. Исходная, почти ни на что не годная, модель Ф. Розенблатта была представлена им как модель механизмов мозга, и поэтому произвела фурор (людям хотелось выглядеть настолько умными, что они понимают мозг). Минский и Пейперт поставили трёхслойный перцептрон на место. Но потом появились многослойные перцептроны. Несмотря на то, что реальные нейронные сети мозга не могут обучаться так, как обучаются многослойные перцептроны, многие полагают, что в их перцептронных моделях происходит что-то подобное тому, что происходит в мозгу. Люди полагают, что там, где человек разумный не может написать компьютерную программу, эффективно решающую задачу, можно добиться её решения, тупо изменяя веса связей. Чаще всего перцептроны применяют для распознавания образов. В распознавании же образов главное — выявление структуры объекта. Но если в перцептроне, настроенном на распознавание одного штрихового изображения, сдвинуть изображение на одну клетку, то придётся его заново настраивать, потому что перцептрон реагирует не на структуру изображения. Если же нужна ассоциативная память — так и делайте ассоциативную память! Перцептрон же — это не устройство памяти; это "обучаемая" или настраиваемая сеть.