Эксперименты с обезьянами, подвергаемыми раздражению на расстоянии посредством хронически вживленных в мозг электродов (М. Флуд)

В моей работе телеметрия совсем не применялась, и аппаратура использовалась самая простая. Для передачи импульсов подкрепления в экспериментах по обучению крыс я пользуюсь электродами, хронически вживленными в гипоталамус. Крыса находится в клетке, и к вживленному электроду прикрепляется провод. Легко устроить клетку таким образом, чтобы крыса могла свободно передвигаться внутри клетки, являющейся ее постоянным "домом". Когда крыса нажимает на рычажки, специально для этой цели укрепленные в клетке, выбор рычажка и результат нажатия автоматически регистрируются очень простым прибором. Конечно, можно было бы использовать и телеметрию, но нам казалось, что для поставленных целей в этом не было никакой необходимости.

В отличие от опытов с крысами опыты с обезьянами, которые ведутся в более сложной среде, без применения телеметрии чрезвычайно громоздки, если вообще их можно осуществить. Сейчас мы планируем провести аналогичный опыт в усложненной клетке.

Эти задачи можно рассматривать в двух аспектах. Один из них - проблема использования электродов для проведения подкрепляющего стимула, что, конечно, довольно просто с точки зрения возможностей телеметрии. Вторая проблема состоит в получении и регистрации некоторых количественных показателей различных характеристик поведения обезьяны при свободном передвижении ее в клетке.

Для определения положения животного мы иногда пользуемся фотоэлементами, иногда - рычажками, которые оно может нажимать. Бывают случаи, когда нас интересуют спонтанные реакции или другие многочисленные аспекты физиологии и моторного поведения. Все эти данные должны быть записаны для последующего анализа, причем время от времени часть данных необходимо немедленно обработать, чтобы выяснить, следует ли давать в данный момент подкрепляющий сигнал.

Телеметрия может служить, по-видимому, существенным подспорьем в тех случаях, когда в каждый момент времени нужно знать автоматически требуемый сигнал подкрепления, зависящий от деталей поведения обезьяны. На основе математической теории обучения, которой мы занимаемся, можно производить такое непрерывное переопределение подкрепляющей последовательности. Для своевременного выполнения всех необходимых в течение эксперимента вычислений достаточно иметь небольшую цифровую вычислительную машину.

В той же мере, в какой телеметрию следует использовать в сложных экспериментальных ситуациях при работе с обезьянами, ее следует использовать и в аналогичных опытах с людьми. Хотя мы и не помышляем применять в этом случае вживленные в мозг электроды для проведения подкрепляющих импульсов, все же нужно отметить, что все те трудности, с которыми мы сталкиваемся в экспериментах с обезьянами, с еще большей силой проявляются в экспериментах с людьми. У нас нет продуманных соображений о возможности применения телеметрии в экспериментах, проводимых на людях, но ясно, что использование телеметрии позволит, вероятно, наблюдать гораздо более сложное поведение и обеспечит измерение и запись поведения, а также управление им.

Особенно интересна возможность такого применения телеметрии для изучения поведения госпитализированных душевнобольных. По крайней мере в принципе можно придумать такую обратную связь между системой и больным, которая давала бы терапевтический эффект. В этом случае также, вероятно, потребуется непрерывно проводить довольно сложные вычисления для нахождения в каждый момент времени управляющих воздействий, соответствующих желаемому эффекту.

Спешу подчеркнуть, что этот аспект применения телеметрии пока еще есть не что иное, как чистая спекуляция, по крайней мере с моей стороны, но мы серьезно заинтересованы в исследовании практической пригодности этих идей.

Насколько я могу судить, такой подход не связан с какими-либо серьезными техническими трудностями. Действительно, все, что мы уже видели и слышали на этом симпозиуме, убеждает меня в том, что мы уже обладаем знаниями, позволяющими решить любую встающую перед нами проблему.

Обсуждение доклада

Дельгадо. Д-р Флуд упоминал об использовании животных в качестве помощников в экспериментах с животными. Я не только считаю, что это очень интересная проблема, но и провел некоторые исследования в этом направлении. Мы наблюдали за колонией из шести обезьян, одной из которых (или всем) предоставлялась возможность наносить раздражение вожаку группы нажатием на рычажок. Таким образом, члены колонии могли наказывать вожака или поощрять его.

Флуд. Мы тоже намерены провести с обезьянами эксперимент такого рода. В экспериментах с людьми, где применяется денежное или словесное подкрепление, очень трудно получить надежные и значимые результаты. В то же время, работая с обезьянами, можно использовать вживленные в мозг электроды для получения как положительного, так и отрицательного подкрепления, обладающего очень сильным воздействием. В свете замечаний д-ра Дельгадо я хочу отметить, что сейчас мы исследуем очень интересную экспериментальную ситуацию, где поведение каждого члена группы оказывает огромное влияние на то, что происходит с остальными членами.

Коротко, мы хотим исследовать поведение нескольких обезьян в такой игровой ситуации, где индивидуальные ответы даются нажатием педалей. Таким образом, мы сможем сравнить реакцию отдельных обезьян и группы в целом с результатами, предсказанными различными моделями, основанными на теории игр, - в том числе и нашей собственной математической моделью обучения. Наша цель идет дальше цели д-ра Дельгадо в том смысле, что мы надеемся до некоторой степени предсказывать детали поведения животных.