Эффект интерференции и реорганизация памяти при научении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 19.00.02, кандидат психологических наук Созинов, Алексей Александрович

• Созинов, Алексей Александрович
• кандидат психологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат психологических наук Созинов, Алексей Александрович

Введение.- 4

Глава 1. Использование эффекта интерференции для изучения формирования памяти и ее структуры.- 8

1.1. Забывание.- 8

1.2. Ретроактивная интерференция.- 13

1.3. Проактивная интерференция.- 17

1.4. Факторы интерференции.-181.4.1. Сходство заданий.- 19

1.4.2. Трудность заданий.- 24

1.4.3. Степень обученности.- 26

1.4.4. Возраст испытуемых.- 30

1.4.5. Осмысленность материала.- 32

1.5. Интерференция и перенос навыка.- 33

1.5.1. Перенос навыка.- 35

1.5.2. Определения.- 40

1.6. «Когнитивная эра интерференции».- 43

1.7. Эффект интерференции при чередовании дефинитивных форм поведения.- 48

1.7.1. Контекстная интерференция.- 53

1.7.2. Активность мозга при чередовании дефинитивных форм поведения.- 54

1.8. Условнорефлекторное переключение: эффект интерференции при научении.- 57

1.9. Эффект интерференции и консолидация памяти.- 59

1.9.1. Системы памяти.- 62

1.9.2. Интерференция и внутренние модели движения.- 66

1.10. Цингулярная кора и память.-711.11. Интерференция и торможение.- 77

1.12. Консолидация и интерференция в системной психофизиологии.- 80

1.13. Мотивация и структура памяти.- 83

1.13.1. Эмоции, мотивация и структура индивидуального опыта.- 86

1.13.2. Эффекты интерференции, переноса навыка и валентность эмоций.- 90

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эффект интерференции и реорганизация памяти при научении»

Актуальность темы

Эффект интерференции часто используется как инструмент для изучения научения и памяти. С одной стороны, в исследованиях консолидации памяти, касающихся влияния обучения новой задаче на воспроизведение предшествующей, оценивается состояние памяти на момент обучения (Shadmehr, Brashers-Krug, 1997; Krakauer etal., 1999; 2005; см. обзоры Lechner etal., 1999; Robertson etal., 2004). С другой стороны, свойства компонентов структуры памяти можно выявить с помощью измеримых проявлений их взаимодействия, поэтому эффект интерференции при выполнении двух задач используется как свидетельство их связанности в памяти (Postman etal., 1968; M.Anderson, 2003; Tong, Flanagan, 2003), принадлежности одному домену памяти (Coccini et al., 2002). Таким образом, эффект интерференции в психологии и смежных с ней науках используется как для изучения процесса формирования памяти, так и для изучения ее структуры.

Научение может быть рассмотрено как формирование нового элемента индивидуального опыта, сопровождающееся реорганизацией ранее сформированного опыта (Швырков, 1995; Ю.И.Александров, 1998, 2005; Горкин, 1998; И.О.Александров, 2006). Понятие «консолидация памяти» описывает не только процесс формирования нового элемента индивидуального опыта (системную специализацию), но и процесс модификации ранее сформированного опыта (аккомодационную рекопсолидацию) при научении (Alexandrov etal., 2001; Ю.И.Александров, 20046; 2005). С этой точки зрения, использование эффекта интерференции как при изучении консолидации памяти, так и при исследовании ее структуры свидетельствует о том, что этот эффект связан с реорганизацией ранее сформированного индивидуального опыта при научении. Однако в известной нам литературе этот аспект интерпретации феномена интерференции не рассматривается. Как правило, он интерпретируется в отношении к формированию нового опыта.

Кроме того, необходимо различать эффект интерференции в поведении и гипотетический процесс интерференции (Osgood, 1946; 1948; Postman, 1966; Postman, Underwood, 1973), поскольку мозговые процессы, лежащие в основе проявления интерференции в поведении, до сих пор изучены недостаточно (D'Esposito etal., 1999; Henson et al., 2002).

Следовательно, описание мозговых процессов, лежащих в основе проявления эффекта-интерференции, при учете обоих механизмов консолидации (специализации и реконсолидации) является актуальной задачей.

В первой серии экспериментов мы стремились восполнить эти пробелы - изучить мозговые процессы, лежащие в основе проявления эффекта интерференции в поведении, и рассмотреть их с точки зрения представлений о модификации уже сформированного индивидуального опыта при формировании нового.

Вероятно, при научении модифицируется не весь предшествующий опыт, а только его часть — тот домен опыта, которому принадлежит новая система. Исследование психофизиологических процессов, лежащих в основе эффекта интерференции и свидетельствующих о модификации индивидуального опыта при научении (первая серия экспериментов), позволило сформулировать предположение, что эффект интерференции связан с тем, насколько дифференцирован домен индивидуального опыта, системы которого реорганизуются при научении. На основе представления о том, что валентность эмоций связана с актуализацией доменов опыта, характеризующихся разной степенью дифференцированности (Ю.И. Александров, 1995; 2006; Alexandrov, Sams, 2005; Alexandrov et al., 2007), во второй серии экспериментов мы оценивали эффект интерференции в позитивной и негативной эмоциональных ситуациях.

Таким образом, наше исследование вносит вклад в разработку актуальной психологической проблемы научения посредством описания психофизиологических процессов, лежащих в основе проявления эффекта интерференции, с учетом данных анализа закономерностей модификации уже имеющегося индивидуального опыта и формирования его новых элементов при научении.

Цель исследования - выявление особенностей формирования новых систем и модификации ранее сформированных систем при научении поведению, характеризующемуся эффектом интерференции.

Предмет исследования - системные закономерности организации поведения, лежащие в основе феномена интерференции.

Объект исследования — индивиды, поведение которых характеризуется эффектом интерференции: животные, у которых при выполнении инструментального поведения зарегистрирована активность нейронов задней цингулярной коры мозга, а также люди (школьники).

Теоретическая гипотеза: эффект интерференции в поведении индивида связан с особенностями системной организации этого поведения, которая обусловлена формированием новых систем и модификацией ранее сформированных систем в ходе научения.

Задачи исследования:

1) выявить эффект интерференции при чередовании двух способов дефинитивного поведения животных;

2) сопоставить выраженность эффекта интерференции у индивидов, обучавшихся выполнению новой задачи на разных стадиях обучения предшествующей - с коротким (менее 3 часов) и длинным (более 3 суток) интервалом между окончанием обучения выполнению первой задачи и введением второй;

3) в ходе выполнения поведения, характеризующегося эффектом интерференции, зарегистрировать активность нейронов задней цингулярной коры мозга и сравнить нейроны различных поведенческих специализаций у животных, обучавшихся выполнению поведения двумя способами с разными интервалами, по числу нейронов, частоте спайков и распределению в толще коры головного мозга;

4) сравнить выраженность эффекта интерференции у человека при выполнении двух заданий в негативной и позитивной эмоциональных ситуациях.

Методологическая основа исследования

Теоретико-методологической основой исследования являются теория функциональных систем (П.К. Анохин), системно-эволюционный подход (Швырков В.Б.), единая концепция сознания и эмоций (Александров Ю.И.), системная психофизиология.

Научная новизна исследования

Показано, что эффект интерференции в поведении связан с особенностями модификации индивидуального опыта при научении. Выявлена связь эффекта интерференции и переноса навыка с валентностью эмоциональной ситуации. Для оценки эффекта интерференции использован показатель числа ошибок, совершаемых при смене способов поведения. Для изучения активности мозга, связанной с эффектом интерференции в поведении, применен метод регистрации активности отдельных нейронов в инструментальном поведении животных, а также метод определения системной специализации нейронов. Эффект интерференции рассматривается не только как индикатор формирования новых элементов индивидуального опыта, но и как показатель реорганизации ранее сформированного опыта.

Теоретическая значимость

Оценка связи системной организации поведения с эффектом интерференции вносит вклад в разработку системных психофизиологических представлений о процессе научения, подчеркивая значение дифференцирования двух взаимосвязанных процессов, ведущих к изменению структуры индивидуального опыта: формирование новых и модификация ранее сформированных его элементов. Полученные результаты о связи эффекта интерференции с валентностью эмоциональной ситуации вносят вклад в изучение доменов индивидуального опыта, структурированных на основе разных мотиваций.

Практическая значимость

В большинстве ситуаций обучения эффект интерференции рассматривается как нежелательный и учитывается при составлении расписаний занятий. Представления о системной организации поведения, формирующейся при научении выполнению нескольких задач с разными интервалами между усвоением первой и введением второй, могут быть использованы при разработке программ обучения и методических рекомендаций для учебных заведений. Для этого нами в сотрудничестве с Научно-методическим центром ЦОУО ДО г. Москвы создана окружная экспериментальная площадка, на базе которой проводится сопоставление эффекта интерференции и переноса навыка в ситуациях штрафа и поощрения. Результаты исследования включены в курс лекций «Психофизиология» и могут быть использованы при разработке программ обучения и стратегий мотивирования персонала.

Апробация результатов исследования

Результаты исследования на различных этапах докладывались и обсуждались на конференции «Творчество: взгляд с разных сторон» (Звенигород, 2004), междисциплинарном семинаре «Системная психофизиология» Института психологии РАН (Москва, 2005, 2007, 2008), Второй международной конференции по когнитивной науке (Санкт-Петербург, 2006), международном форуме Европейской федерации нейронаучных сообществ (Вена, Австрия, 2006), итоговых конференциях Института психологии РАН (Москва, 2007, 2008), конференции «Современные тенденции теории и практики воспитания детей, имеющих проблемы в развитии» (Киров, 2007), расширенном заседании Лаборатории нейрофизиологических основ психики им. В.Б. Швыркова Института психологии РАН (Москва, 2008).

Положения, выносимые на защиту:

• Эффект интерференции обусловлен не только изменениями процесса формирования новой системы при научении, но и модификацией ранее сформированных систем. Если к моменту обучения еще не закончены консолидационные процессы, связанные с научением предшествующей задаче, то процесс аккомодационной реконсолидации затруднен, и ранее сформированные системы в меньшей степени служат основой для формирования новых.

• Выполнение внешне идентичных действий в ситуации избегания потери поощрения и в ситуации получения поощрения, связано с актуализацией систем, принадлежащих двум разным доменам индивидуального опыта: «отрицательному» и «положительному». Эффект интерференции и динамика процесса научения в ситуации избегания и поощрения, т.е. при модификации разных доменов опыта, различаются.

Автор выражает благодарность Ю.В. Гринченко и Р.Г. Аверкину за обучение методике регистрации активности нейронов и совместную работу, руководителю Лаборатории исследований научения Университета г. Оулу С. Лаукке и финским коллегам-экспериментаторам (А. Сиипо, М. Нопанен, Т. Туоминен-Эйлола) за совместную работу, А.К. Крылову и С.А. Смирнову за создание и модификацию компьютерных программ сбора и обработки данных, Н.О. Тимофеевой и В.В. Гаврилову, а также коллегам из Лаборатории нейрофизиологических основ психики им. В.Б. Швыркова за дружескую поддержку и развивающую критику, а также особую признательность руководителю Лаборатории и настоящего диссертационного исследования Ю.И. Александрову за чуткое, доверительное и терпеливое отношение ко мне и моей работе.

Заключение диссертации по теме «Психофизиология», Созинов, Алексей Александрович

Выводы:

1. Эффект интерференции выявлен по показателю смены двух способов поведения при их чередовании и его проявление связано с тем, на какой стадии обучения первому способу поведения вводили второй способ.

2. Эффект интерференции в группах индивидов (как животных, так и людей), обучавшихся выполнению поведения двумя способами с коротким интервалом, больше, чем в группах с длинным интервалом.

3. Доля Н нейронов, участвующих в обеспечении только одного способа поведения, больше в группе животных, обученных с коротким интервалом, чем в группе обученных с длинным интервалом. Н нейроны, участвующие в обеспечении обоих способов поведения, сходны по числу, но отличаются по другим характеристикам: средней частоте спайков и частоте в акте, относительно которого специализирован нейрон. Таким образом, мозговое обеспечение поведения, выполняемого двумя способами, связано с тем, на какой стадии обучения первому способу поведения был введен второй способ. Эффект интерференции отражает не только процесс формирования нового опыта, но и степень вовлечения и модификации ранее сформированного индивидуального опыта при научении.

4. Эффект интерференции у человека более выражен в негативной эмоциональной ситуации, чем в позитивной. Следовательно, эффект интерференции связан с мотивацией поведения - получением поощрения или избеганием штрафа.

Заключение

В нашем исследовании при научении двум формам поведения с коротким интервалом между первым и вторым научением процесс консолидации, связанный с первым научением, еще не закончен к моменту начала второго. Это выражается в том, что эффект интерференции в группах с коротким интервалом больше, чем в группах с длинным. Мы выяснили, что при коротком интервале мозговое обеспечение двух форм поведения более «независимо» за счет перераспределения ресурса специализирующихся нервных клеток: мы предполагаем, что использование тех нейронов, которые еще не специализировались относительно актов первой формы поведения, в качестве основы для научения второй затруднительно, поскольку многие из них не могут реконсолидироваться.

Также мы обнаружили, что эффект проактивной интерференции более выражен в негативной эмоциональной ситуации. По:видимому, это связано с тем, что согласование уже сформированного опыта с новым занимает в негативной ситуации больше времени, поскольку, согласно предположению, «негативный» домен опыта содержит больше систем. Таким образом, эффект интерференции связан с тем, какой домен индивидуального опыта пополняется при научении.

По результатам нашего исследования, эффект интерференции определяется не только и даже не столько особенностями формирования новой памяти, сколько возможностью и необходимостью ее согласования со структурой уже сформированной памяти. Разделение этих двух составляющих консолидации памяти, насколько нам известно, проводится только в рамках системной психофизиологии (Ю.И. Александров, 2005; А1ехапс1гоу е1 а1., 2001). Оно основано на системогенетическом подходе к пониманию процесса формирования памяти и позволяет сформулировать несколько дальнейших предположений.

Возможно, что эффект ретроактивной интерференции связан с ограничением возможностей согласования нового опыта с наиболее сходным и «свежим» опытом и необходимостью перераспределения ресурса нейронов, доступных для вовлечения в процесс специализации. Эффект проактивной интерференции, напротив, может быть связан с необходимостью согласования большого числа систем и в меньшей степени зависеть от процесса системной специализации нейронов. Мы полагаем, что в основе эффектов ретроактивной и проактивной интерференции лежат разные мозговые процессы. По нашим данным, эти эффекты также связаны с тем, какая структура (или домен) памяти пополняется при научении.

Таким образом, наше исследование позволяет сформулировать предположения относительно особенностей формирования структуры индивидуального опыта при пополнении «позитивного» и «негативного» доменов опыта. В частности, оно создает основы для перехода к изучению структуры индивидуального опыта, обеспечивающего поведение «достижения» и «избегания».

Список литературы диссертационного исследования кандидат психологических наук Созинов, Алексей Александрович, 2008 год

1. Александров И.О. Формирование структуры индивидуального знания. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2006. - 560 с.

2. Александров Ю.И. Изменения конфигурации условных реакций нейронов зрительной области коры мозга кролика при изменении параметров подкрепления // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 1975. Т.25. №4. С. 760-768.

3. Александров Ю.И. Научение и память: традиционный и системный подходы // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2005. Т.55. №6. С. 842-860.

4. Александров Ю.И. От эмоций к сознанию // Психология творчества: школа Я.А. Пономарева / Ред. Д.В. Ушаков. М.: «Институт психологии РАН», 2006. -С. 293-328.

5. Александров Ю.И. Психофизиологическое значение активности центральных и периферических нейронов в поведении. — М.: Наука, 1989.

6. Александров Ю.И. Системная психофизиология // Основы психофизиологии / Отв. ред. Ю.И. Александров. -М.: ИНФРА-М, 1998. С. 266-313.

7. Александров Ю.И. Системная психофизиология // Психофизиология / Ред. Ю.И. Александров. СПб.: Питер, 2004а. - С. 252-309.

8. Александров Ю.И. Системогенез и смерть нейронов // Нейрохимия. 20046. Т.21. №1. С. 5-14.

9. Александров Ю.И. Сознание и эмоции // Теория деятельности и социальная практика. III Международный конгресс. Москва, июнь 1995. С. 5-6.

10. Александров Ю.И., Корпусова A.B. Роль цели в детерминации активности нейронов моторной и зрительной областей коры мозга кролика // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 1987. Т.37. №1. С. 70-76.

11. Александров Ю.И., Шевченко Д.Г. Научная школа «Системная психофизиология» // Психологический журнал. 2004. Т.26. №6. С. 93-100.

12. Александров Ю.И., Шевченко Д.Г., Горкин А.Г., Гринченко Ю.В. Динамика системной организации поведения в его последовательных реализациях // Психологический журнал. 1999. Т.20. №2. С. 82-89.

13. Аллахвердов В.М. О причинах возникновения психической интерференции // Вторая международная конференция по когнитивной науке, 9-13 июня. Санкт-Петербург, 2006.-С. 619-621.

14. Анохин К.В. Молекулярные сценарии консолидации долговременной памяти // Журнал высшей нервной деятельности. 1997. Т.47. №2. С. 261-279.

15. Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина, 1968.

16. Анохин П.К. Системный анализ интегративной деятельности нейрона // Успехи физиологических наук. 1974. Т.5. №2. С. 5-92.

17. Асратян Э.А. Новые данные о переключении в условнорефлекторной деятельности // Журнал высшей нервной деятельности. 1958. Т.8. №3. С. 305-312.

18. Балабан П.М., Чейз Р. Взаимоотношения эмоцонально позитивных и негативных областей мозга виноградной улитки // Журнал высшей нервной деятельности. 1990. Т.40. №1. С. 125-134.

19. Бароненко В.А., Рапопорт JT.A. Диагностика психофизиологического и физического здоровья школьников. Учебно-методическое пособие. Екатеринбург, 2004.

20. Батова Н.Я., Хомская Е.Д. Нейропсихологический анализ влияния эмоционального фактора на воспроизведение словесного материала // Вопросы психологии. 1984. №3. С.132-139.

21. Безденежных Б.Н. Динамика взаимодействия функциональных систем в структуре деятельности. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2004. — 271 с.

22. Бернштейн H.A. О построении движений // Биомеханика и физиология движений / Ред. Зинченко В.П. М.: Изд-во «Институт практической психологии», Воронеж: НПО «МОДЭК», 1997. - 608 с.

23. Бобровников JI.B. Динамика формирования двух типов инструментального поведения у кроликов//Журнал высшей нервной деятельности. 1982а. Т.32. №1. С. 25-31.

24. Бобровников JI.B. Об особенностях реализации оборонительных и пищедобывательных инструментальных реакций в условиях конкурентных отношений // Журнал высшей нервной деятельности. 19826. Т.32. №6. С. 1077-1083.

25. Бойко Е.И. Время реакции человека. М.: Медицина, 1964.

26. Брушлинский A.B., Сергиенко Е.А. Ментальная репрезентация как системная модель в когнитивной психологии // Ментальная репрезентация: динамика и структура. — М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 1998. С. 5-22.

27. Бэн А. Психология / Основные направления психологии в классических трудах. Ассоциативная психология. -М.: ООО «Издательство ACT-ЛТД», 1998. С. 209-511.

28. Выготский Л.С. Педагогическая психология 1926./ Ред. Давыдов В.В. М.: ACT: Астрель: Люкс, 2005. - 671 с.

29. Герсамия Е.А. К природе некоторых особенностей переноса опыта у олигофренов // Материалы IV всесоюзного съезда общества психологов, 21-24 июня. Тбилиси: Изд-во «Мецпиереба», 1971. - С. 385-386.

30. Горкин А.Г. Психофизиология научения / Отв. ред. Ю.И. Александров. -М.: ИНФРА-М, 1998.-С. 314-331.

31. Горкин А.Г. Специализация нейронов в обучении / Автореф. дисс. . канд. психол. наук. М.: Институт психологии РАН, 1988. - 24 с.

32. Горкин А.Г., Липпонен А., Джупсенд К., Танила X. Некоторые закономерности изменения индивидуального опыта при разных моделях обучения // Вторая международная конференция по когнитивной науке, 9-13 июня. — Санкт-Петербург, 2006. С. 248-249.

33. Горкин А.Г., Рейман К.Г., Александров Ю.И. Долговременная потенциация и вызванные спайковые ответы в цингулярной коре свободноподвижных крыс // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2002. Т.52. №6. С. 684-694.39