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Articolo metodologico

Un metodo per studiare il cambiamento cecità nei piccioni (Columba Livia)

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DOI:

10.3791/56677

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7 settembre 2018

1Department of Psychology, Whitman College

In questo articolo

Sommario

Cecità di cambiamento è un fenomeno di attenzione visiva, per cui le modifiche a un display visivo inosservato in determinate circostanze specifiche. Questo protocollo descrive una variazione sul paradigma sfarfallio per indagare la cecità di cambiamento che è appropriato ed efficace per la ricerca con i piccioni.

Abstract

Cecità di cambiamento è un fenomeno di attenzione visiva, per cui le modifiche a un display visivo inosservato in determinate circostanze specifiche. Mentre molte procedure di laboratorio sono state sviluppate che producono cambiamento cecità negli esseri umani, il paradigma di sfarfallio è emerso come un metodo particolarmente efficace. Nel paradigma della luce intermittente, due visual display sono presentati in alternanza con uno altro. Se visualizzazioni successive sono separate da un breve intervallo Inter-stimolo (ISI), il rilevamento delle modifiche è alterato. La semplicità della procedura e la definizione operativa chiara, basato sulle prestazioni di cambiamento cecità rendono il paradigma di sfarfallio adatto per ricerca comparativa usando gli animali non umani. Infatti, è stata sviluppata una variante che può essere implementato in alloggiamenti operante per studiare il cambiamento cecità nei piccioni. Risultati indicano che i piccioni, come gli esseri umani, sono peggiori a rilevare la posizione di un cambiamento, se due schermi consecutivi sono separati nel tempo da un vuoto ISI. Inoltre, il rilevamento delle modifiche dei piccioni sono coerente con un processo di ricerca attiva, di un luogo che richiede attenzione selettiva. Il compito di sfarfallio, quindi, ha il potenziale per contribuire alle indagini della dinamica dell'attenzione spaziale selettiva dei piccioni in confronto gli esseri umani. Viene inoltre illustrato che il fenomeno di cambiamento cecità non è esclusivo alla percezione visiva degli umani, ma invece può essere una conseguenza generale dell'attenzione selettiva. Infine, mentre aspetti utili di attenzione sono ampiamente apprezzati e compreso, è anche importante riconoscere che possono accompagnati da specifiche imperfezioni come cambiare cecità, e che queste imperfezioni hanno conseguenze attraverso una vasta gamma di contesti.

Introduzione

Psicologia cognitiva ha dimostrato ripetutamente sorprendente e spesso sorprendenti imperfezioni nei nostri processi cognitivi. Alcuni degli esempi più notevoli includono ma non sono limitati a falsi ricordi1, suboptimale decisione euristica2e ragionamento statistico difettoso3. Una più recente aggiunta a questa lista è il fenomeno di cambiamento cecità. Cecità di cambiamento è un fallimento coerenza di attenzione, in cui uno non riesce a notare anche importanti modifiche al proprio ambiente. In una dimostrazione4, sperimentatori avevano un individui confederato approccio per chiedere indicazioni. Durante la loro conversazione, lavoratori che trasportano una porta passata tra i due, brevemente interrompere il contatto visivo e offrendo l'opportunità di scambiare il confederato per una persona diversa. Dopo questo scambio occulta, maggior parte degli individui non è riuscito a notare che loro partner di conversazione non era più la stessa persona. Questo fallimento è sorprendente, perché le modifiche ad ogni istante sembrerebbe essere segnali di eventi potenzialmente importanti che dovrebbero attirare la nostra attenzione.

Per capire meglio come e perché si verifica il cambiamento cecità, i ricercatori hanno portato in laboratorio e sviluppato diverse procedure ingegnoso5,6,7,8 per studiarla sotto più condizioni controllate. Un approccio particolarmente riuscito è stato soprannominato "il compito di sfarfallio"9. In questa procedura, gli sperimentatori fotografie a cura di rimuovere una funzionalità e poi presentato le immagini ai partecipanti, alternarsi rapidamente tra le versioni originali e modificate. I partecipanti subito notato le differenze. Tuttavia, se è stato inserito un campo vuoto breve tra consecutivi rilevamento delle modifiche di immagini (producendo un display tremolante per cui la procedura è denominata) era molto più difficile, con conseguente peggio precisione e tempi di risposta più lenti. Questa procedura è interessante perché fornisce una misura precisa della cecità di cambiamento, ed è facile da manipolare aspetti specifici del display come la dimensione, salienza o temporizzazione di un cambiamento.

Il paradigma di sfarfallio ha dimostrato di essere un potente strumento per l'apprendimento di percezione e attenzione in esseri umani10. L'effetto è sorprendentemente potente e persistente. Cecità di cambiamento può verificarsi per le modifiche all'oggetto solo una semplice animazione11e quando guardando direttamente a un cambiamento posizione12. Anche l'esperienza con cambiamento cecità e la consapevolezza del fenomeno non eliminarla13. Inoltre, cambiamento cecità è piuttosto vario e può essere indotta da una serie di eventi diversi, come occhio saccadi5, mudsplashes14, motion foto tagli7o occlusione visiva4. Un fenomeno parallelo si verifica uditiva15 e modalità tattile16 , che indica che non può essere esclusiva agli stimoli visivi e può essere un fenomeno più generale di attenzione.

Gli esseri umani del corso, sono non è l'unico animale che fa uso di attenzione. Piccioni, ad esempio, mostrano molte delle stesse abilità attentional che gli esseri umani fanno. Possono selezionare caratteristiche specifiche per il trattamento preferenziale (come quando si utilizza un'immagine di ricerca per trovare cibo specifici obiettivi)17,18. Si può spostare l'attenzione a specifiche regioni o posizioni spaziali19. Essi possono spostare la loro attenzione tra livelli gerarchici di organizzazione20,21. Essi possono anche dividere attenzione tra diversi aspetti di un stimolo display22,23. Quindi, sembra che i piccioni possiedono molte delle stesse abilità che fanno attenzione utile per gli esseri umani. Se cambiamento cecità ha a che fare con alcune delle limitazioni intrinseche dell'attenzione, potremmo aspettarci di vedere un effetto di cecità di cambiamento parallelo in piccioni (e forse altri animali). Inoltre, ci sono stati recentemente studi più successo di rilevamento delle modifiche effettuate utilizzando i piccioni, implementazione di fenomenologie metodi24,25,26,27, 28.

Recente ricerca29,30,31,32 ha adattato il paradigma di sfarfallio per studiare il cambiamento cecità nei piccioni e ha prodotto risultati che cambiamento umano cecità in parallelo. Il rapporto corrente descrive un metodo semplice per l'implementazione di questa procedura in un alloggiamento dell'operatore. Come con le versioni umana dell'attività, è facile da isolare e manipolare aspetti specifici della presentazione dello stimolo al fine di indagare la loro influenza sul rilevamento delle modifiche e modificare cecità. Pertanto, la procedura dovrebbe costituire uno strumento prezioso per la ricerca sulle limitazioni dell'attenzione aviaria e nella misura in cui sono simili alle limitazioni di attenzione umana.

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Protocollo

La procedura qui descritta è in conformità con il benessere animale dell'ufficio di laboratorio e con noi politica di servizio sanità pubblica su cura umanitaria e uso di animali da laboratorio e fu approvata dal comitato di uso e istituzionali Animal Care Whitman College.

1. ridurre i pesi dei piccioni

Nota: Pesi dei piccioni sono ridotti all'80-85% di loro gratis-alimentazione peso33 per garantire che gli uccelli siano sani e adeguatamente motivati a lavorare per il cibo.

  1. Casa ingenuo gli uccelli in gabbie individuali con accesso illimitato all'acqua, grana e cibo.
  2. Pesare ogni piccione approssimativamente alla stessa ora ogni giorno per 2-4 settimane, o fino a peso libero-alimentazione di ogni uccello ha stabilizzato.
  3. Calcolare un peso di destinazione per ogni piccione pari al 85% del suo peso gratis-alimentazione stabile.
  4. Limitare il cibo per ridurre gradualmente il peso di ogni piccione fino a raggiungere il target del peso34. Piccioni dovrebbero ancora hanno libero accesso all'acqua e grinta.
    Nota: Esperimenti pubblicati utilizzando questo protocollo29,30,31,32 hanno dato risultati significativi utilizzando tra 4 e 6 piccioni a condizione. Numeri simili dovrebbero essere adeguati per una replica diretta o sottile variazione. Variazioni che riducono la grandezza dell'effetto cecità cambiamento potrebbero richiedere un campione più ampio.

2. treno piccioni beccare stimoli visualizzati sui tasti risposta nella camera operante e mangiare grano dalla tramoggia cibo

Nota: Le sessioni di formazione e sperimentale richiedono un controllo preciso del computer, con risoluzione temporale di meno di 1 ms. utilizzare un linguaggio di programmazione flessibile (Vedi Tabella materiali) per il controllo dell'operatore camere tramite un relè i/o.

  1. All'inizio della sessione di ogni giorno, pesare i piccioni e metterli in alloggiamenti dell'operatore (Vedi Tabella materiali). Ingenuo piccioni possono bisogno di tempo per ambientarsi alla movimentazione, pesatura e di trasporto da e per la camera di operante.  Fino ad allora, prestare particolare attenzione a maneggiare uccelli delicatamente e monitorarli per segni di stress.
  2. Eseguire 100 prove per ogni sessione giornaliera. Per ogni prova:
    1. Selezionare casualmente un elemento di stimolo visivo (ad esempio, un colore o una linea) e uno dei tre tasti (Vedi Tabella materiali) nella camera dell'operatore. Illuminare l'elemento selezionato stimolo la relativa chiave utilizzando un proiettore compatibile stimolo (Vedi Tabella materiali).
      Nota: I tempi di inizio ed il contrappeso delle lampadine a incandescenza che sono standard in molti alloggiamenti operanti sono troppo lenti per essere appropriato per questo metodo. Sostituire qualsiasi lampadine a incandescenza in aula operante con un equivalente di LED più veloce e quindi confermare che i display vengono visualizzati come previsto e che l'insorgenza di stimoli è croccante (meno di 1 ms da inizio a picchi di luminosità).
    2. Attendere fino a quando un piccione becca la chiave su cui è visualizzato lo stimolo. Non riconosco beccate a tutti gli altri tasti.
      Nota: Piccioni esperti possono sapere immediatamente a beccare i tasti illuminata risposta. Ingenui o meno esperti uccelli beccare può essere modellato utilizzando procedure di35 handshaping o autoshaping, come sarebbero per altre attività di laboratorio.
    3. A seguito di una singola beccata per la chiave di risposta corretta, è necessario azzerare il display di stimolo e fornire accesso al grano da tramoggia cibo per 2-3 secondi.
  3. Alla fine di ogni sessione, rimuovere i piccioni dalle camere operante e pesare prima di restituirli alla loro casa gabbie. Regolare il tempo di accesso di cibo tra le sessioni per mantenere pesi in esecuzione singoli uccelli all'80-85% dei loro pesi gratis-alimentazione.
  4. Continuare le sessioni pre-allenamento finché piccioni rispondono rapidamente e costantemente per tutti gli elementi individuali di stimolo per essere inclusi nell'esperimento, su tutti i tasti di risposta tre.

3. treno piccioni per la ricerca e Peck modifiche presentate sui tasti di risposta

  1. All'inizio della sessione di ogni giorno, pesare i piccioni e metterli in alloggiamenti operante.
  2. All'inizio di ognuno dei 100 test in una sessione giornaliera, determinare i dettagli del display imminente stimolo. Dettagli per ogni prova possono essere selezionati in modo casuale dal software di controllo sperimentale. Un programma di esempio per eseguire una sessione sperimentale giornaliera è incluso come un file supplementare (change.cpp); elementi presenti ci potrebbe essere utilizzato anche per eseguire le azioni più semplici nel passaggio 2.
    1. Scegliere casualmente un intervallo Inter-stimolo (ISI) di 250 ms o ms 0 (con p = 0,5 per ciascuno).
    2. A caso determinare il numero di ripetizioni di cambiamento per presentare, 1, 2, 4, 8 o 16 (con p = 0,2 per ciascuno).
    3. Definire un display di stimolo originale composto da uno o più elementi (i colori o le linee presentate durante l'allenamento) su ogni chiave di risposta.
    4. Modificare la visualizzazione originale di stimolo per definire una visualizzazione modificata aggiungendo, eliminando o modificando un elemento su una chiave. Vedere la Figura 1 per esempi di display di stimolo originali e modificati.
    5. Garantire che i piccioni non vedrà tutti i possibile stimolo display durante l'allenamento. Se necessario, designare un sottoinsieme di schermi per il trasferimento (passaggio 4) e astenersi da presentandoli durante l'allenamento.
  3. Presente un 5 s Inter-Trial intervallo (ITI), con la houselight su e tutte le chiavi di risposta scure per separare ogni prova dalla prova immediatamente precedente.
  4. Presente un display di stimolo utilizzando i valori determinati per la prova corrente al punto 3.2.
    1. Illuminare gli elementi di stimolo che compongono il display originale per 250 ms.
    2. Azzerare il display di stimolo e attendere un ISI 0 o 250 ms.
    3. Illuminare gli elementi di stimolo che compongono la visualizzazione modificata per 250 ms.
    4. Azzerare il display di stimolo e attendere un ISI 0 o 250 ms.
    5. Ripetere i passaggi 3.4.1 a 3.4.4 fino al completamento del numero di ripetizioni stabilito in precedenza per il processo corrente. Presentare tutte le ripetizioni nella loro interezza e ignorare qualsiasi keypecks durante la presentazione dello stimolo.
  5. Illuminare tutti i tasti di risposta tre con luce bianca e attendere che un piccione Becca uno dei tasti di tre risposta. Considera il primo peck su qualsiasi chiave di risposta dopo stimolo presentazione è completa di essere la risposta per quel processo. Vedere la Figura 2 per una descrizione schematica delle prove con o senza un ISI.
  6. Cancellare tutte le chiavi e concludere il processo con rinforzo o un segnale di errore:
    1. Se la risposta di un uccello era sulla chiave che visualizzato un cambiamento, fornire accesso al grano da tramoggia cibo per 2-3 s.
    2. Se la risposta di un uccello non era sulla chiave che ha cambiato, passare il houselight tra on e off ogni 0,5 s per 10 secondi indicare una risposta non corretta.
  7. Alla fine di ogni sessione, rimuovere i piccioni dalle camere operante e pesare prima di restituirli alla loro casa gabbie. Regolare il tempo di accesso di cibo tra le sessioni per mantenere pesi in esecuzione singoli uccelli all'80-85% dei loro pesi gratis-alimentazione.
  8. Continuare le sessioni di allenamento giornaliere fino a quando la precisione delle risposte dei piccioni è stabile e affidabile precisione migliore di possibilità del 33%. Viene fornito un file di esempio (change.xlsx) che analizza i dati grezzi per mostrare gli effetti della presenza ISI e numero di ripetizioni.

4. presentare prove romanzo trasferimento all'interno di sessioni giornaliere

  1. Seguire la procedura esattamente come descritto nel passaggio 3, ma senza qualsiasi potenziale Visualizza esclusa (Vedi punto 3.2.5).
    Nota: Con un gran numero di potenziali stimolo display, non è necessario escludere potenziali display durante l'allenamento e introdurli più tardi. In questi casi, semplicemente continuare la formazione come normale, come mai-prima-visto esposizioni si verificheranno naturalmente.
  2. Analizzare la precisione su stimolo di romanzo, mai-prima-visto schermi, escluse eventuali esposizioni piccioni hanno incontrato in precedenza. Meglio di precisione possibilità confermerà che i piccioni hanno imparato una regola di rilevamento di cambiamento generale e di non fare affidamento sulla memorizzazione di stimolo familiare Visualizza.

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Risultati

Il risultato principale di interesse è la differenza di precisione tra le prove con e senza un ISI. In particolare, la definizione operativa di cecità di cambiamento nel paradigma della luce intermittente è significativamente ridotta di rilevamento delle modifiche precisione sulle sperimentazioni con un ISI relativo prove senza un ISI. Questo effetto può essere visto in Figura 3, che mostra i dati precedentemente pubblicati29. In quell...

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Discussione

Il metodo qui presentato è ispirato dal cosiddetto "paradigma sfarfallio" comunemente usato dagli psicologi cognitivi per studiare il cambiamento cecità negli esseri umani9. In questa ricerca umana, cambiamento cecità è definito operativamente come il danno nel rilevamento delle modifiche prodotte dalla presenza di un ISI che interrompe le transizioni tra stimolo Visualizza. Lo stesso vale per l'implementazione di piccione descritto qui. Inoltre, gli esseri umani tendono ad avvicinarsi l'attività ...

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Dichiarazioni

L'autore non ha nulla di divulgare.

Ringraziamenti

L'autore si estende grazie ai membri del laboratorio di psicologia comparata Whitman College per il loro aiuto nella raccolta di dati, tra cui Mark Arand, Michael Barker, Eva Davis, Kuba Jeffers, Brett Lambert, Tara Mah, Theo Pratt, Tvan Trinh, Lyla Wadia e Patricia Xi.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Piccolo ambiente CublicleBRS / LVESEC-002
Pigeon Intelligence PanelBRS / LVEPIP-016
Alimentatore di granoBRS / LVEGFM-001
Chiave di beccatura del piccioneBRS / LVEPPK-001
Proiettore di stimoloBRS / LVEIC-901
Lampada a LEDMartek Industries, Cherry Hill NJ1820
I/O moduloAcces IOUSB-IDIO-8
Personal ComputerDellOptiplex 3040
Visual C++Microsoft
White Carneau piccioniDouble-T Farm

Riferimenti

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