ФОРМИРОВАНИЕ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ У ГРЫЗУНОВ

Искандерова Рината

класс 9 «А» Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Ижевский естественно-гуманитарный лицей «Школа № 30» г. Ижевск

Ардашева Екатерина Александровна

научный руководитель: ст. научный сотрудник ГУК «Зоологический парк Удмуртии.

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении всего развития человеческого общества одним их доминирующих факторов прогресса являлись отношения человека и живой природы. Чтобы осознать свое место в природе, свою роль на Земле как биологического вида, перспективы своего развития, человек должен познать законы окружающего мира, понять что общего, и в чем различия между различными обитателями Земного шара. Эти знания об окружающем мире помогут выработать стратегию и тактику развития человеческого общества в гармонии с окружающим миром, помогут сохранить человечество как биологический вид.

Индивидуальный опыт животного и человека позволяет им адаптироваться к условиям среды обитания, способствует выживанию и их успешному размножения. Индивидуально — приспособительная деятельность животного и человека весьма разнообразна, и состоит из множества как врожденных, так и приобретенных компонентов разной природы. Самая большая доля этих компонентов приходится на разные формы обучения. Из существующих в настоящее время определений феномена «обучение» предпочтение отдается определению У. Торпа (Thorpe, 1963) [1].

Обучение — это появление адаптивных изменений индивидуального поведения в результате приобретения опыта.

Обучение играет исключительно важную роль в жизни и животного и человека, поэтому проблема проведенного исследования сформулирована следующим образом: как эффективно можно сформировать заданный условный рефлекс животного?

В ходе исследования была сформулирована и проверена гипотеза исследования, заключающаяся в том, что формирования условных рефлексов животного является эффективным если:

·     оно базируется на безусловных рефлексах:

·     определяется многократностью производимых действий;

·     подкрепляется мотивацией (положительными или отрицательными эмоциями);

·     животное имеет молодой возраст.

Целью исследования являлось изучение формирования условных рефлексов животных на примере грызунов, проживающих в живом уголке зоопарка.

Нами были поставлены и решены следующие задачи:

1.  проведен анализ учебной литературы;

2.  рассмотрен процесс формирования условных рефлексов животного, выделены его этапы;

3.  выявлены инвариантные и вариативные условия формирования условных рефлексов животного;

4.  выработаны заданные условные рефлексы у исследуемых животных (грызунов).

Методологической основой исследования являлись концепции рефлексов в зоологии.

Ключевые понятия исследования:

Рефлекс — стереотипная реакция живого организма на определенное воздействие, проходящая с участием нервной системы [2].

Условный рефлекс — выработка реакции на условный раздражитель, появляющийся в сочетании с безусловным [2].

Безусловный рефлекс — наследственно передаваемые (врожденные) реакции организма, присущие всему виду. Выполняют защитную функцию, а также функцию поддержания гомеостаза (приспособления к условиям окружающей среды) [2].

Практическая значимость результатов исследования заключается в использовании созданной модели формирования условных рефлексов и в учебном процессе секции «Этология» в ГУК «Зоологический парк Удмуртии».

Экспериментальной базой исследования являлся ГУК «Зоологический парк Удмуртии».

Анализ литературы [2, 3] показал, что безусловные рефлексы часто называют врожденными, хотя, видимо, точнее называть их наследственно закрепленными. Безусловные рефлексы (мигание, сосание, координация движений) имеют видовой характер. Это означает, что они образуются и видоизменяются в течение всей продолжительности вида.

Условные рефлексы образуются в течение индивидуальной жизни организма. Условный рефлекс образуется тогда, когда действие какого-либо агента совпадает по времени или предшествует действию раздражителя, вызывающего определенный безусловный рефлекс.

Образование условных рефлексов и их объединение с безусловными свидетельствует о единстве организма с окружающим его миром. Это свидетельствует о том, в мире животных безусловные и условные рефлексы, не существуют независимо друг от друга, формируя, таким образом, понятие, которое на следующем уровне иерархии, у человека, носит название подсознание.

ОПЫТНО — ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для проверки гипотезы исследования нами проведена серия экспериментов для выявления факторов, влияющих на процесс формирования условных рефлексов грызунов. Характеристики подопытных грызунов представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Характеристики подопытных грызунов

Целью эксперимента являлось формирование у грызунов заданного направления их движения в Т — образном лабиринте, и выявление факторов влияющих на быстроту формирования условного рефлекса.

На рисунке 1, представлена схема лабиринта, который предлагалось пройти различным животным, при этом нами были применена мотивация (еда) к действию грызунов.

Рисунок 1. Схема Т — образного лабиринта

Первыми испытуемыми были крысы. Целью эксперимента являлось наблюдение «поворотных тенденций» у крыс, выявленных зоологом Гликом [3]. Ученый установи факт наличия у самки крысы правосторонней ротации в начале движения. Это объясняется «несимметричной» работой правого и левого полушария мозга крысы. Результаты первой серии экспериментов с крысой Любой представлены в таблице 2. Для нейтрализации запахов в лабиринте, которые могут определять направление движения животных, в оба коридора были установлены открытые сосуды с растительным маслом.

Таблица 2.

Результаты первой серии экспериментов с крысой Любой

В третьем эксперименте крыса сразу пошла направо. Казалось бы, условный рефлекс сформирован, но в седьмом эксперименте Люба снова пошла налево. Это объясняется тем, что у крыс есть «поворотные тенденции».

Анализ таблицы 3 показал, что условный рефлекс у крысы Любы сформировался к шестому повторению, но он оказался неустойчивым.

Вторая серия аналогичных экспериментов, результаты которых представлены в таблице 3, была проведена с крысой Дочей.

Таблица 3.

Результаты первой серии экспериментов с крысой Дочей

Анализ результатов второго эксперимента показал, что, степень формирования условного рефлекса «направления движения крысы Дочи вправо» в Т- образном лабиринте при отсутствии мотиватора с течением времени уменьшается.

Следовательно, успешность формирования условного рефлекса у крыс определяется временем воздействия мотиватора.

Результаты серии экспериментов по формированию условного рефлекса направления движения крысы Семёна в Т- образном лабиринте приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Результаты первой серии экспериментов с крысой Семеном

Анализ результатов эксперимента позволяет сделать вывод о том, что у Семёна в принципе выработался условный рефлекс, но наблюдается смещённая активность. Животное не может выбрать направление и отвлекается на другие действия: умывание, обнюхивание и т.д. Зоологи отмечают наличие смещенной активности, например, у волков [4]. Это не способствует формированию условных рефлексов животных.

Следующая серия экспериментов по формированию условных рефлексов проведена с другим видом грызунов — морскими свинками. Их результаты представлены в таблицах 5и 6.

Таблица 5.

Результаты второй серии экспериментов с морской свинкой Чили

Во время девятого эксперимента морская свинка Чили оставила в лабиринте запаховые метки.

Анализ результатов таблицы 5, говорит о том, что скорость формирования условного рефлекса именно у данной морской свинки Чили выше, чем у крыс. Чили способная свинка.

Таблица 6.

Результаты второй серии экспериментов с морской свинкой Уголёк

Морская свинка Уголёк почуял запаховые метки, оставленные морской свинкой Чили и отказался перемещаться в лабиринте. Половое влечение самца морской свинки оказалось сильнее его пищевых инстинктов. Следовательно, различные мотиваторы при формировании условных рефлексов животных мотивируют к действию не в одинаковой степени.

В таблице 7 представлены результаты эксперимента по формированию условных рефлексов морской свинки Мускат.

Таблица 7.

Результаты второй серии экспериментов с морской свинкой Мускат

Морская свинка Мускат плохо ориентировался в лабиринте, т. к. это самый крупный самец. Он плохо помещается в лабиринте, сжат со всех сторон, этот дискомфорт значительно замедляет скорость формирования условного рефлекса.

Следующая серия экспериментов была проведена с грызунами-песчанками. Результаты экспериментов представлены в таблицах 8 и 9.

Таблица 8.

Результаты третьей серии экспериментов с песчанкой Мася

Анализируя таблицу 7, можно сделать вывод о том, что песчанка Мася не запоминает положения коридоров лабиринта, и направление движения в лабиринте выбирает случайно.

Таблица 9.

Результаты третьей серии экспериментов с песчанкой Кусей

Песчанка Куся, в отличии от песчанки Маси, проявила более хорошие способности в процессе формирования условного рефлекса.

Сопоставив результаты экспериментов формирования условных рефлексов у различных животных (крыс, морских свинок, песчанок) можно сделать общий вывод: у разных животных рефлексы вырабатываются с разной степенью успешности, это определяется внешними и внутренними факторами. На основе анализа экспериментальных данных нами предложена модель формирования условных рефлексов животных, представленная на рисунке 2.

Рисунок 2. Факторы, влияющие на выработку условного рефлекса

Нами выделены инвариантные и вариативные факторы, влияющие на успешность формирования условных рефлексов. К инвариантным факторам относятся: безусловные рефлексы, возраст животного, вид животного. К инвариантным факторам мы отнесли — мотивацию, длительность процесса формирования, комфортное состояние животного.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У некоторых животных существуют поворотные тенденции.

В целом опыт был успешен, но достоверность результатов эксперимента можно увеличить, если:

1.  увеличить объем выборки животных. (Например, В.Л. Глик проверял поворотную тенденцию на 602 крысах, а в нашем эксперименте участвовало 8 лабораторных грызунов);

2.  увеличить размеры лабиринта, усложнить конструкцию лабиринта;

3.  использовать разновозрастных крыс;

4.  удлинить длительность формирования условных рефлексов.

ВЫВОДЫ

1.  Мы доказали существования у животных поворотных тенденций.

2.  Мы определили, что в Т- образном лабиринте поворотные тенденции влияют на выработку условного рефлекса, который не соответствует поворотной тенденции.

3.  Мы доказали, что успешность формирования условных рефлексов у животного определяется многими факторами — и внешними, и внутренними, одним их которых является вид животного. В нашем эксперименте, в целом, более успешными были крысы, но хорошими индивидуальными способностями обладала и морская свинка Чили.

4.  Устойчивость сформированного условного рефлекса «направления движения крысы вправо» в Т- образном лабиринте при отсутствии мотиватора с течением времени уменьшается.

5.  Успешность формирования условного рефлекса у крыс определяется

6.  временем воздействия мотиватора.

7.  Различные мотиваторы при формировании условных рефлексов животных мотивируют к действию не в одинаковой степени.

8.  Дискомфорт, который испытывает животное, значительно замедляет скорость формирования у него условного рефлекса.

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НИ ОДНО ЖИВОТНОЕ НЕ ПОСТРАДАЛО.

Список литературы:

1.Зорина З.А., Полетаева И.И. Индивидуально-приспособительная деятельность животных: ассоциативное обучение, когнитивные процессы — [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http BiblioFond.ru›detail.aspx?id=101534  (дата обращения: 8.10 2012 г).

2.Словарь физиологических терминов / отв. ред. Газенко О.Г. — М.: «Наука», 1987. — 448 с.

3.Удалова Г.П., Карась А.Я. Ассиметрия направления движения у беспозвоночных: [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http http://cerebral-asymmetry.narod.ru/Udalova.htm (дата обращения: 7.10.2012 г).

4.Крушинский Л.В. Поведение волка // Волк. — М.; Наука, 1980. — 218 с.