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メジャー IIの生物学

学習成果

  • 動物における学習行動の異なるタイプを特定する

単純な学習行動

以前に論じた行動の大部分は生得的であったか、少なくとも生得的なコンポーネントを持っている(生得的な行動のバリエーションが学習される可能性がある)。 それらは継承され、行動は環境からの信号に応答して変化しません。, 逆に、学習された行動は、本能的な要素を持っているかもしれませんが、生物が環境の変化に適応し、以前の経験によって変更されることを可能にし シンプルな学習行動には、慣れと刷り込みが含まれます—どちらも若い動物の成熟過程にとって重要です。

慣れ親しみ

慣れ親しみは、動物が反復暴露の期間の後に刺激に応答しなくなる学習の単純な形式です。 これは刺激が罰か報酬と関連付けられないので、非連想学習の形態である。, プレーリードッグは通常、捕食者に脅かされたときにアラームコールを鳴らしますが、この音に害がないときに人間の足音の音に慣れてしまうため、アラームコールで応答しなくなります。 この例では、動物は依然として潜在的な捕食者の音に反応するので、慣れは人間の足音の音に特有です。

インプリンティング

図1. 彼らの母親へのアヒルの添付ファイルは、刻印の例です。, (credit:modification of work by Mark Harkin)

インプリンティングは、特定の年齢またはライフステージで発生する学習のタイプであり、関係する種とは無関係です。 孵化アヒルは、彼らが見る最初の大人、彼らの母親を認識し、彼女との絆を作ります。 おなじみの光景は、アヒルの子が母親の後を歩いたり泳いだりすることです(図1)。, これは別のタイプの非連想学習ですが、これらの動物の成熟過程において非常に重要であり、保護されるように母親の近くにとどまることを奨励し、生き残りの可能性を大幅に高めるためです。 しかし、生まれたばかりのアヒルが母親を見る前に人間を見た場合、彼らは人間に刻印し、彼らの本当の母親に従うのと同じ方法でそれに従います。

国際クレーン財団は、世界の百日咳クレーンの人口を21人から約600人に引き上げるのに役立っています。, 孵化を刻印することは成功の鍵となっています:生物学者は完全なクレーンの衣装を着ているので、鳥は決して人間を”見る”ことはありません。 詳細については、このビデオを見ます。

条件付き行動

条件付き行動は、刺激が結果に関連付けられる連想学習のタイプです。 オペラントの調節の間に、行動の応答は形態、強さ、または頻度に関して結果によって、変更されます。,

古典的条件付け

古典的条件付けでは、条件付け応答と呼ばれる応答は、以前に関連付けられていなかった刺激、条件付け刺激に関連付けられ 元の無条件刺激に対する応答は、無条件応答と呼ばれます。 古典的な条件付けの最も引用された例は、イワン-パブロフの犬による実験です(図2)。 パブロフの実験では、無条件の反応は、食べ物を見たり匂いを嗅いだりする無条件の刺激に応答して、犬の唾液分泌でした。, 研究者が無条件の応答に関連付けたコンディショニング刺激は、ベルのリンギングでした。 コンディショニング中に、動物が食べ物を与えられるたびに、鐘が鳴りました。 これを繰り返し数を試みている。 しばらくすると、犬は鐘の鳴りを食べ物と関連付け、唾液分泌によって反応することを学びました。 コンディショニング期間が終了した後、犬は無条件の刺激、食物がなくても、鐘が鳴ったときに唾液分泌することによって反応するでしょう。, したがって、鐘の鳴りは条件付き刺激となり、唾液分泌は条件付き応答となった。 いくつかの科学者によって、無条件と条件付きの応答は同一であると考えられていますが、パブロフでさえ、条件付きの犬の唾液が無条件の犬と比べて特徴的な違いを持っていることを発見しました。

図2. 古典的なパブロフの応答では、犬は鐘の鳴りを食物と関連付けるように調整されます。,

このタイプのコンディショニングは、対になった刺激と応答に複数の曝露を必要とするという科学者たちによって考えられていましたが、これはすべての場合に必要ではなく、単一のペアリング実験でいくつかのコンディショニングを学ぶことができることが知られています。 古典的な条件付けは行動主義の主要な主義、生きている事のすべての行為、思考および感情が環境の行動の修正そして変更によって扱うことができる行動であることを提案する心理学哲学の枝である。,

オペラント条件付け

図3. 餌を与えることによるイルカの訓練は、積極的な強化オペラントコンディショニングの例です。 (credit:Roland Tanglao)

オペラントコンディショニングでは、動物が刺激に応答するにつれて、条件付きの行動はその結果によって徐々に変更されます。 このようなコンディショニングの主な支持者は、心理学者B.F.スキナー、スキナーボックスの発明者でした。 スキナーは、落ち込んだときにネズミに食べ物を分配するレバーを含む彼の箱にネズミを入れました。, 当初、ラットは偶然にレバーを数回押すだろうが、最終的にはレバーを押して食べ物を得ることに関連していた。 このタイプの学習は、オペラント条件付けの例です。 オペラント学習は、ほとんどの動物の訓練の基礎です。 条件付きの行動は、それぞれ正または負の強化、多くの場合、食物または何らかの種類の罰などの報酬によって継続的に変更されます。, このように、動物は罰や報酬と行動の種類を関連付けるように条件付けされ、時間の経過とともに、イルカが海洋遊parkショーで行う”トリック”など、野生では行われなかった行動を行うように誘導することができます(図3)。

認知学習

古典的およびオペラント条件付けは、人間および他の知的動物が学ぶための非効率的な方法である。 人間を含むいくつかの霊長類は、他人の行動を模倣し、指示を受けることによって学ぶことができます。, 人間による複雑な言語の発達は、認知学習、心を用いた情報の操作、人間の学習の最も顕著な方法を作った。 実際、それは学生がこの本を読むことによって今学んでいる方法です。 学生が読むように、彼らは物体や生物の精神的なイメージを作り、それらの変化、またはそれらによる行動を想像し、その結果を予測することができます。, 視覚処理に加えて、認知学習は、過去の経験を覚えたり、物理的な物体に触れたり、音を聞いたり、食べ物を味わったり、その他のさまざまな感覚ベースの入力によっても強化されます。 認知学習は非常に強力であり、条件付けを詳細に理解するために使用できます。 逆のシナリオ、コンディショニングになるのは誰かを学ぶ認知機能

認知学習に関する古典的な研究は、Wolfgang Köhlerによってチンパンジーと一緒に行われました。 されることを検証するこれらの動物たる抽象的思考を図るとともに、そこにどのように解決しよう!, バナナが高すぎて届かないケージに吊り下げられ、いくつかの箱が床にランダムに置かれたとき、チンパンジーの中には箱を積み重ね、その上に登ってバナナを手に入れることができた人もいました。 これは、アクションを実行する前でさえ、ボックスを積み重ねた結果を視覚化できることを意味します。 このタイプの学習は、条件付けよりもはるかに強力で汎用性があります。

認知学習は霊長類に限定されるものではありませんが、それを使用するのが最も効率的です。 H.C.によってラットで行われた迷路の実行実験, 1920年代のBlodgettは、単純な哺乳類で認知能力を示した最初のものでした。 動物が迷路を通って自分の道を動作するようにするための動機は、その最後に食べ物の一部でした。 これらの研究では、グループIの動物は一日あたり一つの試験で実行され、実行の完了時に毎日それらに利用可能な食べ物を持っていました(図4)。 グループIIラットは最初の六日間迷路内で摂食されず,その後数日間食べ物を用いて実行された。 グループIIIラットは三日目およびその後毎日食べ物を摂取した。, その結果、対照ラット、グループIは、すぐに学び、七日で迷路を実行する方法を考え出したことでした。 III群は食べ物なしで三日間はあまり学習しなかったが,食べ物報酬を与えられたときに急速に対照群に追いついた。 グループIIは、彼らをやる気にさせる報酬なしで六日間非常にゆっくりと学習し、彼らは食べ物が与えられた日まで対照群に追いつき始めず、迷路を学ぶ

図4., グループI(緑の実線)は、各試行の終わりに食べ物を見つけ、グループII(青い破線)は最初の6日間は食べ物を見つけられず、グループIII(赤い点線)は最初の三日 するラットの食事前学習の高速化とそれをコントロール群です。 グループIIとIIIの線のオレンジ色の点は、食べ物の報酬が迷路に追加された日を示しています。

このタイプの学習が条件付けとは異なることはすぐには明らかではないかもしれません。, 一つは、ラットが単に右と左のターンの条件付きシリーズを通して自分の道を見つける方法を学んだと信じるように誘惑されるかもしれないが、E.C.Tolmanは、ラットが彼らの心の中で迷路の表現を作っていたことを十年後に証明しました。”これは、認知学習の力と、これらの能力が人間だけに限定されなかったことを初期に実証したものです。

社会生物学

社会生物学は、もともと1970年代に社会昆虫研究者E.O.ウィルソンによって普及した学際的な科学です。, ウィルソンはこの科学を”集団生物学と進化論の社会組織への拡張”と定義した。”社会生物学の主な推進力は、攻撃性やその他の社会的相互作用を含む動物と人間の行動は、遺伝学と自然選択の観点からのみ説明できるということ 故スティーブン-ジェイ-グールドのような著名な科学者は、行動に対する環境への影響を無視するアプローチを批判した。, これは、生物の特性を決定する際の環境の役割に対する遺伝学の役割に関する”自然対育成”の議論のもう一つの例です。

社会生物学はまた、遺伝子と行動を結びつけ、すべての行動が私たちの遺伝子に結びついているという”生物学的決定論”と関連しています。 な紛争がある特定の行動に継承することになる自然選択の役割を保持します。 このような原則を人間の行動に適用することが、この論争を引き起こし、今日活発になっています。,

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  1. エドワード-O-ウィルソン。 人間の本性について(1978年、repr。,Cambridge:Harvard University Press,2004),xx.†

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