Модели работы мозга

Экспериментальные концепции работы мозга.

Исследования, ведущие к метафоре "когнитивных карт"

Концепция И.П. Павлова

В начале прошлого века физиолог И.П. Павлов выдвинул первую экспериментальную концепцию работы мозга. В его учении единицами работы мозга были рефлексы, т.е. нервное возбуждение от рецепторов распространялось по четким физиологическим механизмам к рабочим органам. Он в своих исследованиях исходил из учения Декарта о рефлексах, по мнению которого животные обладали только машинными рефлексами, но проблема была в том, что концепция рефлекса не давала объяснения свойств предвидения, целеполагания, мышления и психики у животных. Поэтому Павловым отвергались все исследовательские программы, связанные с психикой животных.

Открытие Ф.Ч. Бартлетта

Практически в то же время Фредерик Чарльз Бартлетт в своей работе "Запоминание", изданной в1932 году сделал важное открытие, которое заключалось в том, что информация, формируемая воспоминаниями, отличается от исходно сообщаемой информации. По его данным, "точность воспроизводства, в буквальном смысле, является редким исключением и не составляет правила".

Он обратил внимание, что записываемые воспоминания, как правило, короче исходной информации. Как и почему происходит такое сокращение? Бартлетт обратил внимание, что при сокращении сохраняется глубинная структура и смысл информации. Он сделал вывод, что "форма, план, тип или схема рассказа средне образованного взрослого" всегда доминирует и является стойким фактором, и обратил внимание, что исключается несущественная информация.

В случае использования непоследовательной или непонятной информации, при воспоминании эта информация либо опускалась, либо как-то объяснялась, а нестандартно написанный исходный текст обычно перелагался в привычные нормы современной речи. При этом Бартлетт установил, что некий класс преобразований исходного материала состоял из "приведения относительно неизвестного к относительно известному".

Им была разработана теория схемы, которая должна была объяснить его эмпирические находки в сфере человеческой памяти, как это следует из его записей вспоминания опрашиваемых, хотя зачастую их пересказы оказывались более специфичны и менее схематичны, чем прочитанный ими исходный текст.

Бартлетт связывал понятие схемы с организацией прошлого опыта, обеспечивающей ориентацию организма по отношению к тому, с чем он действует в настоящем и намечает линии его поведения в будущем. Причем новое знание дополняет схематическую организацию опыта.

При произвольном вспоминании прошлого человек сознательно восстанавливает общее отношение к этому прошлому, и, используя свой прошлый опыт, начинает воспроизводить и конструировать все более частные детали.

С современных позиций можно сказать, что главная проблема Бартлеттовской теории схемы, в том, что схематизм является формой умственного представительства для любых комплексных форм знания. А достижением Бартлетта является потребность в форме особого умственного представительства для объяснения того, как же человеческое существование работает со сложным, структурно представленным знанием.

Работа Э. Толмена

Однако при общении с животными видно, что они обладают сложными психологическими функциями и психологи уже в первой половине XX века считали, что психика играет определяющую роль в поведении.

Первым подтвердил эту идею американский психолог Э. Толмен на крысах, начав свои исследования в 30-х годах прошлого века, опубликовав свои результаты в 1948 году. Крысы научились находить выход из лабиринта в поисках пищи, выработав ментальные репрезентации.

В процессе научения в мозгу крысы образовывалось что-то, вроде карты поля лабиринта. В мозг крысы поступал стимул, который давал ответную реакцию. Стимулы поступали в какую-то специальную структуру, которую Толмен назвал "когнитивной картой окружающей обстановки".

В соответствии с этой картой, прописывающей маршруты, определяются ответные реакции животного. Толмен предложил теорию, основанную на таких двух допущениях:

В процессе научения в нервной системе образуются установки, соответствующие когнитивным картам, а не связи типа "стимул — реакция",

Такие когнитивные карты могут быть узкими и широкими.

Что имеется в виду под узкими или широкими когнитивными картами? Узкая исходная карта, включает небольшой участок относительно расположения цели, а широкая карта дает возможность даже в случае изменения положения животного на старте или введении изменений в маршрут, действовать соответственно и выбрать правильный маршрут.

Пространственная ориентация К. Линча

У К. Линч описывается город в терминах: путей, узлов, вех, районов (мест, объединенных вокруг какой-то достопримечательности) и граней (границ пространственных объектов). У него когнитивные карты — это активные ориентировочные схемы, направленные на поиск информации, связанные с перемещением познающего.

Перемещение вынуждает увеличивать информацию, а также создает условия для ее увеличения. Движение задает человеку представление о цели на уровне непроизвольного восприятия и создает условия для сбора полной информации: уточняются оценки расстояния, характер преодолеваемой среды, поворот предметов "невидимыми" сторонами.

Умств