Сравнительное познание

Дополнительная информация: Познание животных.

Сравнительное познание — это сравнительное исследование механизмов и истоков познания у различных видов , и иногда оно рассматривается как более общее, чем сравнительная психология , или похожее на нее . ведется С биологической точки зрения, работа над мозгом плодовых мух , что должно дать достаточно точные методы, позволяющие понять работу человеческого мозга в масштабе, учитывающем отдельные группы нейронов, а не в более региональном масштабе, который был ранее. использовал. Аналогичным образом, активность генов в человеческом мозге лучше понять благодаря исследованию мозга мышей, проведенному Институтом наук о мозге Аллена в Сиэтле (см. ссылку ниже), в результате чего был получен свободно доступный Атлас мозга Аллена . Этот тип исследования связан со сравнительным познанием, но его лучше отнести к сравнительной геномике . Растущее внимание в психологии и этологии к биологическим аспектам восприятия и поведения устраняет разрыв между геномикой и поведенческим анализом .

Чтобы ученые могли лучше понять когнитивные функции у широкого круга видов, они могут систематически сравнивать когнитивные способности между близкородственными и отдаленными видами. Благодаря этому процессу они смогут определить, какие виды давления отбора привели к различным когнитивным способностям у широкого круга животных. Например, была выдвинута гипотеза о конвергентной эволюции высших когнитивных функций врановых и обезьян, возможно, из-за того, что оба они всеядны и визуальны, живут в социальных группах. Развитие сравнительного познания продолжается уже несколько десятилетий, включая вклад многих исследователей со всего мира. Кроме того, есть несколько ключевых видов, используемых в качестве модельных организмов при изучении сравнительного познания.

Методология

Аспекты животных, которые можно разумно сравнивать между видами, зависят от вида сравнения, будь то сравнение человека с животным или сравнение животных разных видов, но с почти идентичной анатомией без общего предка. Такое сравнение когнитивных тенденций можно наблюдать у видов, находящихся на огромных расстояниях и имеющих схожие биологические особенности. Грубое анатомическое исследование, а также естественные вариации долгое время считались аспектами сравнительного познания.

Нейробиология

Современная биологическая антропология предполагает, что сходство в структурах мозга можно в некоторой степени сравнить с определенными аспектами поведения, лежащими в его основе. Однако трудно точно определить, какие именно нейронные связи необходимы для продвинутых функций, а не для базовых реакционных когнитивных операций, выявленных у мелких насекомых или других организмов с маленьким мозгом. Тем не менее, были идентифицированы схемы, общие для большого количества организмов, что предполагает конвергенцию, по крайней мере, эволюции общей нейронной поведенческой пластичности , которая допускает общие функции и тенденции наследственного поведения. Возможно, это связано с тем, что размер мозга имеет прямую корреляцию со степенью функционирования. Однако это было отмечено экспериментами, проведенными Мартином Джурфа на насекомых в 2015 году, а именно наблюдением за медоносными пчелами и плодовыми мухами, что позволяет предположить, что структуры мозга, независимо от размера, могут иметь отношение к функциям и объяснять поведенческие навыки, гораздо более важные, чем грубые. размер может:

Как и в случае с более крупным мозгом, два основных принципа нейронной архитектуры мозга многих беспозвоночных заключаются в существовании специализированных мозговых структур и цепей, которые относятся к конкретным сенсорным областям, и центров интеграции более высокого порядка, в которых информация, относящаяся к этим различным областям, сходится и обрабатывается. интегрированы, что позволяет осуществлять перекрестный обмен информацией и передачу информации. Эти характеристики могут обеспечить положительный переход от набора стимулов к новым, даже если они принадлежат к разным сенсорным модальностям. Этот принцип кажется решающим для определенных задач, таких как изучение правил.

С этой целью последние годы вместо этого были полностью посвящены картированию сигналов и путей мозга, чтобы сравнивать разные виды, а не использовать размер мозга. Дальнейшие исследования в этой области продолжаются, особенно по мере изменения процесса отслеживания и стимуляции развития нейронов.

Ключевые участники

Чарльз Дарвин

Первоначально Дарвин предположил, что люди и животные обладают схожими психологическими способностями, в своей публикации 1871 года «Происхождение человека и отбор в отношении пола» , где он заявил, что животные также демонстрируют поведение, связанное с памятью, эмоциями и желаниями. По мнению Дарвина, люди и животные обладали одним и тем же умственным мышлением в разной степени в зависимости от их места на временной шкале эволюции. Это понимание умственной непрерывности между животными и людьми составляет основу сравнительного познания.

Конви Ллойд Морган

В своей публикации 1894 года «Введение в сравнительную психологию» Морган впервые постулировал то, что впоследствии стало известно как «пушка Моргана» , в которой говорится, что поведение животных нельзя объяснить сложными механизмами, когда возможны более простые механизмы. Пушка Моргана раскритиковал работы своих предшественников за то, что они были анекдотическими и антропоморфными, и предположил, что определенное интеллектуальное поведение животных, скорее всего, развилось в результате многочисленных циклов проб и ошибок, а не спонтанно, благодаря некоторому существующему интеллекту. Морган предположил, что животные способны к обучению, и наблюдаемое ими поведение не является чисто результатом инстинкта или внутренней психической функции.

Эдвард Дж. Торндайк

Э. Дж. Торндайк измерял умственные способности как способность организма формировать ассоциации между своими действиями и последствиями этих действий. В своей публикации 1898 года « Интеллект животных: экспериментальное исследование ассоциативных процессов у животных» Торндайк изложил свои знаменитые эксперименты с «коробкой-головоломкой». Торндайк поместил котят в специальную коробку, в которой был рычаг или кнопка, которая, при нажатии на нее кошкой, позволяла кошке сбежать. Первоначально кошки, помещенные в коробку, инстинктивно пытались убежать, беспорядочно царапая стенки коробки. В некоторых случаях кошка нажимала на рычаг, позволяя их освободить. В следующий раз, когда эту кошку поместили в коробку, она снова смогла выполнить эту процедуру проб и ошибок, однако им удалось найти рычаг и освободиться быстрее. В ходе нескольких испытаний все другие действия, которые не способствовали освобождению кошки, были прекращены, и кошка смогла без ошибок нажать на рычаг. Наблюдения Торндайка изучали, в какой степени животные способны формировать ассоциации и учиться на предыдущем опыте, и он пришел к выводу, что познание животных гомологично человеческому познанию. Эксперимент Торндайка создал область сравнительного познания и экспериментальной науки, а не просто концептуальную мысль. Постепенное уменьшение времени побега, наблюдаемое кошками Торндайка, привело к разработке им закона эффекта , который гласит, что действия и поведение организма, которые приносят пользу организму, с большей вероятностью будут повторяться.

График, демонстрирующий уменьшение времени отклика, наблюдаемое в экспериментах Торндайка с «коробкой-головоломкой».

Иван Павлов

Во время своих исследований пищеварительных выделений у собак Павлов обнаружил, что животные начинают выделять слюну как бы в ответ на присутствие пищи, даже когда пища еще не была подана. Он заметил, что собаки начали ассоциировать присутствие помощника, несущего миски с едой, с получением еды, и у них выделялось слюноотделение независимо от того, давали ли им миски с едой для кормления. Он заметил, что собаки начали ассоциировать присутствие помощника, несущего миски с едой, с получением еды, и у них выделялось слюноотделение независимо от того, давали ли им миски с едой для кормления. Благодаря этому наблюдению Павлов предположил, что возможно создать новые дуги реакции, в которых ранее нейтральный стимул может быть связан с безусловным стимулом, а затем вызывать реакцию, аналогичную или идентичную первоначальной реакции на безусловный стимул. Развитие этой реакции на ранее неизвестные стимулы стало известно как классическое обусловливание , и было установлено, что на поведение животных влияют условия окружающей среды.

Беррус Фредерик Скиннер

В своей публикации 1938 года «Поведение организмов » Б. Ф. Скиннер ввёл термин оперантное обусловливание , обозначающий модификацию или развитие специфического произвольного поведения посредством использования подкрепления и наказания. Подкрепление описывает стимул, который усиливает вероятность повторения поведения, тогда как наказание описывает стимул, который ослабляет вероятность повторения поведения. Скиннер спроектировал свою оперантную камеру кондиционирования , или «ящик Скиннера», и использовал ее для проверки влияния подкрепления и наказания на произвольное поведение. Наблюдения Б. Ф. Скиннера расширили понимание Закона Эффекта, представленного Торндайком, включив в него обусловленность реакций посредством негативных стимулов. Подобно «коробке-головоломке» Торндайка, эксперименты Скиннера продемонстрировали, что, когда произвольное поведение сопровождается выгодой, например едой, такое поведение с большей вероятностью будет повторяться. Скиннер также продемонстрировал, что, когда добровольное поведение сопровождается наказанием, например электрошоком, вероятность повторения такого поведения снижается.

Скиннер расширил свои эксперименты, включив в них отрицательное и положительное подкрепление и наказание. Положительное подкрепление и наказание предполагают введение соответственно положительного или отрицательного стимула. Отрицательное подкрепление и наказание предполагают устранение соответственно отрицательного или положительного стимула.

Аппарат оперантной камеры кондиционирования, или «ящик Скиннера», по конструкции Б. Ф. Скиннера.

Вольфганг Колер

Колер раскритиковал работу Торндайка и Павлова за то, что они подчеркивали механический подход к поведению, игнорируя при этом когнитивный подход. Он выступил против предположения, что животные учатся путем простых проб и ошибок, а не посредством восприятия и понимания. Колер утверждал, что коробки-головоломки Торндайка не представляют никакого другого способа побега, кроме метода, представленного в эксперименте как «правильный», и при этом когнитивные способности животного решать проблемы становятся бесполезными. Он предположил, что если испытуемые смогут наблюдать за самим аппаратом, они смогут определить способы побега, воспринимая ситуацию и окружающую среду. На взгляды Колера повлияли наблюдения, которые он сделал при изучении поведения шимпанзе на Тенерифе, Испания . Колер отметил, что приматы были способны к проницательности, используя различные знакомые предметы из окружающей среды для решения сложных проблем, например, используя инструменты для доступа к недоступным предметам.

Карл фон Фриш

«Виляющий танец» пчел, указывающий направление и расстояние до ближайшего источника пищи, как наблюдал Карл фон Фриш.

Карл фон Фриш изучал « танцы виляния » популяций пчел. Когда пчелы-собиратели возвращались в улей от источника пищи, они выполняли сложные узоры в виде восьмерки. Благодаря этим наблюдениям фон Фриш установил, что пчелы не только способны вспоминать пространственные воспоминания, но также способны символически передавать эти воспоминания другим членам вида. Его исследование также установило, что другие пчелы способны интерпретировать информацию и применять ее к своей среде и поведению.

Аллен и Беатрикс Гарднер

Гарднеры известны тем, что вырастили шимпанзе Уошо и научили американскому языку жестов Уошо . Исследователи уже давно задаются вопросом, приматов можно ли научить , эволюционных родственников человека, общаться посредством человеческой речи. Хотя общение посредством вербального языка невозможно, было высказано предположение, что можно использовать язык жестов. Гарднеры разработали специализированный метод, который они назвали перекрестным воспитанием, с помощью которого они воспитывали Уошо с младенчества в человеческой культурной и социальной среде, что позволило провести сравнительный анализ овладения языком человеческими детьми и приматами. После 51 месяца обучения Гарднеры сообщили, что у Уошу 132 признака. Благодаря методам Гарднеров Уошо смогла научиться общаться на американском языке жестов и продемонстрировала способность создавать новые знаки для новых факторов, появившихся в ее среде. В одном случае Уошо описала бразильский орех , объект, название которого ей не было знакомо, подписав слова «камень» и «ягода», и продолжала называть бразильский орех таким же образом. Уошо также научилась сообщать новую информацию своим кураторам. Например, после того, как ее спросили, что случилось, Уошо смогла указать на чувство недомогания, написав «больно» возле живота. Позже выяснилось, что она заразилась кишечным гриппом. В другом случае Уошо потеряла игрушку, успешно сообщила своим кураторам о ее местонахождении и попросила их вернуть ее ей. Исследования Гарднеров доказали, что приматы способны овладевать языком, а также развивать язык и выражать личную информацию посредством использования языка, похожего на человеческое общение.

Модельные организмы

Клыки

, которые широко использовались в классических экспериментах Ивана Павлова, Члены семейства собачьих долгое время считались основным модельным организмом для сравнительных исследований познания. Многие другие психологи использовали собак в своих исследованиях. К. Л. Морган ссылался на своего терьера Тони при разработке своей пушки. и Торндайк также воссоздал свои эксперименты с коробками-головоломками на собаках. Члены этого семейства были одомашнены на протяжении большей части истории человечества, и во многих случаях поведение людей развивалось параллельно с этими одомашненными собаками. Была выдвинута гипотеза, что эти эволюционные отношения между людьми и собаками способствовали развитию сложного когнитивного поведения, которое можно использовать для изучения уникальных когнитивных способностей собак.

кошачьи

Будучи еще одним историческим спутником человека, кошачьи эволюционировали вместе с человеческим видом. Использование кошачьих в изучении сравнительного познания больше всего связано с работой Торндайка и его коробками-головоломками.

Грызуны

Грызуны, такие как различные виды крыс, использовались в экспериментах Б. Ф. Скиннера, а также других исследователей, изучающих сравнительное познание, из-за большого сходства когнитивных функций между грызунами и людьми. Было показано, что грызуны, особенно крысы, и люди демонстрируют схожие процессы запоминания и мнемоники , поскольку и люди, и грызуны демонстрируют эффекты первичности и новизны, когда им поручено запомнить пронумерованные предметы. Существуют также доказательства, подтверждающие, что и крысы, и люди имеют схожие процессы внимания, поскольку они оба способны демонстрировать устойчивое, избирательное и разделенное внимание.

Врановые

Duration: 1 minute and 3 seconds.1:03

Использование инструментов наблюдалось у ворон Новой Каледонии

врановые В XXI веке получили большое внимание со стороны специалистов по сравнительному познанию, особенно вид врановых, известный как новокаледонские вороны . Несколько популяций этого вида, обитающие на островах архипелага Новая Каледония, продемонстрировали способность создавать и использовать инструменты для манипулирования окружающей средой в своих интересах. Было замечено, что эти вороны модифицировали ребра пальмовых листьев, обкусывая концы, чтобы они напоминали крючок, и продолжали использовать эти инструменты, чтобы достать добычу и пищу в ранее недоступных местах, таких как небольшие трещины в деревьях. Также было замечено, что эта техника создания инструментов передалась будущим поколениям.

См. также

• Когнитивная наука
• Познание животных
• Общение с животными
• Эволюционная психология

Внешние ссылки

• Тенденции в нейронауках Статья о познании насекомых
• Природа: внутри животного разума
• Статья об эмпатии у слонов
• Статья APA об абстрактном мышлении бабуинов
• Статья APA о кратковременной памяти медоносных пчел
• Страница сравнительного познания и поведения Университета Альберты
• Лаборатория сравнительного познания Кембриджского университета
• Общество сравнительного познания
• Алленовский институт наук о мозге