迷宫与动物行为研究发展历史

概括

在动物心理学的实验研究中，迷宫是很常用的一种仪器。文章介绍了迷宫的发展历史、类型以及应用的研究领域，并讨论了未来迷宫方法的进一步改进及其广泛的应用前景。迷宫在实验动物心理学形成及发展中的作用至关重要：从19世纪末20世纪初开始，迷宫已经成为心理学家测试动物能力时常用的仪器（啮齿类，猫，狗，以及灵长类）。迷宫任务对实验室测试特别适用，因为仪器本身可以告知动物需要它们做的是什么（类似于人类实验的指示语）。

  一、发展历史及迷宫类型

19世纪末，Lubbock首先在昆虫的开创性实验研究中发明迷宫方法。从那时候开始，研究者发明了大量迷宫模式，用于各种研究。20世纪30-40年代，研究中所用不同类型的迷宫包括：Small的汉甫敦场迷宫（HamptonCourtmaze,1900），Yerks的T模式蚯蚓迷宫（T-patternearthwormmaze,1912），Watson的环形迷宫（circularmaze,1914），Carr-Watson的运动觉迷宫（kinestheticmaze,1914），Carr的广场迷宫（squaremaze,1923），Warden的多重U迷宫（multipleU-maze,1925），Stone的多重T迷宫（multipleT-maze,1927），Hunter的时间迷宫（temporalmaze,1928）和三维迷宫（tri-dimensionalmaze,1929），Warden-Warner的单元迷宫（unitmaze,1929）和线型迷宫（linearpatternmaze,1929），达希尔的棋盘式或敞开式通路迷宫（1930），Tolman等人的射线型（sunburst）迷宫（1946）、十字形或双T式迷宫等等。70-80年代，许多研究还使用B?ttig的封闭过道迷宫（enclosedalleymaze,1976），Barnett的居住迷宫（residentialmaze,1975），Olton的高架放射臂迷宫（elevatedradialarmmaze,1976），Maier的三桌迷宫（three-tablemaze），Morris（1981）的水迷宫，等等*。目前在各类研究中最常用的有T迷宫及其变式、以及4臂以上的放射臂迷宫和水迷宫。

 多年以来，人们利用各种迷宫进行动物学习、记忆、觅食策略、空间认知等多方面的研究。涉及的动物被试有鸟、鱼、蛙、海龟、豚鼠、羊、猫、狗、猴子、蚯蚓、蜗牛等等，而最常用的是大白鼠。

 在迷宫实验中通常采用的指标为：被试达到某一指定标准前所需要的学习次数；每轮实验的错误次数和产生的位置；每轮实验所需时间以及实验中的行为表现；等等。

  二、研究现状

自从迷宫成为一种实验方法以来，心理学家利用它进行了大量研究，其中主要的是对动物的学习和记忆过程，特别是动物空间能力的研究。

  1.学习过程研究

  1.1位置学习与反应学习

关于动物在迷宫中学到的是什么，曾经有两种推测。一种认为动物在解决迷宫这样的空间问题时，是通过回避或趋向一个特定的地点，也就是位置学习；另有学者认为动物形成了特定的反应模式。Tolman利用十字迷宫对大鼠进行实验，结果表明它们是位置学习；但后来的研究也发现，当没有其它可利用的线索时，动物也可以进行动作反应学习。Tolman等人认为位置学习和反应学习都在大鼠的能力范围之内，而位置学习比较容易，也可能是比较自然。但是后来的实验说明位置学习的优越性还是与实验的具体条件有关的，如所用的程序是改正还是非改正；集中的还是间断的学习尝试；事先的训练以及有关位置的信号等都可能会影响动物的学习。Restle作了"位置学习"和"反应模式学习"组的对照实验，结果两组学习得一样快。他总结说，没有一个特性说明大鼠就是一个"位置"学习者或者就是一个"反应模式"学习者，在迷宫中大鼠将利用各种有关线索，而这些线索的重要性等级依赖于给予的有关刺激量和动物的感觉能力。

  1.2学习时利用的线索

 动物在迷宫学习中可以利用迷宫内外各种线索，这方面的研究在大鼠中进行得最充分。首先，动物可以利用身体本身的感觉线索。Small最早从其实验结果中推论，不是视觉和嗅觉，而很可能是触觉、动觉供给了白鼠走迷宫的主要信息。后来Watson用排除法进行了系统辨认各种感觉信号作用的工作。他用外科手术干预动物某一或某几个感觉道，然后让它们进行迷宫学习，并与正常情况下的成绩比较。由于动觉无法用外科手术破坏，而别的感觉道损坏后的结果与正常条件下学习结果无显著差异，所以使他和一些早期工作者提出了"动觉驱动"假设。后来，Lashley切断颈部脊髓背干上行的躯干和腿部来的内导神经通路，较大程度上排除了动觉，其结果"反对迷宫学习中动觉的首要性"。最后，心理学家接受了逻辑上的一个可能结论，即没有单独一个感觉对于迷宫学习是主要的，动物可综合利用得到的感觉信号。即使象白鼠这样视觉不很发达的动物，迷宫内外的视觉刺激也可以给它提供信息。Brown等人（1993）用8臂迷宫考察了大白鼠对迷宫内外线索的利用，他们的实验结果表明，大鼠并非单一地利用迷宫内或外线索，而是在不同条件下，对迷宫内外线索的利用程度有所不同[1]。这也说明动物对线索的利用并不是唯一的，而是综合利用各方面的信息。