Обучение-I по Бейтсону у вульгарной бактерии
Сначала группа Тавазуа изучала возможность обучения бактерий, используя компьютерную модель. Когда стало ясно, что это возможно, провели эксперименты на кишечной палочке. Авторы поднимали температуру с 25 до 37 градусов, затем снижали содержание кислорода с 20% практически до нуля, и наблюдали за ответом бактерий в течение сотен поколений. Через несколько недель бактерии научились предсказывать падение уровня кислорода после повышения температуры. http://www.inauka.ru/news/article83148.html


...
Обучение-I
Следуя формальной аналогии, задаваемой "законами" движения (т.е. "правилами" описания движений), мы попытаемся найти класс явлений, описание которого соответствует изменениям при нулевом обучении (так "движение" описывает изменение положения). Это случаи, при которых объект во время t=2 дает другой отклик, нежели во время t=1. Тут мы снова сталкиваемся со множеством случаев, различно связанных с опытом, физиологией, генетикой и механическими процессами.

(a) Существует феномен привыкания, т.е. замены ответа на каждое появление повторяющегося события на отсутствие Явного ответа. Существует также угасание (или потеря) привыкания, которое может произойти в результате более или менее длительного перерыва в последовательности повторений события-стимула. (Привыкание представляет особый интерес. Специфичность отклика, которую мы называем нулевым обучением, характерна для любой протоплазмы, однако интересно отметить, что "привыкание" -это, возможно, единственная форма обучения-I, которую живые существа могут достигать без обладания нервной цепью.)
( Самый знакомый и, возможно, самый изученный случай - это классическое павловское обусловливание. При t=2 собака выделяет слюну в ответ на звонок; она не делает этого при t=1.
© Существует "обучение", возникающее в контексте инструментального поощрения и инструментального избегания.
(d) Существует феномен обучения путем многократного повторения (rote learning), в котором одна единица поведения организма становится стимулом для другой единицы поведения.
(e) Существует обрыв (угасание или подавление) "завершенного" обучения, который может последовать за изменением или отсутствием подкрепления.

Одним словом, список видов обучения-I содержит то, что обычно и называют "обучением" в психологических лабораториях.

Отметим, что во всех случаях нашего описания обучения-I содержится предположение о "контексте". Это предположение нужно сделать явным. Определение обучения-I предполагает, что звонок (стимул) в некотором смысле "тот же" как при t=2, так и при t=1. Это предположение должно также описывать "контекст", который должен быть (теоретически) тем же самым в оба момента. Из этого следует, что события, случившиеся при t=1, в нашем описании не включаются в определение контекста при t=2, поскольку их включение сразу создало бы серьезные различия между "контекстом при t=1" и "контекстом при t=2". (Перефразируя Гераклита, "никакой мужчина не может два раза лишить невинности одну девушку".)

Имеющее характер конвенции предположение, что контекст может быть повторен, по крайней мере, в некоторых случаях, является для автора этих строк краеугольным камнем того тезиса, что изучение поведения можно упорядочить в соответствии с Теорией Логических Типов. Без предположения о воспроизводимости контекста (и гипотезы, что для изучаемых нами организмов последовательности опыта в самом деле имеют подобную пунктуацию) получалось бы, что все "обучение" имеет только один тип, а именно нулевой. О павловском эксперименте мы просто сказали бы, что нервные цепи собаки с самого начала содержат такие "запаянные" характеристики, что в контексте А при t=1 она не выделяет слюны, а в полностью отличном контексте В при f=2 она будет выделять слюну. То, что мы раньше называли "обучением", теперь мы стали бы просто описывать как "различение" между событиями при t=1 и событиями при t=1 плюс t=2. Из этого логически вытекает, что на все вопросы типа: "Является ли это поведение выученным или врожденным?" ответы должны были бы даваться в пользу генетики.

Мы настаиваем, что без предположения о воспроизводимом контексте наш тезис теряет почву, как и вся вообще концепция "обучения". Если же, с другой стороны, предположение о воспроизводимом контексте принимается как верное для изучаемых нами организмов, тогда с необходимостью встает вопрос о логической типизации феномена обучения, поскольку само понятие "контекста" подвержено логической типизации.

Нам следует либо отказаться от понятия "контекст", либо, сохранив его, принять вместе с ним иерархические последовательности - стимулов, контекстов стимулов, контекстов контекстов стимулов и т.д. Эти последовательности могут быть представлены в форме иерархии логических типов следующим образом:

стимул есть элементарный сигнал, внутренний или внешний; контекст стимулов есть мега сообщение, которое классифицирует элементарные сигналы;
контекст контекстов стимулов есть мега мета сообщение, которое классифицирует мета сообщения.
И так далее.

Та же иерархия могла бы быть построена на понятии "отклика" или понятии "подкрепления".

С другой стороны, следуя иерархической классификации ошибок, исправляемых стохастическим процессом "проб и ошибок", мы можем рассматривать "контекст" как коллективный термин для всех событий, сообщающих организму, какой из наборов альтернатив ему следует выбрать.

Здесь будет удобно ввести термин "маркер контекстов". Организм по-разному реагирует на "тот же" стимул в разных контекстах, и нам следовало бы поинтересоваться источником информации организма. Какое восприятие дает ему знать, что контекст А отличается от контекста В?

Во многих случаях специфического сигнала (указателя), классифицирующего (дифференцирующего) два контекста, может не быть, и организм будет вынужден получать эту информацию из актуального нагромождения событий, составляющих контекст в каждом случае. Однако в человеческой жизни (и, вероятно, в жизни других организмов) определенно существуют сигналы, чья главная функция - классификация контекстов. Вполне резонно предположить, что, когда собака, проходившая длительное обучение в психологической лаборатории, видит перед собой некоторое оборудование, ей становится ясно, что ей предстоит последовательность контекстов совершенно определенного рода. Такой источник информации мы должны называть "маркером контекста", причем нужно немедленно отметить, что, по крайней мере на человеческом уровне, существуют также "маркеры контекста контекста". Например: аудитория смотрит постановку "Гамлета" и слышит, как герой размышляет о самоубийстве в контексте своих отношений с мертвым отцом, Офелией и другими. Зрители не бегут немедленно звонить в полицию, поскольку они получили информацию о контексте контекста Гамлета. Они знают, что это "игра", причем они получили эту информацию от множества "маркеров контекста контекста" - афиши, рядов кресел, занавеса и т.д. С другой стороны, шекспировский Король, у которого пьеса в пьесе вызывает укоры совести, игнорирует многие "маркеры контекста контекста".

На человеческом уровне очень многие и очень разные явления попадают в категорию "маркеров контекста". Приведу некоторые примеры:

a) трон Папы, с которого он делает заявления ex cathedra; эти заявления таким образом наделяются особым порядком важности;
плацебо, с помощью которого врач задает фазу для изменения субъективного ощущения пациента;
c) блестящие предметы, используемые некоторыми гипнотизерами для "индуцирования транса";
d) сирена воздушной тревоги, дающая "отбой";
e) рукопожатие боксеров перед боем;
f) соблюдение этикета.

Эти примеры, однако, принадлежат к социальной жизни чрезвычайно сложного организма; на этой же стадии гораздо полезнее поискать аналогичные феномены на предвербальном уровне.

Собака может увидеть поводок в руке хозяина и вести себя так, словно она знает, что это означает прогулку; или же она может получить информацию о приближении этого типа контекста от звука слова "гулять".

Когда крыса начинает последовательность исследовательских действий, делает ли она это в ответ на "стимул"? Или в ответ на контекст? Или в ответ на маркер контекста?

Эти вопросы выносят на поверхность формальные проблемы Теории Логических Типов, которые следует обсудить. В своей оригинальной форме теория имеет дело только со строго цифровой (digital) коммуникацией, и неясно, насколько далеко ее можно применять к аналоговым и иконическим (iconic) системам. То, что мы здесь называем "маркерами контекста", может быть либо цифровыми (например, слово "гулять"), либо аналоговыми сигналами: например, оживление в поведении хозяина может указывать на приближение прогулки; либо же маркером может служить некоторый элемент приближающегося контекста (поводок как элемент прогулки); либо в экстремальном случае сама прогулка во всей своей сложности может означать саму себя, без каких-либо указателей или маркеров, стоящих между собакой и опытом. Воспринимаемое событие само может сообщать о собственном появлении. В этом случае, конечно, не может быть ошибки типа "съедания меню". Более того, тут невозможно генерирование парадокса, поскольку в чисто аналоговой или иконической коммуникации не существует сигнала для "нет".

Фактически для аналоговой коммуникации не существует формальной теории и, в частности, нет эквивалента для теории информации или Теории Логических Типов. Этот пробел в формальном знании создает неудобства, когда мы покидаем разреженный мир логики и математики и сталкиваемся с феноменами из области естествознания. В природном мире коммуникация редко бывает чисто цифровой или чисто аналоговой. Часто дискретные цифровые точки собираются вместе для составления аналоговой картины подобно полутоновому блоку принтера; часто, как в случае маркеров контекста, существует непрерывная градация от наглядно очевидного (ostensive) через иконический и до чисто цифрового уровня. На цифровом полюсе этой шкалы все теоремы теории информации действуют в полную силу, но на наглядно очевидном аналоговом полюсе они бессмысленны.

Создается впечатление, что, хотя многое из поведенческой коммуникации даже у высших млекопитающих остается наглядно очевидным (аналоговым), внутренние механизмы этих существ стали цифровыми по крайней мере на нейронном уровне. Может показаться, что аналоговая коммуникация в некотором смысле более примитивна, чем цифровая, и существует широкая эволюционная тенденция к замене аналоговых механизмов цифровыми. Кажется, что эта тенденция работает быстрее в эволюции внутренних механизмов, чем в эволюции внешнего поведения.

Резюмируем сказанное выше:

a) положение о воспроизводимом контексте - необходимая предпосылка для любой теории, определяющей "обучение" как изменение;
это положение - не просто инструмент нашего описания, оно содержит имплицитную гипотезу, что для изучаемых нами организмов последовательность жизненного опыта, действий и т.д. каким-то образом сегментирована или размечена на последовательности ("контексты"), которые организм может либо уравнивать, либо дифференцировать;
c) часто подчеркиваемое различие между восприятием и действием, афферентным и эфферентным, входом и выходом не имеет большого значения для высших организмов в сложных ситуациях. С одной стороны, ЦНС может получить сообщение практически о каждой единице действия либо от внешних чувств, либо от эндоцептивных (endoceptive) механизмов, и в этом случае сообщение об этой единице попадает на вход. С другой стороны, у высших организмов перцепция ни в каком смысле не является процессом чисто пассивной восприимчивости, но по крайней мере частично детерминируется эфферентным контролем высших центров. Как известно, перцепция может изменяться с опытом. В принципе, мы должны принять обе возможности: что каждая единица выхода (действия) может создавать единицу на входе и что перцепты (единицы входа) могут в некоторых случаях принимать участие в формировании единицы выхода. Не случайно, что почти все органы чувств используются также для отправления сигналов между организмами. Муравьи общаются своими антеннами, собаки настораживают уши и т.д.;
d) в принципе, даже при нулевом обучении, каждая единица опыта или поведения может рассматриваться либо как "стимул", либо как "отклик", либо как то и другое вместе, в зависимости от разбиения полной последовательности. Когда ученый говорит, что звонок является "стимулом" в данной последовательности, его заявление имплицитно содержит гипотезу о том, как организм разбивает эту последовательность. При обучении-I каждая единица перцепции или поведения может быть либо стимулом, либо откликом, либо подкреплением в зависимости от того, как разбита полная последовательность взаимодействий.
...
ЛОГИЧЕСКИЕ КАТЕГОРИИ ОБУЧЕНИЯ И КОММУНИКАЦИИ*
* Bateson G. The Logical Categories of Learning and Communication. Эта статья была написана в 1964 году, когда автор работал в Институте коммуникативных исследований по гранту Национального института психического здоровья. Она была предложена для "Conference on World Views", спонсируемой Фондом Веннера-Грена в августе 1968 года. Раздел "Обучение-III" добавлен в 1971 году.