Привыкание — это форма неассоциативного обучения , при которой неподкрепленная реакция организма на стимул уменьшается после повторного или продолжительного предъявления этого стимула. [1] Например, организмы могут привыкнуть к повторяющимся внезапным громким звукам, когда они узнают, что они не имеют никаких последствий. [2]
Привыкание может происходить в ответах, которые вызывают привыкание, включая те, которые затрагивают весь организм или определенные биологические компоненты систем организма. Широкая распространенность привыкания во всех формах жизни привела к тому, что его называют «самой простой, самой универсальной формой обучения... такой же фундаментальной характеристикой жизни, как ДНК ». [3] Функционально привыкание, как полагают, освобождает когнитивные ресурсы для других стимулов, которые связаны с биологически важными событиями, уменьшая реакцию на несущественные стимулы.
Прогрессирующее снижение поведения в процессе привыкания может также отражать неспецифические эффекты, такие как усталость , которые следует исключить, когда интерес представляет привыкание. [4] Привыкание имеет значение в психиатрии и психопатологии , поскольку несколько нейропсихиатрических состояний, включая аутизм , шизофрению , мигрень и синдром Туретта , демонстрируют снижение привыкания к различным типам стимулов, как простых, так и сложных. [5]
Существует дополнительная коннотация термина привыкание, которая применяется к психологической зависимости от наркотиков и включена в несколько онлайн-словарей. [6] Группа специалистов Всемирной организации здравоохранения собралась в 1957 году для решения проблемы наркомании и приняла термин «привыкание к наркотикам», чтобы отличать некоторые формы поведения, связанные с употреблением наркотиков, от наркомании. Согласно словарю ВОЗ по терминам, связанным с алкоголем и наркотиками, привыкание определяется как «привыкание к любому поведению или состоянию, включая употребление психоактивных веществ». [7] К 1964 году доклад Генерального хирурга США о курении и здоровье [8] включал четыре характеристики, характеризующие привыкание к наркотикам по мнению ВОЗ: 1) «желание (но не принуждение) продолжать принимать наркотик ради чувства улучшенного самочувствия, которое он порождает»; 2) «незначительная или нулевая тенденция к увеличению дозы»; 3) «некоторая степень психической зависимости от эффекта препарата, но отсутствие физической зависимости и, следовательно, синдрома абстиненции»; 4) «вредные эффекты, если таковые имеются, в первую очередь на индивидуума». Однако, также в 1964 году комитет Всемирной организации здравоохранения снова собрался и постановил, что определения привыкания к наркотикам и наркомании недостаточны, заменив эти два термина на «наркотическая зависимость». Зависимость от веществ является предпочтительным термином сегодня при описании расстройств, связанных с наркотиками, [9] тогда как использование термина «наркотическая зависимость» существенно сократилось. Это не следует путать с истинным привыканием к наркотикам, когда повторные дозы оказывают все более слабый эффект, как это часто наблюдается у наркоманов или людей, часто принимающих обезболивающие. [10]
Привыкание как форму неассоциативного обучения можно отличить от других поведенческих изменений (например, сенсорной/ нейронной адаптации , усталости), рассматривая характеристики привыкания, которые были выявлены за несколько десятилетий исследований. Характеристики, впервые описанные Томпсоном и Спенсером [11], были обновлены в 2008 и 2009 годах, чтобы включить следующее: [12]
Повторное предъявление стимула вызовет снижение реакции на стимул. Привыкание также провозглашается формой неявного обучения , что обычно имеет место при постоянно повторяющихся стимулах. Эта характеристика согласуется с определением привыкания как процедуры, но для подтверждения привыкания как процесса необходимо продемонстрировать дополнительные характеристики. Также наблюдается спонтанное восстановление . То есть, привыкший ответ на стимул восстанавливается (увеличивается по величине), когда между предъявлениями стимула проходит значительное количество времени (часы, дни, недели).
«Потенциация привыкания» наблюдается, когда тесты спонтанного восстановления проводятся повторно. При этом явлении снижение реагирования, которое следует за спонтанным восстановлением, становится более быстрым с каждым тестом спонтанного восстановления. Также было отмечено, что увеличение частоты предъявления стимула (т. е. более короткий межстимульный интервал ) увеличит скорость привыкания. Кроме того, продолжающееся воздействие стимула после того, как привычный ответ вышел на плато (т. е. не показал дальнейшего снижения), может иметь дополнительные эффекты на последующие тесты поведения, такие как задержка спонтанного восстановления. Будут наблюдаться концепции генерализации стимула и дискриминации стимула. Привыкание к исходному стимулу будет происходить и к другим стимулам, которые похожи на исходный стимул ( генерализация стимула ). Чем больше новый стимул похож на исходный стимул, тем больше будет наблюдаться привыкание. Когда субъект демонстрирует привыкание к новому стимулу, который похож на исходный стимул, но не к стимулу, который отличается от исходного стимула, то субъект демонстрирует различение стимулов . (Например, если человек привык к вкусу лимона, его реакция значительно возрастет при предъявлении вкуса лайма). Различение стимулов можно использовать для исключения сенсорной адаптации и усталости как альтернативного объяснения процесса привыкания.
Другое упомянутое наблюдение заключается в том, что однократное введение другого стимула на поздней стадии привыкания, когда реакция на вызывающий стимул снизилась, может вызвать усиление привыкшего ответа. Это усиление реагирования временно и называется « отвыканием » и всегда происходит на исходный вызывающий стимул (а не на добавленный стимул). Исследователи также используют доказательства отвыкания, чтобы исключить сенсорную адаптацию и усталость как альтернативные объяснения процесса привыкания. Может произойти привыкание к отвыканию. Степень отвыкания, которая возникает в результате введения другого стимула, может уменьшиться после повторного предъявления «отвыкающего» стимула.
Некоторые процедуры привыкания, по-видимому, приводят к процессу привыкания, который длится дни или недели. Это считается долгосрочным привыканием. Оно сохраняется в течение длительного времени (т. е. показывает мало или вообще не показывает спонтанного восстановления). Долгосрочное привыкание можно отличить от краткосрочного привыкания, которое определяется девятью характеристиками, перечисленными выше.
Изменения в синаптической передаче, которые происходят во время привыкания, были хорошо охарактеризованы в рефлексе отдергивания жабр и сифона Aplysia. Привыкание было показано практически у каждого вида животных и, по крайней мере, у одного вида растений (Mimosa pudica), [13] в изолированных нейронально-дифференцированных клеточных линиях, а также в квантовом перовските. [14] Экспериментальное исследование простых организмов, таких как крупное простейшее Stentor coeruleus, дает понимание клеточных механизмов, которые участвуют в процессе привыкания. [15]
В психологии привыкание изучалось с помощью различных форм нейровизуализации, таких как ПЭТ и фМРТ . В фМРТ реакция, которая вызывает привыкание, — это сигналы, зависящие от уровня кислорода в крови (BOLD), вызванные стимулами. Уменьшение сигнала BOLD интерпретируется как привыкание. [16]
Миндалевидное тело является одной из наиболее изученных областей мозга в отношении привыкания. Распространенный подход заключается в наблюдении за визуальной обработкой выражений лица. Исследование Брайтера и коллег использовало сканирование фМРТ для определения того, какие области мозга привыкают и с какой скоростью. [17] Их результаты показали, что человеческая миндалевидная железа реагирует и быстро привыкает преимущественно к испуганным выражениям лица, а не к нейтральным. Они также наблюдали значительные изменения сигнала миндалевидного тела в ответ на счастливые лица по сравнению с нейтральными.
Блэкфорд, Аллен, Коуэн и Эйвери (2012) сравнили влияние крайне заторможенного темперамента и крайне раскованного темперамента на привыкание. Их исследование показало, что при повторных предъявлениях люди с раскованным темпераментом демонстрировали привыкание как в миндалевидном теле, так и в гиппокампе , тогда как участники с заторможенным темпераментом не демонстрировали привыкания ни в одной из областей мозга. Исследователи предполагают, что эта неспособность привыкнуть отражает дефицит социального обучения у людей с крайне заторможенным темпераментом, что является возможным механизмом более высокого риска социальной тревожности. [18]
Хотя некоторые считали привыкание процессом обучения еще в 1887 году, [19] его статус обучения оставался спорным вплоть до 1920-х - 1930-х годов. [20] Признавая, что рефлексы могут «расслабляться» или иным образом уменьшаться при повторной стимуляции, «доктрина инвариантности» предусматривала, что рефлексы не должны оставаться постоянными и что изменчивые рефлексы являются патологическим проявлением. Действительно, летчики, у которых наблюдалось привыкание к рефлексу поствращательного нистагма, иногда выгонялись или не принимались на службу во время Первой мировой войны: на том основании, что изменчивая рефлекторная реакция указывала либо на дефект вестибулярного аппарата, либо на недостаток бдительности. [21] [22] [20] В конце концов, однако, больше исследований в медицинских и научных сообществах пришли к выводу, что изменчивость рефлексов, зависящая от стимула, является клинически нормальной. [23] Оппозиция рассмотрению привыкания как формы обучения также основывалась на предположении, что процессы обучения должны вызывать новые поведенческие реакции и должны происходить в коре головного мозга . [21] Неассоциативные формы обучения, такие как привыкание (и сенсибилизация ), не вызывают новых (условных) реакций, а скорее ослабляют уже существующие (врожденные) реакции и часто, как показано, зависят от периферических (нецеребральных) синаптических изменений в сенсомоторном пути. Однако большинство современных теоретиков обучения считают обучением любое поведенческое изменение, которое происходит в результате опыта, если только его нельзя объяснить двигательной усталостью, сенсорной адаптацией, изменениями в развитии или повреждением.
Критерии проверки снижения ответа как обучения
Важно отметить, что систематические снижения реакции могут быть вызваны необучаемыми факторами, такими как сенсорная адаптация (препятствование обнаружению стимула), двигательная усталость или повреждение. Для различения снижения реакции, вызванного этими необучаемыми факторами, и снижения реакции, вызванного процессами привыкания (обучения), используются три диагностических критерия. Это:
Ранние исследования опирались на демонстрацию 1) восстановления путем снятия привыкания (кратковременное восстановление реакции на вызывающий стимул при добавлении другого стимула) для различения привыкания от сенсорной адаптации и утомления. Совсем недавно в качестве экспериментального доказательства процесса привыкания использовались 2) чувствительность спонтанного восстановления к скорости стимуляции и 3) специфичность стимула . [12] Спонтанное восстановление чувствительно к спонтанному восстановлению, показывая, что восстановление обратно коррелирует с величиной снижения реакции. Это противоположно тому, что можно было бы ожидать, если бы причиной снижения реакции были сенсорная адаптация или двигательная усталость. Сенсорная адаптация (или нейронная адаптация ) происходит, когда организм больше не может обнаруживать стимул так же эффективно, как при первом предъявлении, а двигательная усталость возникает, когда организм способен обнаруживать стимул, но больше не может эффективно реагировать. Специфичность стимула предполагает, что снижение реакции не является общим (из-за двигательной усталости), а происходит только на исходный стимул, который был повторен. Если снижение реакции показывает 1) отвыкание, 2) спонтанное восстановление, которое обратно коррелирует со степенью снижения, и/или 3) специфичность стимула, то поддерживается обучение привыканию.
Несмотря на повсеместность привыкания и его современное признание как подлинной формы обучения, оно не получило такого же внимания в исследованиях, как другие формы обучения. По этой теме психолог-зоопсихолог Джеймс Макконнелл сказал: «...никто не заботится... о привыкании»). [24] Было высказано предположение, что апатия по отношению к привыканию обусловлена 1) сопротивлением традиционных теоретиков обучения, которые утверждают, что память требует воспроизведения пропозиционального/лингвистического содержания; 2) сопротивлением бихевиористов, которые утверждают, что «истинное» обучение требует развития новой реакции (тогда как привыкание — это уменьшение ранее существовавшей реакции); 3) поведенческая мера привыкания (т. е. снижение реакции) очень восприимчива к искажениям со стороны факторов, не связанных с обучением (например, усталости), что, следовательно, затрудняет ее изучение.
Для объяснения привыкания были предложены различные модели, включая теорию сравнения стимулов и моделей, сформулированную Евгением Соколовым [25] , теорию двойного процесса Гроувса и Томпсона [26] и модель СОП (стандартные операционные процедуры/иногда оппонентный процесс), сформулированную Алланом Вагнером [27].
Теория компаратора стимул-модель возникла из исследований Соколова, который использовал ориентировочную реакцию как краеугольный камень своих исследований и операционально определял ориентировочную реакцию как активность ЭЭГ . Ориентировочные реакции представляют собой повышенную чувствительность, испытываемую организмом при воздействии нового или изменяющегося стимула. Ориентировочные реакции могут приводить к явному, наблюдаемому поведению, а также к психофизиологическим реакциям, таким как активность ЭЭГ, и подвергаться привыканию при повторном предъявлении вызывающего стимула. Модель Соколова [25] предполагает, что когда стимул испытывается несколько раз, нервная система создает модель ожидаемого стимула (модель стимула). При дополнительных предъявлениях стимула испытываемый стимул сравнивается с моделью стимула. Если испытываемый стимул соответствует модели стимула, реакция подавляется. Сначала модель стимула не очень хорошо представляет предъявленный стимул, и, таким образом, реагирование продолжается из-за этого несоответствия. При дополнительных предъявлениях модель стимула улучшается, несоответствия больше нет, и реагирование подавляется, вызывая привыкание. Однако, если стимул изменяется так, что он больше не соответствует модели стимула, ориентировочная реакция больше не подавляется. Соколов локализует модель стимула в коре головного мозга.
Теория двойственного процесса привыкания Гровса и Томпсона утверждает, что в центральной нервной системе существуют два отдельных процесса, которые взаимодействуют, чтобы вызвать привыкание. Два отдельных процесса - это процесс привыкания и процесс сенсибилизации. Теория двойственного процесса утверждает, что все заметные стимулы будут вызывать оба этих процесса и что поведенческий вывод будет отражать сумму обоих процессов. Процесс привыкания является декрементным, тогда как процесс сенсибилизации является инкрементным, усиливая тенденцию реагировать. Таким образом, когда процесс привыкания превышает процесс сенсибилизации, поведение показывает привыкание, но если процесс сенсибилизации превышает процесс привыкания, поведение показывает сенсибилизацию. Гровс и Томпсон выдвигают гипотезу о существовании двух нейронных путей: «путь SR», связанный с процессом привыкания, и «путь состояния», связанный с сенсибилизацией. Система состояний рассматривается как эквивалент общего состояния возбуждения. [26]
Привыкание наблюдалось у чрезвычайно широкого спектра видов, от подвижных одноклеточных организмов, таких как амеба [28] и Stentor coeruleus [15], до морских слизней [29] и людей. [30] Процессы привыкания являются адаптивными, позволяя животным приспосабливать свое врожденное поведение к изменениям в их естественном мире. Например, естественный инстинкт животных заключается в защите себя и своей территории от любой опасности и потенциальных хищников. Животному необходимо быстро реагировать на внезапное появление хищника. Что может быть менее очевидным, так это важность защитных реакций на внезапное появление любого нового, незнакомого стимула, независимо от того, опасен он или нет. Первоначальная защитная реакция на новый стимул важна, потому что, если животное не реагирует на потенциально опасный неизвестный стимул, результаты могут быть смертельными. Несмотря на эту первоначальную врожденную защитную реакцию на незнакомый стимул, реакция становится привычной, если стимул повторяется, но не причиняет вреда. Примером этого является привыкание луговых собачек к людям. Луговые собачки издают тревожные сигналы, когда обнаруживают потенциально опасный стимул. Этот защитный сигнал раздается, когда к ним приближается любое млекопитающее, змея или крупная птица. Однако они привыкают к звукам, таким как человеческие шаги, которые повторяются, но не причиняют им вреда. Если бы луговые собачки никогда не привыкали к неугрожающим стимулам, они бы постоянно посылали тревожные сигналы и тратили свое время и энергию впустую. [31] Однако процесс привыкания у луговых собачек может зависеть от нескольких факторов, включая конкретную защитную реакцию. В одном исследовании, в котором измерялось несколько различных реакций на повторное присутствие людей, тревожные сигналы луговых собачек показали привыкание, тогда как поведение побега в свои норы показало сенсибилизацию. [32]
Другой пример важности привыкания в животном мире представлен исследованием с тюленями-обыкновенными . В одном исследовании исследователи измеряли реакцию тюленей-обыкновенных на подводные крики разных типов косаток . [33] Тюлени показали сильную реакцию, когда услышали крики млекопитающих косаток. Однако они не отреагировали сильно, услышав знакомые крики местной популяции, питающейся рыбой. Таким образом, тюлени способны привыкать к крикам безобидных хищников, в данном случае безобидных косаток. В то время как некоторые исследователи предпочитают просто описывать адаптивную ценность наблюдаемого привыкшего поведения, другие считают полезным выводить психологические процессы из наблюдаемого изменения поведения. Например, привыкание к агрессивным реакциям у самцов лягушек-быков было объяснено как «процесс внимания или обучения, который позволяет животным формировать устойчивые ментальные представления физических свойств повторяющегося стимула и переключать фокус внимания с источников нерелевантной или неважной стимуляции». [34]
Привыкание к врожденному защитному поведению также адаптивно у людей, например, привыкание к реакции испуга на внезапный громкий звук. Но даже у людей привыкание встречается гораздо чаще. Примером привыкания, которое является неотъемлемым элементом жизни каждого человека, является изменение реакции на пищу, поскольку она многократно ощущается во время еды. Когда люди едят одну и ту же пищу во время еды, они начинают меньше реагировать на еду, поскольку привыкают к мотивирующим свойствам пищи и уменьшают ее потребление. Меньшее потребление пищи во время еды обычно интерпретируется как достижение сытости или «наполнения», но эксперименты показывают, что привыкание также играет важную роль. Многие эксперименты с животными и людьми показали, что предоставление разнообразия в еде увеличивает количество потребляемой пищи, скорее всего, потому, что привыкание является специфическим для стимула и потому, что разнообразие может вызывать эффекты отвыкания. [35] Разнообразие пищи также замедляет скорость привыкания у детей и может быть важным фактором, способствующим недавнему росту ожирения. [36]
Кроме того, Ричард Соломон и Джон Корбит (1974) предложили теорию процесса-оппонента , утверждая, что привыкание обнаруживается в эмоциональных реакциях. Известно, что реакции субъекта имеют тенденцию меняться при повторном предъявлении определенных стимулов. Но что касается теории процесса-оппонента, некоторые эмоциональные реакции на стимулы ослабевают (уменьшаются), в то время как реакции других усиливаются (увеличиваются). Этот процесс начинается с внешнего стимула, вызывающего эмоциональную реакцию, которая быстро усиливается, пока не достигнет своей максимальной интенсивности. Постепенно эмоциональное состояние снижается до уровня ниже нормального и в конечном итоге возвращается к нейтральному. Эта модель совпадает с двумя внутренними процессами, называемыми a-процессом и b-процессом. Следовательно, теория процесса-оппонента предсказывает, что субъекты не будут демонстрировать никакой реакции после стимула после повторения этого же самого стимула. Это постреакция, которая намного больше и продолжительнее, чем если бы произошла первоначальная реакция на стимул. [37]
Аномалии привыкания неоднократно наблюдались при различных нейропсихиатрических состояниях, включая расстройство аутистического спектра (РАС), синдром ломкой Х-хромосомы , шизофрению , болезнь Паркинсона (БП), болезнь Хантингтона (БХ), синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), синдром Туретта (СТ) и мигрень . [5] В клинических исследованиях на людях привыкание чаще всего изучается с помощью акустического рефлекса испуга ; акустические тоны подаются участникам через наушники, а последующая реакция моргания глаз регистрируется непосредственно путем наблюдения или с помощью электромиографии (ЭМГ). В зависимости от расстройства явления привыкания рассматриваются как причина, симптом или терапия. [5] Сниженное привыкание является наиболее распространенным фенотипом привыкания, зарегистрированным при нейропсихиатрических расстройствах, хотя повышенное привыкание наблюдается при HD и СДВГ. [5] Также, по-видимому, аномальное привыкание часто является предиктором тяжести симптомов при нескольких нейропсихиатрических расстройствах, включая РАС, [38] PD, [39] и HD. [40] [41] Более того, есть случаи, когда лечение, нормализующее дефицит привыкания, также улучшает другие связанные симптомы. [42] Было высказано предположение, что в качестве терапии процессы привыкания лежат в основе эффективности поведенческой терапии (т. е. обучения изменению привычек , экспозиционной терапии ) при СТ и ПТСР , [43] хотя вместо этого могут действовать процессы угасания.
Процедуры привыкания используются исследователями по многим причинам. Например, в исследовании агрессии у самок шимпанзе из группы, известной как « Сообщество шимпанзе Касакела », исследователи приучали шимпанзе, многократно подвергая их присутствию людей. [44] Их усилия по привыканию шимпанзе до того, как полевые исследователи изучили поведение животного, были необходимы для того, чтобы они в конечном итоге смогли заметить естественное поведение шимпанзе, вместо того, чтобы просто отметить поведение шимпанзе как реакцию на присутствие исследователей. В другом исследовании шимпанзе Митумба в Национальном парке Гомбе приучались по крайней мере за четыре года до введения систематического сбора данных. [45]
Исследователи также используют процедуры привыкания и отвыкания в лабораторных условиях для изучения перцептивных и когнитивных способностей человеческих младенцев. Представление визуального стимула младенцу вызывает поведение взгляда, которое привыкает при повторном предъявлении стимула. Когда вносятся изменения в привычный стимул (или вводится новый стимул), поведение взгляда возвращается (отвыкает). Недавнее исследование с помощью фМРТ показало, что представление отвыкающего стимула оказывает наблюдаемое физическое воздействие на мозг. [46] В одном исследовании ментальные пространственные представления младенцев оценивались с использованием явления отвыкания. [47] Младенцам неоднократно показывали объект в одном и том же положении на столе. Как только младенцы привыкали к объекту (т. е. проводили меньше времени, глядя на него), либо объект перемещали в пространстве, пока младенец оставался на том же месте возле стола, либо объект оставляли на том же месте, но младенца перемещали на противоположную сторону стола. В обоих случаях пространственные отношения между объектом и младенцем изменились, но только в первом случае сам объект переместился. Поймут ли младенцы разницу? Или они будут относиться к обоим случаям так, как будто сам объект переместился? Результаты показали возвращение поведения поиска (отвыкание) при изменении положения объекта, но не при изменении положения младенца. Отвыкание указывает на то, что младенцы воспринимали значительное изменение стимула. Поэтому младенцы понимали, когда сам объект перемещался, а когда нет. Только когда сам объект перемещался, они снова проявляли к нему интерес (отвыкание). Когда объект оставался в том же положении, что и раньше, он воспринимался как та же самая старая скучная вещь (привыкание). В целом процедуры привыкания/отвыкания помогают исследователям определить, как младенцы воспринимают свое окружение.
Привыкание является полезным первичным инструментом для последующей оценки умственных процессов на стадиях младенчества. Цель этих тестов или парадигм — регистрация времени смотрения, которое является базовым измерением. Привыкание ко времени смотрения помогает оценить определенные способности ребенка, такие как: память, чувствительность, и помогает ребенку распознавать определенные абстрактные свойства. Также обнаружено, что на привыкание влияют неизменные факторы, такие как возраст младенца, пол и сложность стимула. (Caron & Caron, 1969; Cohen, DeLoache, & Rissman, 1975; Friedman, Nagy, & Carpenter, 1970; Miller, 1972; Wetherford & Cohen, 1973).
Хотя существуют различные проблемы, которые возникают с привыканием. Некоторые младенцы имеют предпочтения к некоторым стимулам, основанные на их статических или динамических свойствах. Отвыкание младенцев также не воспринимается как прямая мера для психических процессов. В предыдущих теориях привыкания считалось, что отвыкание младенцев представляет их собственную реализацию запомнившегося стимула стимулов. Например: если младенцы отвыкают от определенного цветного предмета по отношению к новому предмету, то будет замечено, что они помнят цвет и сравнивают два цвета на предмет различий. Кроме того, еще одна проблема, которая возникает с привыканием, — это дихотомия новизны и знакомых стимулов. Если младенец все еще предпочитает новый, это означает, что младенец наблюдает новое пространственное отношение объекта, но не сам объект. Если младенец предпочитает знакомый, он замечает схему стимулов вместо фактических новых стимулов. [48]
Процедура привыкания/отвыкания также используется для обнаружения разрешения перцептивных систем. Например, приучая кого-то к одному стимулу, а затем наблюдая за реакциями на похожие, можно обнаружить наименьшую степень различия, которая поддается обнаружению. [ необходима цитата ]