Кибернетика поведения высших животных. Поведенческий

Инстинкт

Основным инстинктом – наследуемым принципом действия – высших животных является поведенческий инстинкт. Его суть сводится к тому, что в управляющей (нервной) системе этих животных в процессе их жизни вырабатываются условные рефлексы, наилучшим образом приспосабливающие их к условиям конкретной окружающей среды.

Поведенческий инстинкт млекопитающих и птиц лежит в основе высшей нервной деятельности этих животных. В конечном счёте, о чем будет сказано ниже, именно он лёг в основу возникновения интеллекта человека.

В настоящее время накоплено достаточно большое количество научных фактов, позволяющих найти истоки большинства компонентов высшей нервной деятельности человека у наиболее развитых животных, в первую очередь приматов [2, 57].Проявление поведенческого инстинкта этих животных выражается в большом количестве весьма разнообразных актов, связанных с оперативным или долговременным запоминанием возникших ситуаций, а также реакций организма, позволивших ему выжить или удовлетворить те или иные врождённые инстинкты. Эти акты можно классифицировать на

- условные рефлексы;

- импритинг (запечатлевание);

- латентное обучение, имитацию, подражание;

- элементы познавательной деятельности: любопытство, категоризация, абстрагирование;

- начальные формы творчества (инсайт).

Кроме этого, совместное действие поведенческого, полового и стадного инстинкта порождает основы зоосоциального поведения – обмен сложными звуковыми сигналами, структуру формирования отношений между полами, между детьми и родителями, также внутри и между отдельными сообществами.

В [2,57] приводятся различные данные, подтверждающие существование указанных компонентов высшей нервной деятельности у высокоразвитых животных, главным образом, приматов.

Условно-рефлекторные способности возникают по следующей схеме. Потребность выживания и сохранения рода обуславливают наличие того или иного инстинкта (страх, голод, жажда, половое чувство, сон и т.п.) и в этом виде заложена в наследственной памяти. Реализация каждой такой потребности сопровождается соответствующим психическим состоянием, именуемым чувством удовлетворения. Это чувство имеет ряд градаций – от тихого удовольствия до бурного восторга. Помимо внешнего проявления, степень удовольствия влияет на быстроту выработки условного рефлекса, т.е. степень запоминания всех сопутствующих состоянию удовлетворения или предшествующих ему обстоятельств.

Импритинг – другой инстинктивный поведенческий акт, в основном относящийся к младенческому возрасту. Так, например, птенцы в возрасте от 10 до 20 часов после рождения «привязываются» к любому движущемуся объекту, оказавшемуся в поле их зрения. В подавляющем большинстве случаев – это родители птенца, однако возможны курьёзы и драматические ситуации.

Подражание также в основном проявляется в детском возрасте. Однако у высших животных, особенно у приматов, наблюдаются факты повторения приёмов труда, успешно осуществлённых одной особью, остальными. Например, использование палочек для добывания термитов обезьянами одного и того же вида, но относящимся к различным стаям.

Потребность в развитиипроявляется в том, что у обезьян вырабатываются условные рефлексы не только на виртуальные стимулы, но и на удовлетворение любопытства. Так, обезьяны легко усваивали операцию нажимания на рычаг, если за этим следовало открытие окна в соседнее помещение, где располагались яркие занимательные вещи. Обонятельное любопытство, далеко не всегда связанное с добыванием пищи или страхом, известно всем владельцам собак.

Наиболее ярким примером инсайта (прародителя творчества) является поведение знаменитой японской макаки Имо [50], которой предложили выбирать рис из песка. Имо бросила смесь в воду: песок оказался на дне, а зёрна она собрала с поверхности. Интересно, что остальные обезьяны сразу же восприняли этот приём.

Поведенческий инстинкт возникает и у примитивных животных организмов [33]. Однако он у них значительно менее развит, и их поведение в основном обусловлено инстинктами, а приспособление к условиям среды происходит на протяжении ряда поколений.

Превращение поведенческого инстинкта в доминирующий существенно повысило возможности сохранения данного организма. Можно сформулировать следующее положение: развитие биологических систем делает первую часть цели – поддержание достигнутого порядка (сохранение данного организма) – превалирующей над второй частью – передачи его потомству.

В настоящее время происходит массированное накопление данных о механизме и закономерностях реализации подцели самосохранения организма. При реализации этой цели одни особи сталкиваются с другими и с объектами неживой природы. Изучением закономерностей поведения управляемых систем, преследующих определенную цель, при взаимодействии с другими объектами любой природы занимается недавно возникшая наука – кибернетика [9]. Главный результат исследования этой науки сводится к тому, что поведение живых организмов от простейших поступков до очень сложных процессов вполне может быть воспроизведено неживыми объектами, а, следовательно, объяснено естественным образом.

Алгоритмы (т.е. системы математических формул), описывающие взаимодействие живых организмов с неживыми объектами, изучаются разделом кибернетики, именуемыми теорией оптимального управления и линейного программирования. Под неживыми объектами подразумеваются любые объекты, не проявляющие в процессе взаимодействия наличие цели. Например, управление лошадьми, везущими телегу или тарантас, ничем не отличается качественно от управления автомобилем (до тех пор, разумеется, пока лошадь не проявит "норов").

Алгоритмы, описывающие взаимодействия двух и более объектов, каждый из которых обладает целью, изучается теорией игр – см. §5.3.В этой теории определяется оптимальная стратегия поведения управляемой системы, обеспечивающей ей максимум (или минимум) целевой функции. Под целевой функцией понимается некая величина (или совокупность нескольких величин), которая характеризует количественно качественную цель живого организма. Например, толщина снежного и грунтового покрова берлоги медведя количественно определяет его цель поудобнее и безопаснее устроиться на зимнюю спячку. Реально, конечно, никакое животное никакими алгоритмами не пользуется. Но на практике оказывается, что тенденция к оптимальному решению задачи непосредственно связано со степенью развития животного. Взять, например, уже приводимый в предыдущей главе пример с погоней волка за зайцем. Оказывается, лисица бежит за ним по менее короткой траектории – рисунок 5.16 [25].

Правда, собака бежит по еще более длинной траектории, однако это объясняется иными причинами. Неудача лисицы и волка означает для них гибель, ибо иных источников питания у них нет. Для собаки это необязательно - у нее есть "хозяин".

Рисунок 5.16 Траектории погони различных хищников за зайцем.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

10. Биологические системы:

10.1.Что такое биологическая система?

10.2.Почему биологические системы (живые организмы) ещё именуются "химическими машинами"?

10.3.Из каких основных органических веществ состоят живые организмы?

10.4.Что такое биосфера?

10.5.Приведите примеры единства биологических систем на Земле?

10.6.Чем цель отличается от устойчивости?

10.7. Что такое цель? Какую цель преследует каждый живой организм?

10.8. Почему клетка делится? Может ли клетка сохраниться как живой орга­низм, не делясь?

10.9.Как меняется порядок в природе при делении клетки?

10.10. Почему возникла борьба за существование между живыми организма-
ми?

10.11 .Как устроена молекула белка?

10.12. Две основные функции белков в живом организме.

10.13. Химическая структура аминокислоты.
10.14. Химическая структура нуклеотида.

10.15.Устройство ДНК.

10.16/Какую информацию содержит ДНК человека? .

10.1.7. Что такое репликация?

10.18.Как устроена матричная (информационная) РНК?

10.19.Как "считывается" наследственная информация с ДНК? Что такое
транскрипция?

10.20.В какой органелле клетки по информации, записанной в РНК, синтези­руются белки?

10.21.Что такое транспортная РНК (тРНК)?

10.22.Что такое рибосомная РНК (рРНК).

10.23Как осуществляется управление движением клетки?

10.24.Как осуществляется питание органеллы.клетки энергией?

10.25.Из каких трёх этапов состоит эволюция биологических систем? Дли­тельность каждого этапа.

10.26.Что такое абиогенный синтез?

10.27.Что такое химическая эволюция?

10.28.Чем отличаются друг от друга прокариоты, эукариоты и археи?

10.29.Конструкция простейшего многоклеточного организма.

10.30.Роль полового размножения в сохранении наследственной информации и приспособлении к условиям окружающей среды.

10.31.Что такое изменчивость?

10.32.Что такое мутации?

10.33.Роль мутаций в эволюции.

10.34.Чем отличаются первичноротые от вторичноротых? Почему последние определили основной ствол развития биологических систем?

10.35.Что такое поведенческий инстинкт? У каких животных он наиболее развит? Его основное назначение?

10.36.Как биологические системы преобразуют природу поверхности Земли? Какую они при этом преследуют цель?

Глава шестая. Интеллектуальные системы

Поиск по сайту: