Исследование способности серых ворон к элементам символизации

Методика

На время эксперимента каждую птицу помещали в отдельную экспериментальную клетку (70?35Ч35 см), в которой птица имела свободный доступ к поилке с водой. В ходе опыта в клетку с птицей с помощью рукоятки длиной 30 см вдвигали пластину текстолита размером 2030 см, с двумя кормушками (5,0Ч3,7 см) по ее краям. Обе кормушки были накрыты карточками - стимулами для выбора. На всех стадиях кроме 10-ой на середину подноса помещали карточку-образец (рис. 1). Подкрепление помещали под идентичную или соответствующую образцу карточку для выбора. На всех стадиях использовали не стандартное, а дифференцированное количество подкрепления - число личинок мучного хрущака в кормушке (от 1 до 4) соответствовало цифре или числу элементов в графическом множестве, изображенным на карточке.

Стимульные карточки представляли собой квадратные куски картона (70?70 мм), покрытые водостойкой пленкой. Использовали стимулы, принадлежащие к двум различным категориям: изображения гетерогенных множеств геометрических элементов (синих прямоугольников, красных квадратов, зеленых треугольников, черных кружков) или черных арабских цифр от 1 до 4. Каждый стимул был представлен в двух вариантах (например, две карточки с цифрой 1, две с цифрой 2 и т.д.). Отметим, что если пары карточек с цифрами были абсолютно идентичны друг другу, то пары множеств соответствовали друг другу только по признаку числа, а форма, цвет и паттерны расположения элементов в них различались.

Для каждой стадии экспериментов составляли определенную последовательность комбинаций стимулов (блок) и повторяли его нужное число раз. При этом наряду с другими факторами (например, равновероятной встречаемостью всех использованных в данной серии стимулов) контролировали положение подкрепляемого и неподкрепляемого стимулов (или, на стадии 10, кормушек с меньшим и большим числом дискретных пищевых объектов). Его меняли квазислучайно: в 8 предъявлениях подряд - одинаковое суммарное количество подкреплений слева и справа и не больше 2 раз подряд на одной стороне.

Подготовку подноса к предъявлению производили вне поля зрения вороны. Затем чтобы дать птице возможность рассмотреть предъявляемые ей стимулы, поднос на 3-5 сек. помещали так, чтобы ворона уже могла его видеть, но еще не могла дотянуться до кормушек. Сразу после того как птица осуществляла выбор и съедала подкрепление (или убеждалась в его отсутствии), поднос быстро извлекали из клетки. Если в течение двух минут птица не выбирала одну из кормушек, поднос также извлекали.

Во время всех опытов экспериментатор находился сбоку от клетки с птицей за непрозрачным экраном (70?40 см). Экран не позволял им видеть друг друга (рис. 1, Б). Таким образом, возможность неосознанного влияния экспериментатора на выбор была сведена до минимума.

В качестве показателя успешности переноса правила выбора на новые стимулы или в новую ситуацию обычно использовали результат первых 24 предъявлений теста. Для статистического анализа данных использовали программу "STATISTICA for Windows" (версия 5.01). Уровень достоверности правильных решений оценивали по биномиальному тесту. Достоверность различий между долями правильных решений вычисляли с помощью метода определения ошибки разности между выборочными долями по критерию Стьюдента. Конкретные методические особенности каждой серии экспериментов приведены ниже.

Процедура экспериментов

Исследование способности ворон к установлению соответствия между цифрами и графическими множествами. Экспериментальные серии принадлежали к двум типам - демонстрационные и тестовые. В демонстрационных сериях (1а, 2а, 3а, 4а; табл. 7) использовали карточки и с цифрами, и с множествами. При этом образец принадлежал к той же категории, что и одна из карточек для выбора, т.е. был либо идентичен ему (цифры), либо соответствовал по числу элементов (графические множества; рис. 2, А). В тестовых сериях (1б, 2б, 3б, 4б, 5, 6 и 7; табл. 7) стимулы для выбора принадлежали к одной категории, а образец - к другой: если образцом была цифра, то для выбора предъявляли множества и наоборот, если образец - множество, то стимулы для выбора – цифры (рис. 2, Б).

На каждой из стадий с 1-ой по 6-ую предъявляли стимулы, соответствующие отдельным комбинациям чисел, и лишь на стадии 7 - все комбинации цифр и множеств от 1 до 4 (табл. 7). С каждой из первых четырех комбинаций чисел (1 и 2; 3 и 4; 1 и 3; 2 и 4; стадии с 1-ой по 4-ую соответственно) вначале проводили соответствующую демонстрационную серию (стадии 1 - 4; табл. 7). Две оставшиеся комбинации чисел (1 и 4; 2 и 3; стадии 5 и 6) предъявляли только в тестовом варианте, поскольку каждое из чисел от 1 до 4 по отдельности уже дважды встречалось в ранее использованных комбинациях.

Блок из 8 комбинаций стимулов для демонстрационной серии 1а приведен в табл. 1, А; для тестовой серии 1б - в табл. 1, Б. На стадиях со 2-ой по 6-ую использовали последовательности, составленные аналогичным образом. На стадии 7 использовали блок из 48 комбинаций цифр и множеств от 1 до 4 (табл. 2). Демонстрационные серии проводили до достижения критерия: не меньше 80% правильных выборов в 24 предъявлениях подряд (p<0,01). В тестовых сериях число предъявлений было фиксированным: в сериях с 1б по 6б - 80 предъявлений, на стадии 7 - 240 (ворона №250 в конце стадии 7 погибла, и дальнейшие эксперименты проводили с тремя воронами).

Исследование способности ворон к оперированию символами ("сложение" цифр). На стадиях с 8 по 11, наряду с обычными использовали карточки, разделенные по диагонали черной линией на две равные части (рис. 3). На "разделенной" карточке были изображены либо две арабские цифры (1 и 1; 1 и 2; 1 и 3; 2 и 2), причем сумма двух цифр на карточке не превышала числа 4; либо геометрические элементы в тех же комбинациях (рис. 3, табл. 3 и 4).

В этих экспериментах, в отличие от предыдущих, использовали не отдельные комбинации чисел от 1 до 4, а сразу все (табл. 3 и 4). В демонстрационной серии (стадия 8) предъявляли только графические множества (рис. 3, А): либо обычные, либо "разделенные" карточки. Открывая кормушку, птицы могли увидеть, что число элементов в обычных и в разделенных графических множествах соответствует числу личинок в обычных и в разделенных кормушках. Под карточкой с "разделенным" множеством ворона находила кормушку, также разделенную перегородкой на две равные части. Число личинок в каждом из двух отделов кормушки соответствовало числу элементов на каждой из половинок карточки (I и IV, рис. 5). В табл. 3 приведен блок из 64 комбинаций стимулов, повторенный на данной стадии три раза (всего 192 предъявления).

В тесте (стадия 9) использовали только изображения цифр. Если в качестве образца предъявляли отдельную цифру, то для выбора - "разделенные" карточки с парой цифр, сумма которых на одной из них соответствовала цифре на образце. Если в качестве образца использовали "разделенную" карточку с парой цифр, то для выбора предлагали отдельные цифры (рис. 3, Б). В табл. 4 приведен блок из 56 комбинаций карточек, использованный на данной стадии один раз (всего 56 предъявлений).

Тест на относительную количественную оценку цифр в ситуации свободного выбора (стадия 10). Воронам предъявляли две кормушки, накрытые карточками; образца между кормушками не было (рис. 4, А). Использовали либо пары обычных карточек с цифрами от 1 до 4, накрывавшие обычные кормушки; либо пары разделенных карточек с комбинациями двух цифр (сумма которых не превышала четырех), накрывавшие разделенные кормушки. Личинки мучного хрущака помещали в обе кормушки, и их число соответствовало цифрам или суммам комбинаций цифр. Воронам разрешали открыть любую, но только одну кормушку. Блок из 24 комбинаций стимулов, повторенный на данной стадии три раза (всего 72 предъявления), приведен в табл. 5.

Контрольная серия (стадия 11). В контрольной серии обе карточки для выбора соответствовали образцу (рис. 4, Б). Например, если образцом было графическое множество из четырех элементов, то стимулами для выбора служили две "разделенные" карточки с комбинациями цифр 1 и 3. Подкрепление помещали в одну из кормушек в квазислучайном порядке. Блок из 32 комбинаций, использованный на данной стадии, приведен в табл. 6 (всего 32 предъявления).