Иерархия реагирования на внешний стимул: от рефлексов к автоматизмам
Актуальная версия Beast Инструкция по работе с Beast
На примере эволюционного формирования системы гомеостаза (fornit.ru/67521) было показано, как и почему происходило постепенное усложнение реагирования: для улучшения адаптации требовалась все более адекватная реакция, которая строилась на основе предыдущей, более примитивной. Усложнение реагирования этого уровня происходило путем мутаций и естественного отбора механизмов адаптации в процессе эволюции, при этом корректировалось только последнее, новое звено механизма, а не весь механизм. Предыдущие элементы защищались от изменений. Это ключевой принцип формирования усложнения системы в процессе мутагенеза, с упрощенной моделью которого можно самому поэкспериментировать: fornit.ru/evolution
Однако, эволюция адаптивности реагирования путем одних лишь мутаций, передаваемых в неизменном виде по наследству, естественным образом ограничена тем, что невозможно подобрать такой набор реакций, которые обеспечили бы адаптацию к постоянно меняющимся условиям. Поэтому естественным образом начались эволюционные эксперименты по возможности более оперативно модифицировать базу реакций, получаемую по наследству: скорректировать более-менее удачные в текущей ситуации навыки, заблокировать неудачные и создать новые. В результате возник новый тип реакции: сначала условный рефлекс, который рассматривался в предыдущей статье, затем автоматизм, который в отличие от рефлекса можно изменять в зависимости от условий, ориентируясь на маркеры изменения базовых состояний гомеостаза после каждой попытки реагирования: стало лучше или хуже. Улучшение адаптивности продолжилось, но теперь уже в течение событий в жизни одной особи, а не поколений, и так как новые навыки стали передаваться по наследству путем обучения от родителя к детенышу, что потребовало введения дополнительных механизмов, можно сказать, что эволюция механизмов адаптации перешла на качественно другой уровень. Чтобы достичь такого результата пришлось постепенно развивать и оптимизировать большое число адаптивных механизмов, обеспечивающих появление нового типа реагирования, в частности, потребовалось возникновение лобной части головного мозга. Мало того, что нужно создать уже не случайным методом тыка новую реакцию, ей еще нужно обучить детеныша. Это спровоцировало появление таких психических феноменов как осознание, мышление, самоощущение. Как это произошло, в какой предположительно последовательности они возникали, на чем основывались эти новые механизмы, будет показано в этой и последующих статьях.
Одним из первых шагов к адаптивности в течение жизни особи стала способность оценивать эффективность ответного действия на стимул. Для этого в простейшем случае достаточно просто сравнить Базовое состояние до и после выполнения автоматизма по принципу:
- Было Норма или Хорошо, стало Плохо - состояние ухудшилось
- Было Плохо, стало Хорошо - состояние улучшилось
Однако такая оценка предполагает, что были достаточно существенные воздействия на систему гомеостаза, резко сдвигающие уровни его Жизненно важных параметров (ЖВП) так, что происходил переход из одной зоны в другую, например, из комфортной в критическую. Соответственно, ответные действия должны быть достаточно эффективными, чтобы вернуть уровни значений в оптимальные, в противном случае действие будет признано не эффективным. Это уменьшает вероятность нахождения удачного действия методом случайных проб, которое является основным в начальных стадиях развития адаптивности. Для более точной коррекции будет лучше использовать сравнение значений уровней ЖВП, что позволит получить оценку эффективности действия, даже если оно и не привело к переключению ЖВП из одного БС в другое. В этом случае оценка успешности действия определяется:
- стало Лучше - если произошло приближение или заход в Зону комфорта
- стало Хуже - если произошло удаление или выход из Зоны комфорта
В проекте Beast оценка автоматизма изменяет его признак успешности: при положительной оценке автоматизм укрепляется, при отрицательной понижается вплоть до блокировки, если успешность становится отрицательной.
Способность определять относительное изменение БС позволило развить механизм постепенного приближения к оптимальной энергичности одиночного Корректирующего действия по следующему алгоритму: если после выполнения Корректирующего действия стало лучше – увеличить энергичность действия на некоторую дискретную величину, если стало хуже – уменьшить. Такая коррекция является простейшей и подразумевает немедленный оценочный отклик от внешней или внутренней среды.
Но наиболее революционной находкой эволюции стал механизм удержания образа Внешнего стимула, вокруг которого в дальнейшем стали наращиваться все более изощренные новшества. В простейшем случае это позволяет образовывать устойчивую связь между стимулом и автоматизмом при одиночном воздействии, а не многократных повторениях, как это происходит при формировании условных рефлексов. В более сложных случаях, оказывается необходимым активировать информационные функции поиска решения, которые выполняются в иерархии от быстрой простой к сложной, где может потребоваться значительно больше времени вплоть до того, что нерешенная проблема откладывается и становится доминантой и начинает фоново влиять на информационную картину восприятия.
Предположительно уже в начальных стадиях развития механизмов, связанных с удержанием образа Внешнего стимула, возник механизм ассоциативного поиска, позволяющий найти подходящую рефлекторную реакцию для создания автоматизма на основе рефлекса, как бы клонировать рефлекс в автоматизм. Это дало преимущество в том, что стало возможным модифицировать передаваемую по наследству рефлекторную базу, создавая автоматизмы, использующие те же Корректирующие действия, что и рефлекс, но способные в отличие от рефлекса эти действия уточнить, изменив их энергичность, как было показано выше. Созданный автоматизм блокирует рефлекторную реакцию на тот же стимул, пока сам не будет заблокирован, если вдруг условия изменились. Но так как при блокировке автоматизма реагирование переходит на предыдущий рефлекторный уровень, то может возникнуть логическая нестыковка, ведь освободившийся рефлекс выполняет такое же Корректирующее действие, которое было у заблокированного автоматизма. Откат к рефлекторному реагированию вернул активацию заблокированного действия, которое теперь уже невозможно заблокировать, так как оно активируется рефлексом. В этом проблема остается не решенной и ее решение переходит на осмысленные уровни реагирования, которые будут рассмотрены в следующих статьях.
При разработке и тестировании проекта Beast выяснились важные особенности по отношению к автоматизмам: блокировка автоматизма должна быть очень консервативной, иначе вместо обучения и развития навыков будет постоянное переобучение. Это особенно важно в начальные критические периоды развития, когда детеныш отзеркаливает базовые навыки от родителя. Только очень сильный негатив может заблокировать автоматизм сразу.
Рассмотрим теперь вышесказанное на схеме, используемой в проекте Beast, которая, как и ранее строится на основе предыдущих, путем добавления в нее автоматизмов и новых связей. С этого момента начинается осознанное, но еще не осмысленное (правильнее даже будет сказать бессмысленное, т.е. без опыта придания значимости) реагирование при котором значимость, сопровождающая стимул, позволяет ее учитывать при накоплении опыта, и служит оценкой успешности автоматизма. И все дальнейшее развитие адаптивности происходит в направлении углубления осознания этой значимости в виде накопления Правил (тут начинает формироваться эпизодическая память с такими Правилами), что позволяет усложнять реагирование: от простейшего ситуативного до сложного прогностического, двигаясь в конечном итоге к построению стратегий (планов) реагирования. Можно ведь учитывать в качестве стимула не только текущую инфо-картину восприятия, но и предыдущие, которые в различной степени так же будут влиять на выбор ответного действия.
Если Внешний стимул оказывает влияние на изменение БС системы гомеостаза, то происходит оценка предыдущего выполненного автоматизма по принципу: Стало лучше/Стало хуже. При положительном изменении БС укрепляется оценка успешности автоматизма, при отрицательной ослабляется, вплоть до блокировки, если успешность становится < 0. Активация автоматизма означает следующий, по схеме 5 уровень реагирования, при котором тормозятся предыдущий 4, и соответственно, все нижестоящие. Теперь после распознавания образа стимула сначала проверяется, есть ли не заблокированный автоматизм на Интегральный пусковой стимул, и в случае распознавания опасной ситуации он просто выполняется как рефлекс, а в случае не опасной активируются уровни осмысления. Если автоматизма нет, то реагирование переходит на рефлекторный уровень, но при этом происходит клонирование рефлекса в автоматизм.
Так как теперь появилось два варианта реагирования, рефлекторный и автоматный, то необходим критерий для определения, в какой ситуации как реагировать. Таким маркером является:
- привлечение внимания к новым признакам в восприятии (и такой образ начинает удерживаться)
- критически опасная ситуация, когда действовать нужно максимально быстро проверенным способом, поэтому, например, при неожиданном падении мы машинально группируемся, не задумываясь, как это лучше сделать. И, как правило, это получается довольно эффективно потому, что навыки падения отрабатывались начиная с младенческого возраста.
Если ситуация не опасна, то появляется возможность осмыслить ситуацию, запуская иерархически все более усложняющиеся функции мышления. Подробнее об этом будет в следующей статье. И такое переосмысление адекватности автоматизмов делается постоянно, так как они модифицируются при каждом взаимодействии с внешней средой как минимум изменением признака успешности: при удачной активации успешность повышается, при неудачной понижается. Но возникает вопрос – как так получается, что на один стимул образуется несколько автоматизмов, что и служит причиной их постоянной ревизии? Прежде чем ответить на этот вопрос, сделаем небольшое уточнение.
Выше рассматривался способ получения автоматизма путем «клонирования рефлексов» при ассоциативном поиске подходящего действия рефлекса, запускаемого на текущий стимул. Однако если бы дело ограничивалось только уточнением рефлекторной базы, развитие адаптивности никогда бы не продвинулось до уровня осмысленного реагирования. Важно учиться удачно реагировать в новых условиях, на которые не был рассчитан рефлекс. Поэтому, уже в самых начальных стадиях есть и другие варианты получения нового действия:
- если нет опыта, выполнить случайное действие и посмотреть, к чему оно приведет. В случае успешного результата, закрепить его как новый автоматизм. Но такой способ, очевидно, не самый эффективный ввиду малой вероятности случайного угадывания
- посмотреть действие кого-то другого в аналогичной ситуации и скопировать его в виде собственного автоматизма. Это наиболее частый способ получения нового Корректирующего действия, особенно в период передачи опыта от родителя к детенышу.
Второй способ в начальных стадиях, когда еще не достаточно развиты функции мышления, приводит к тому, что наблюдаемый опыт воспринимается априори доверчиво и авторитарно, поэтому автоматизму сразу же ставится достаточно высокий признак успешности даже без проверки (вера авторитету). Иначе, при первом же пробном опыте применения есть риск его заблокировать неудачным исполнением. Что в свою очередь означает повышенную ответственность передающего опыт перед принимающим его. Обычно таким учителем становится родитель или более взрослые особи в привычном окружении, которые и становятся непререкаемым авторитетом для детеныша, который просто бездумно отзеркаливает его действия. Но так как авторитет, в отличие от детеныша, может реагировать осознанно и учитывать не только текущий стимул, но и предыдущие, его модель поведения состоит не только из ситуативных реакций, учитывающих один текущий кадр инфо-картины, но и из прогностических, учитывающих как предыдущие, так и предполагаемые. В итоге его ответы на один и тот же стимул могут «отличаться» в глазах детеныша, хотя в действительности он просто еще не способен учитывать то сложные, динамические стимулы, которые воспринимает родитель. Это приводит к тому, что, наблюдая за взрослыми и перенимая их опыт, он, периодически получив «новый вариант» ответа на стимул, просто переназначает его штатным, а прежний штатный делает вспомогательным. И пока у него не сформируются в достаточной степени механизмы работы с различными видами памяти, правилами, инфо-функциями, детеныш так и будет просто делать ревизию всех автоматизмов, связанных с одним стимулом, переназначая наиболее успешный штатным.
Вариант такого бездумного обучения можно посмотреть в тестовых примерах для второй и третьей стадий обучения Beast, которые служат основой функциональности для следующей 4 стадии, где начинается работа с памятью, правилами реагирования, выделяются объекты восприятия с присвоением им субъективной значимости.
Формирование системы гомеостаза в процессе филогенеза От безусловных рефлексов к условным От рефлексов к автоматизмам От бездумного к осознанному