Social Learning or Manipulation of Depression

"That’s the way it's always been done" is an Internet meme that is interesting mostly because it is presented as a purely scientific psychological experiment, which has been widely shared in Runet, both on sites dedicated exclusively to memes and on humorous ones. This experiment has been credited to both Bernard Werber and Harry Frederick Harlow, although it has never been real, and, certainly, has no scientific description.

But before we start discussing science, let's get to the bottom of this experiment that never actually happened, shall we?
A researcher puts five monkeys in a cage. There’s a bunch of bananas hanging from a string, with a ladder leading to the bananas. When the first monkey goes for the bananas, the researcher sprays all five monkeys with freezing water for five minutes. Some time later, when a second monkey inevitably tries to go for the bananas, the researcher once again sprays all five monkeys with the cold water for five minutes. The researcher then puts the hose away and never touches it again. But, when a third monkey tries to go for the bananas, the other four attack him to prevent him from climbing that ladder. They are afraid of the punishment that may come.

Then, the researcher replaces one of the monkeys with a new monkey who wasn’t part of the original experiment and was never sprayed with water. And, as soon as he touches the ladder to go for the bananas, the other four monkeys attack him to keep him from doing so.  If he tries again, they attack him again. Thus, the new monkey learns not to go after the bananas because he’ll get attacked if he does.

The researcher replaces a second monkey with another new monkey. When this monkey goes for the bananas, the other four attack him, including the new monkey who was never sprayed with water. The researcher then continues to replace all the monkeys one at a time, until all five of the original monkeys are removed from the cage. Each time the newcomer goes for the bananas, the others attack, even when they, as new monkeys, have never received punishment for going after the bananas. And thus, the new monkeys, who have never been sprayed with cold water, learn not to go after the temptation of the bananas.

The researchers hypothesize that, if they were to ask the monkeys why they don’t go for the bananas, they’d answer “because that’s the way it’s always been done”.

We were very intrigued by this idea, for through a prism of humor and ridiculousness a very interesting thought was observed in this story. It touched upon Bandura's 1969 theories of social learning. We decided to experimentally establish validity of this experiment. But we adjusted it in accordance with the modern neuroscience discoveries.

The main goal of the experiment was to prove development of a desired behavior or reflex in the test animal in response to a certain stimulus, and to determine the probability of transferring this developed reflex to other specimens of the selected group, without direct influence on them from the outside (i.e. formation of a desired behavior in an specimen not directly, by stimulating it, but through learning by other mammals; creation of a "chain reaction"). Also, based on the social structure of the behavior of the tested animals, monkeys were replaced by rats (Rattus wistar), because their hierarchical structure of interaction in the group resembles the social life of humans.

Question one: determining the degree of stressfulness of conditioned stimuli or what are rats afraid of?

To determine the degree of stressfulness of our stimulus for rats, we developed a field model that consists of five zones. The area of the field itself was divided into zones, to which the tested rat was directed depending on the degree of stressor exposure. Thus, under influence of the maximum strength stressor, the rat gets into the far corner (zone number 5), and zone number 1 is the feeding zone, i.e. the more scared the rat is, the farther the corner it runs away. The number of each zone corresponds to the stress level.

In order to identify the most effective stressor for the rats, we tried 7 cycles of stimulation, according to the results of which we gave a certain score for each cycle, depending on the zone in which the tested animal was located. The stressors experienced by the rats were the following: exposure to light, sound, vibration and water. For the sake of clarity, in order to estimate the stress, we made a table that shows stressor variants, serial number of stimulation cycle, the number of stress points for each cycle and the total sum of points for all cycles.

According to the results of the experiment it turned out that under the influence of light on the tested rats, during all cycles of exposure, there was no change in their behavior (total score - 7), while under the influence of sound on them the total score was 23. At the beginning of the experiment the reaction to stress was at its maximum, but then (in the last two cycles) the rats did not react at all - they got used to it. At the same time, the reaction to stress was the strongest during influence of water on the animals (total score - 23), but there was no addictive reaction. From the third cycle, when the rats were influenced by vibration, there was practically no effect (total score - 11). On the basis of these results (Table 1) we came to the conclusion that the rats were most afraid of water.

Question two: determining the preferred manner of the unconditional stimulus or what do rats want?

In order to determine the ultimate unconditional stimulus (an innate desire that is difficult to control, similar to a banana and monkey situation), we made another table (to rate the stimulus according to (A) the reaction time to it and (B) the competition for food with neighboring species). In the experiment we used the following products: feedmill, bread, cheese, candy, and cooked sausage. Points for time were given relatively, which means that the maximum score (5 points), which is the fastest response result among all the unconditional stimuli studied, was obtained for stimulating the rats with cheese (the reaction time to cheese was 9 seconds). Further ranking was done in descending order: 4 points for stimulation with cooked sausage (reaction time - 11 seconds), 3 points for bread (reaction time - 12 seconds), 2 points for feedmill (reaction time - 15 seconds) and 0 points for candy (reaction time was detected, but did not stimulate the rats' interest). The second analyzed indicator was the attempt to take away food (stimulus) from other rats (competition). A score of 1 point was assigned for each attempt to take away a stimulus. Thus, the animals competed the most for feedmill and cooked sausage (there were 2 attempts to take away the stimulus and 2 points, correspondingly). Bread, candy, and cheese didn't cause conflicts (0 points each).

Question three: are mammals able to successfully navigate in space and learn the skill of overcoming it or which rats are "smart"?

In order to determine the intellectual activity of rats and further artificial selection of individuals with the best performance in orienting and navigating in space (revealing their ability to learn), a vertical maze was constructed. We chose the vertical maze version in order to motivate the rats to overcome obstacles and optimize the time spent on its traversal. Tested rats entered the maze one by one. At this stage we immediately eliminated the individuals unable to find the exit (considering their intellectual abilities to be low). Individuals who successfully coped with the task reentered the maze. Only those rats that completed the maze both the first and the second time were allowed to participate in the experiment, as cognitive abilities reflect the ability to learn (thus, we cleaned our sample).

Therefore, 250 rats of the same species (50 groups) were artificially selected favoring species with good learning abilities. Some of the selected tested animals were infected with staphylococcus aureus (as a provocation of biological mechanisms that determine behavior at the brain level). Later on, they developed an inflammatory reaction, which was confirmed by general blood tests (increased ESR).

Question four: Is it possible to transfer a learned behavior pattern or can we change the rats' habits?

The field experiment consists of a platform with a hole for liquid, an optimal stressor (water), a pole and a platform on which we put a stimulus (cooked sausage) is placed, and a container for liquid. Five rats, each taken from different families (to avoid conflicts), entered the described construction. Their daily food ration was reduced. When the starving rats began to climb up the platform with a stimulus (sausage), they were exposed to a stress factor (cold water).

With this experiment repeated several times the rats infected with staphylococcus aureus formed and established the connection: stimulus (food) - attempt to get it (action) - exposure to the stress factor (as a result). They learned to ignore the stimulus (food) and made no more attempts to get it, but that part of the tested animals whose bodies did not show inflammatory reactions (healthy species) did not show such a learning ability.

After that, we removed one of the five rats from the experiment, replacing it with an animal from a different group. The new rat did not yet know the "rules" and tried to climb up the platform to get the sausage, but those rats that had already been "taught" by the stressor what happens if you try to get the food attacked the newbie, not allowing it to get the stimulus. Thus, the new rat, having met resistance from the other test subjects, learned that it is not worth a sausage to take it (it developed a reflex). The experiment with replacement of rats was repeated until only those rats remained in the experiment, which were not affected by the water stress factor at all. At the same time the species, which were attacked by other rats "learned" by the stress factor, began to attack the others, preventing them from reaching the stimulus and experiencing the impact of the water stress factor. In the end, it turned out that none of the rats participating in the experiment were willing to make the effort to reach the stimulus, while "not really knowing" the reason for their learned atypical behavior.

We can come to the conclusion that pessimistically socialized mammals (naturally or artificially) are more submissive and less willing to express their will to achieve their own stimulus.

Социальное научение или манипуляция депрессией

«Здесь так принято» — интернет-мем, интересный прежде всего тем, что преподносится, как сугубо научный психологический эксперимент, описание которого широко разошлось в Рунете, в том числе, как на сайтах, посвящённых исключительно мемам, так и на юмористических. Данный эксперимент приписывается как Бернару Верберу, так и Гарри Фредерику Харлоу, хотя он так и не перешел из виртуальной жизни в реальную и, тем более, не имеет научного описания.

Но прежде, чем начать разговор о науке, давайте разберемся, в чем же суть эксперимента, которого не было?
Клетка. В ней 5 обезьян. К потолку подвязана связка бананов. Под ними лестница. Проголодавшись, одна из обезьян подошла к лестнице с явными намерениями достать банан. Как только она дотрагивается до лестницы, открывается кран и поливает всех обезьян холодной водой.  Проходит немного времени, и другая обезьяна пытается полакомиться бананом. Происходит идентичная ситуация.  
Третья обезьяна, обезумев от голода, пытается достать банан, но остальные хватают ее, не желая холодного душа. А теперь убираем одну из обезьян, переживших ситуацию, из клетки, и заменяем ее новой обезьяной, которая сразу же, заметив бананы, пытается их достать. К своему ужасу, она видит негодование остальных обезьян, атакующих ее. После третьей попытки она понимает, что достать банан ей не удастся. Теперь убираем из клетки еще одну из первоначальных пяти обезьян и запускаем туда новенькую. Как только она попыталась достать банан, все обезьяны дружно атаковали ее, причем и та, которую заменили первой (да еще и с энтузиазмом).
И так, постепенно заменив всех обезьян, мы станем свидетелями ситуации, когда в клетке окажутся 5 обезьян, которых водой не поливали, но которые не позволят никому достать банан. Далее весь эксперимент объясняется выражением «Здесь так принято».

Нас очень заинтересовала это идея, так как сквозь призму юмора и нелепицы в этой истории наблюдалось очень интересная задумка, которая затрагивала теории социального научения А. Бандуры 1969 г. Мы решили экспериментально установить подлинность данного исследования, но с корректировками и опорой на находки современных нейронаук.

Основной целью эксперимента стала возможность доказать выработку у подопытного животного желаемого поведения или рефлекса, в ответ на определённый раздражитель, и определить вероятность передачи этого выработанного рефлекса другим особям отобранной группы, без прямого влияния на них извне (то есть, формирование у особи желательного поведения не напрямую, стимулируя ее, а посредством научения другими млекопитающими; формирование своего рода «цепной реакции»). Далее, с опорой на социальную структуру поведения исследуемых животных, обезьян заменили на крыс (Rattus wistar), так как их иерархическое построение взаимодействия в группе напоминает социальную жизнь человека.

Вопрос первый: определение степени стрессогенности условных стимулов или чего боятся крысы?

Для определения степени стрессогенности предлагаемого нами стимула для крыс, была разработана модель поля с пятью зонами. Площадь самого поля поделена на зоны, в которые направлялась подопытная крыса в зависимости от степени воздействия стрессора. Так, при воздействии максимального по силе стресс-фактора, крыса забивается в дальний угол (зона номер 5), зона номер 1 -  зона для кормления, то есть, чем сильнее крыса боится, тем более далекий угол она убегает. При этом номер каждой зоны соответствует баллам испытываемого стресса.

Чтобы выявить наиболее оптимальный для крыс стрессор, в ходе эксперимента было проведено 7 циклов воздействия, по результатам которого за каждый цикл, в зависимости от нахождения подопытного животного в какой-либо зоне, выставлялся определенный бал. Факторы стресса, испытываемые крысами, были следующие: воздействие светом, звуком, вибрацией и водой. Для оценки стресса, с целью наглядности, была составлена таблица с указанием вариантов стресса, порядковым номером цикла воздействия, количеством баллов за каждый цикл и итоговой суммой баллов за все циклы.

В результате эксперимента получилось, что при влиянии на подопытных крыс светом, на протяжении всех циклов воздействия, в их поведении не было никаких изменений (суммарное количество баллов - 7), при воздействии на них звуком (сумма баллов - 23). В начале эксперимента реакция на стресс была максимальной, однако затем (в последних двух циклах) крысы никак не реагировали — отмечалось привыкание. При этом, максимальный ответ на стресс животные испытывали во время воздействия на них водой (сумма баллов - 23), однако реакции привыкания не возникало. При воздействии на крыс вибрацией уже с третьего цикла эффект практически отсутствовал (11 баллов). Исходя из данных результатов (табл.1) было принято решение, что крысы больше всего боятся воды.

Вопрос второй: определение предпочтительного характера безусловного стимула или чего хотят крысы?

С целью определения оптимального безусловного стимула (врождённое желание, которое сложно контролировать, по аналогии с бананом), была разработана ещё одна таблица (оценка стимула в зависимости от (А) времени реакции на него и (Б) конкуренции за еду с соседними особями). В ходе эксперимента использовались следующие продукты: комбикорм, хлеб, сыр, конфета и «Докторская» колбаса.  Баллы за время выставлялись относительно, что означает, что максимальный балл (5 баллов) — есть самый быстрый результат реагирования среди всех исследуемых безусловных стимулов, получен за стимуляцию крыс сыром (время реагирования на сыр заняло 9 секунд). Далее разбалловка происходила по убыванию: 4 балла - за стимуляцию «Докторской» колбасой (обнаружена через 11 секунд), 3 балла - хлебом (был обнаружен через 12 секунд), 2 балла - комбикормом (обнаружен через 15 секунд) и 0 баллов - конфетой (она была обнаружена, но не вызвала заинтересованности у крыс). Вторым анализируемым показателем являлась попытка отобрать еду (стимул) у других крыс (конкуренция). За каждую попытку отобрать стимул выставлялась оценка в 1 балл. Таким образом, больше всего животные конкурировали за комбикорм и «Докторскую» колбасу (было произведено по 2 попытки отобрать стимул, и выставлено по 2 балла, соответственно). Хлеб, конфета и сыр не являлись источниками конфликтов (по 0 баллов).

Вопрос третий: способны ли млекопитающие успешно ориентироваться в пространстве и усваивать навык его преодоления или какие крысы «умные»?

С целью определения интеллектуальной активности крыс и дальнейшего искусственного отбора особей с наилучшими показателями в ориентировании и запоминании пространства (выявление их способности к научению), был сконструирован вертикальный лабиринт. Выбор в пользу вертикальной версии лабиринта был сделан с целью мотивации крыс к преодолению препятствий и оптимизации времени, затраченного на его прохождение. Подопытных крыс поочерёдно запускали в лабиринт и сразу отсеивали особей, не способных найти выход (считая их интеллектуальные способности низкими). Особей, успешно справившихся с заданием, повторно запускали в лабиринт. К эксперименту допустили лишь тех крыс, которые и в первый, и во второй раз, безошибочно преодолевали лабиринт, поскольку когнитивные способности отражают способность к научению (тем самым мы почистили выборку).

Таким образом, был проведён искусственный отбор 250 крыс одного вида (50 групп) в пользу особей с хорошими способностями к научению. Часть отобранных подопытных животных была инфицирована стафилококком (т.к. это является провокацией биологических механизмов, определяющих поведение на уровне мозга) с дальнейшим развитием воспалительной реакции, что было подтверждено общими анализами крови (повышение СОЭ).

Вопрос четвертый: передача выученного паттерна поведения или можно ли изменить привычки крыс?

Полевой эксперимент представляет собой площадку с отверстием для жидкости (схема 1), оптимальный стрессовый фактор (вода), столб и платформу, на которой размещён стимул («Докторская» колбаса), и емкость для жидкости. В описанную конструкцию запускали по 5 крыс, взятых из разных семей (во избежание конфликтов), и уменьшали их ежедневный рацион питания. Когда проголодавшиеся крысы начинали взбираться на платформу со стимулом (колбасой), на них оказывалось воздействие (схема 2) фактором стресса (холодная вода).

При неоднократном повторении данного опыта, у крыс, инфицированных стафилококком, формировалась и закреплялась связь: стимул (еда) - попытка его раздобыть (действие) - воздействие стрессового фактора (как результат). Они научались игнорировать стимул (еду) и больше не предпринимали попыток его достать, однако та часть подопытных животных, в организме которых не было выявлено воспалительных реакций (здоровые особи), не показывала такой способности к научению.

После этого, одну из пяти крыс убирали из эксперимента, заменяя ее на особь из другой группы. Новая крыса ещё не знала «правил» и пытается взобраться на платформу, чтобы достать колбасу, однако те крысы, которые уже были «научены» в результате воздействия стрессового фактора при попытке достать еду, атаковали ее, не позволяя заполучить стимул. Таким образом, новая крыса, встретив сопротивление со стороны других подопытных особей, училась тому, что брать колбасу не стоит (у неё вырабатывается рефлекс). Опыт с заменой крыс повторялся до тех пор, пока в эксперименте не оставались только те крысы, на которых вообще не воздействовал фактор стресса в виде воды. При этом особи, которых атаковали другие крысы, «наученные» фактором стресса, начинали атаковать других, не давая им достигать стимул и испытать воздействие фактора стресса. В конечном итоге оказалось, что ни одна крыса, участвующая в эксперименте, не захотела предпринимать усилия для получения стимула, при этом, «не понимая» причины своего выученного нетипичного поведения.

Можно сделать вывод, что млекопитающие пессимистически социализируемые (естественно или искусственно) более подчиняемы и менее готовы к выражению волевых проявлений для достижение собственного стимула.

Thank you! Your submission has been received!
Oops! Something went wrong while submitting the form.
Напишите нам
Thank you! Your submission has been received!
Oops! Something went wrong while submitting the form.