Оценка социального познания в приматов, используя сеть компьютеризированных автоматизированных обучающих устройств (ALDM) тест-системы

Краткое содержание

Педик и Paleressompoulle ¹ опубликовали автоматизированных обучающих устройство (ALDM), направленную на проверку отдельных когнитивных способностей в полувольных начиная обезьян. Основная цель нашего протокола, чтобы использовать сеть испытательных установок ALDM изучать социальное познание в нечеловеческих приматов.

Аннотация

Педик и Paleressompoulle ¹ и Фагот и Бонт ² опубликовали автоматизированных обучающих устройство (ALDM) для изучения когнитивных способностей обезьян, эксплуатируемых в полувольных условиях в пределах. Данные, накопленные в течение последних пяти лет неизменно демонстрирует эффективность этого протокола для исследования индивидуального / физического познания в обезьян, и далее показано, что эта процедура снижает уровень стресса во время испытаний на животных ^3. Эта статья показывает, что сети ALDM также может быть использован для изучения различных аспектов социального познания и в-группы выразили поведения у обезьян, и описывает три иллюстративных протоколов, разработанных для этой цели. Первое исследование демонстрирует, как этологии оценки социального поведения и компьютеризированных оценок когнитивных функций может быть интегрирован, чтобы исследовать влияние социально выставленных настроений на когнитивные функции лиц. Второй студу показывает, что батареи ALDM работает параллельно, могут обеспечивать уникальную информацию о влиянии присутствии других на выполнение задания. Наконец, в прошлом исследование показывает, что сети испытательных установок ALDM также могут быть использованы для изучения вопросов, связанных с социальной и передачи культурной эволюции. Объединенные вместе, эти три исследования ясно показывают, что ALDM тестирование весьма перспективным экспериментальный инструмент для преодоления разрыва в животном литературе между исследования индивидуального познания и исследования по социальной познания.

Введение

Экспериментальные лабораторные исследования приматов познания почти систематически выступает тест изолированных животных ^4, в зависимости от выпуска решать. Эта классическая процедура лаборатория продемонстрировала свою эффективность, и большинство наших знаний по таким вопросам, как восприятие, память, мышление и абстрактного осмысления приходит из теста изолированных субъектов. Тестирование отдельных гражданских лиц передает много практических преимуществ; этот подход облегчает сложные экспериментальные проекты в сочетании с высокой строгих измерений (например, мс времени) поведения, которые были бы в противном случае недоступны. Тем не менее, эта процедура также имеет свои пределы, когда дело доходит до изучения социальных влияний на познания в частности. Исследователи часто вынуждены покинуть сложной лабораторной среды в пользу крупных корпусов и диких условиях, когда их исследование включает в себя социальные взаимодействия между людьми. Этот выбор имеет стоимость, поскольку это MUCч труднее контролировать экспериментальные факторы и оценивать их результативность, с той же степенью точности за пределами лаборатории. Понимание того, как реальную социальную взаимодействия влияют познание является одним из самых сложных научных проблем в человека и приматов.

Настоящий документ представляет собой новый экспериментальный протокол, направленный на облегчение эту общую сложность для расследования социального познания в лабораторных приматов основе. Педик и Paleressompoulle ¹ и Фагот и Бонт ² недавно опубликовал автоматизированных обучающих устройство (ALDM) для оценки когнитивных способностей обезьян, поднятых в полувольных условиях. Этот метод сочетает в себе методы оперантного кондиционирования, традиционно используемые в лабораториях с технологией радиочастотной идентификации (RFID). На практике, обезьяны, живущие в своей социальной группы есть свободный доступ со своего наружного корпуса до нескольких зачетных единиц ALDM. ADLMs consisт открытых тестовых систем, содержащих все необходимое оборудование, традиционно доступных в лабораториях, в частности, с сенсорным экраном для отображения стимул и записывать ответ и пищевой дозатор для доставки награду. Читатель RFID микрочип захватывает цифровой личность участника, когда он входит в тестовый блок ALDM и тестовая программа использует эту информацию, чтобы представить исследовательскую программу, назначенный на эту конкретную тему.

Данные, накопленные за последние 5 лет четко показал, что (1) ALDM тестирование повышает мотивацию участников ^1,2 и (2) благоволит комплекс обучения ^5,6. ALDM тестирование также кажется полезным в плане благосостояния животных, а также снижает уровень стресса участника ³ см и ^7. Процедура тестирования ALDM вдохновил развитие тестовых устройств несколько исследовательских групп, работающих с хохлатая (Macaca черная) и резус (Macaca мулатка) макак 7,8 и голубей (Columba Livia) ^9. Основная цель нашей работы является продемонстрировать потенциальный вклад тестирования ALDM для исследований в области социального познания. Три различных использования этого протокола описаны для этой цели. Тестовые ALDM единиц уже были описаны в деталях в Фагот и Paleressompoulle ^1. Они показаны на рисунке 1 и кратко описаны ниже. Зачетных единиц ALDM открыты доступа тест-системы кондиционирования оперантного, оборудованные системой радиочастотной идентификации (RFID), которая считывает RFID микрочип обезьяны, и поэтому его идентичность, когда она входит в тестовую систему. Стимулы представлены на сенсорном экране, и продукты питания награды доставляются в тестовой системе после правильный ответ дается (выбор правильного стимула) на эти раздражители.

Протокол

Заявление по этике: Это исследование было проведено в соответствии с французским стандартам и получила одобрение от национального комитета по этике французских, "Comite d'Ethique CE-14 Pour l'экспериментов Животные". Процедуры были также согласуется с руководящими принципами Ассоциации по изучению Поведение животных.

1. ALDM Test Unit Set-до

ПРИМЕЧАНИЕ: Установите тестовые ALDM единиц в соответствии Фагот и Paleressompoulle ^1.

1. Создание тестовых камер размерности (0,7 х 0,7 х 0,8 м ^3), как описано в ^1. Убедитесь, что каждый тест Камера имеет 2 боковых прозрачные боковые стенки. Одета каждый испытательную камеру с раздвижной дверью, которая может быть открыта или закрыта на задней стенке (см рисунок 1). Откройте заднюю дверь ALDM блока, чтобы обеспечить доступ к тестовой системе из корпуса.
2. Установите переднюю панель испытательной камере с (7.3 х 7 см ²
3. Установка антенну, соединенную с микрочипом читателя вокруг каждой руке порта, как описано в ^1. Антенна будет фиксировать личность RFID субъекта.
4. Установите 19 емкостной сенсорный экран перед каждым испытательной камере. Сенсорный экран служит для представления стимулов и запись ответа, связанные переменные (точность и время отклика). Отделите ViewPorts 25 см от экрана.
5. Подключите ПК компьютер каждого испытательного устройства, которые будут служить для запуска тестовой программы.
   ПРИМЕЧАНИЕ: На каждом испытании, тестовая программа определяет тест режим субъектов (например, свойство дисплея, длительности стимулов, и т.д.) и связывает поведенческие меры (например, время отклика, точность) к обезьяне, идентифицированного RFID Технология.
6. Подключите продовольственной диспенсер для ПК вычисл эр через параллельный порт, как описано в ^1. Это обеспечивает диспенсер зерна пшеницы сухой внутри области ALDM обезьяны.
7. Подайте RFID микрочип в предплечье каждого индивида в группе, как описано в ^1.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Эта процедура должна быть выполнена в соответствии с практикой ветеринара.

Рисунок 1: изображение (А) и схематическое изображение (б) из ALDM блока. Каждый тест Устройство имеет пять основных составных элементов. () Сенсорный экран; (Б) handport; (С) видовой; (D), еда диспенсер доставки продуктов питания в клетке после правильного ответа; (Е) компьютер; (F), дверь предоставления доступа из шкафа.fig1highres.jpg "цель =" _ пустое "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

2. ALDM настройки сети

1. Установите 10 ALDM единиц внутри двух 8 х 4 м ² прицепов, с 5 ALDM единиц в каждом трейлере, как описано в ^1. Подключите каждый тест ALDM блок уникальной контрольного сервере, доступном через IP адрес (рисунок 2). Убедитесь, что устройство может ALDM как скачать и загрузить информацию из / на сервер.
2. Написать программу тестирования компьютера, который скачивает текстовые файлы с сервера сразу обезьяна идентифицируется тест ALDM устройства, как на ^1. В текстовом файле, содержат указания о текущем статусе экспериментальной (количество испытаний уже выполненных в подготовке или стадии тестирования) обезьяны, используя устройство. Написать программу тестирования, так что он может использовать эту информацию для представления учебного или тестового суда предопределенный экспериментальной процедуры.
3. Вставьте тест Prograм встроенный сценарий так, что он будет загружать и загружает данные с сервера. Убедитесь, что устройство ALDM синхронизирует часы ALDM два раза в день.
   ПРИМЕЧАНИЕ: При этой процедуре 10 ALDM единицы могут обеспечить показания, на котором обезьяна использует какой блок и когда, и, следовательно, предоставить информацию о социальной динамике в использовании тест-систем.
4. Написать программу тестирования такой, что перед каждым суда, тестовая программа будет загружать информацию с сервера на текущей экспериментальной статуса обезьяны. После того, как процесс будет завершен, ALDM устройство обновить текстовый файл субъекта на сервере.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Централизация соответствующих параметров испытуемого на управляющих серверов гарантий, что участники будут протестированы в определенном порядке испытания, независимо от зачетных единиц ALDM он решает использовать.
5. Храните следующие данные в виде текстового файла после каждого испытания: Дата, время дня (ЧЧ: ММ: СС), название текущей программы испытаний, имя Обезьяна, Количество задницуigned на испытательном ALDM блока (например, 1), уровень испытания (например, обучение), Score (1 = правильно поведенческая реакция; 2 = неправильный ответ), время отклика с точностью мс.

Рисунок 2:.. Схематическое представление ALDM сети Каждый ALDM блок получает и предоставляет информацию из / в уникальной управляющий сервер Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

3. Иллюстрация пользования ALDM сети по изучению социального познания

ПРИМЕЧАНИЕ: Протокол ALDM имеет уникальное преимущество в том, что обезьян могут свободно взаимодействовать с компьютерами, в то время как поддерживается в своей социальной группы. Ниже представлены 3 протокола, иллюстрирующие йе использование сети испытательных подразделений ALDM собрать беспрецедентный информацию о бабуинов "(Papio Papio) социального познания.

1. Компьютерный тестирование ALDM объединения поведенческие (этологическим) замечания:
   ПРИМЕЧАНИЕ: Основная цель данного исследования заключается в оценке влияния валентности (позитивной по сравнению с отрицательным) аффективных состояний на когнитивные функции животных во компьютеризированной тестирования ALDM. Процедура описана на рисунке 3, и полная информация по этому исследования были опубликованы в Марзуки др. ¹⁰
   1. Установка визуального задачу поиска, состоящий из выбора целевой визуального стимула среди нескольких дистракторов на каждом компьютере.
   2. В течение восьми дней, наблюдать и записывать вручную, что поведение каждого индивидуальные экспонаты в корпусе, и, когда, с таймером, синхронизированной с контрольного сервера.
   3. Группа Поведение выставлены в корпусе в трех кластерах, соответствующихэмоционально положительные социальные мероприятия (например, по уходу за шерстью), то эмоционально негативные социальные явления (например, угроза), и эмоционально нейтральные (асоциальный) мероприятия (например, объект манипуляции).
   4. Анализ времени отклика визуального поиска задания, полученного во временном окне, 3 мин после наблюдения за поведением в корпусе. Синхронизация поведенческие наблюдения и компьютерные данные и анализировать (рисунок 3).

Рисунок 3:. Схематическое изображение разделе 3.1 Спонтанные поведения, выраженные в корпусе записываются параллельно с когнитивной деятельности на ALDM испытаний.

2. Оценка социальных воздействий во время тестирования ALDM:
   ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол направлен на изучение эффектов аудитории на когнитивные функции, записанной мажорING компьютеризированной тестирования ALDM. Полная информация о данном исследовании были опубликованы в Huguet др. ¹¹
   1. На каждом блоке тестового ALDM, установить задачу, в которой круг с последующим ответом на правой стороне экрана или на левой стороне, когда параллелограмм представлена.
   2. Разрешить обезьяна использовать тест-системы 10 ALDM, как они хотят. Поэтому Несколько обезьян можете использовать смежные тест-систем. Рекорд, который человек использует какую систему.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В бабуины могут видеть их сородичей (когда присутствует) с помощью других тестовых установок прицепа, благодаря прозрачным боковым стенкам каждого блока.
   3. Убедитесь, что тестовая программа записывает производительность каждого человека, а также социальный контекст суда (то есть, если другие испытания ALDM единиц используются одновременно, и кем).
   4. Анализ изменения во времени отклика в зависимости от социального контекста.
3. Культурная эволюция оценивается с помощью компьютерной траnsfer информации от физических лиц для физических:
   Примечание: Этот протокол был разработан для изучения эволюции информации, передаваемой через сеть участников. Процедура описана на рисунке 4 и более подробной информации о данном исследовании были опубликованы в Claidière др. ¹²
   1. Поезд участников решить простую задачу памяти, в которой они впервые увидеть четыре случайно выбранных красные квадраты четыре на четыре сетки в противном случае белые. После 400 мс изменить все красные квадраты, чтобы белый, и попросите участников прикоснуться квадраты, которые ранее были красные.
   2. Когда обучение завершено, используйте поведенческую реакцию одного участника (квадраты коснулся), чтобы произвести стимулы для следующего человека в цепи (см рисунок 4). Для первого индивидуума в цепи, для которых сетки случайным компьютером исключением.
   3. Анализ успехов в задаче с количеством в Коробка передачСобытия ission.

Рисунок 4:. Схематическая иллюстрация разделе 3.3 Первый бабуина (поколение 1) были завершить набор 50 испытаний, генерируемых компьютером. Двигательные реакции этого бабуина были затем использованы для создания стимулов для второго бабуина (генерация 2) в цепи передачи. Эта процедура повторялась до тех пор последний бабуин в цепочке не был протестирован. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Результаты

Как показано на рисунке 5, время отклика следующие негативно valenced поведения, такие как угрозы, были значительно медленнее, чем тех, кто следит нейтраль (например, манипуляции объекта), и положительно valenced социального поведения, такие как уход. Это исследование показывает, что социальные настроения влияют на производительность во время тестирования когнитивных. Заинтересованные читатели найдут более подробную информацию об этом исследовании, в Марзуки др. ¹⁰ На рисунке 6, по сравнению с изоляцией, наличие других уменьшается время отклика (время реакции уменьшается с увеличением числа лиц, присутствующих в трейлере), с указанием социального содействие эффект хорошо изученных реакций. Более подробную информацию об исследовании можно найти в Huguet др. ¹¹ Рисунок 7 показывает увеличение производительности во время испытаний по передаче (голубые квадраты), но не в контрольной (случайный) условие (желтые круги). Мор е подробная информация о данном исследовании можно найти в Claidière др. ¹²

Рисунок 5:. Показательные результаты в разделе 3.1 Среднее время отклика (мс) в зрительной задачи поиска сразу же после социальных положительные, отрицательные или нейтральные события. Столбики ошибок обозначают стандартное отклонение (SD).

Рисунок 6: Иллюстративные результаты разделе 3.2 эффект социального присутствие на скорости хорошо изученных реакций.. Эта цифра показывает среднее время отклика (мс) в зависимости от числа особей того же вида, присутствующих во время каждого испытания в соседних испытательных ALDM единиц. Столбики ошибок обозначают стандартное отклонение (SE).

Палатка "FO: держать-together.within-страницу =" всегда ">
Рисунок 7:. Показательные результаты разделе 3.3 успех бабуинов (среднее число наград за 50 испытаний) увеличился с числом событий передачи (поколения) во время испытаний по передаче (голубые квадраты), но не во время случайных испытаний управления (желтые круги). Усы представляют SE.

Обсуждение

Приматологов всегда выражали сильную заинтересованность в социальных и не социальных аспектов познания. Однако интеграция этих двух уровней понимания было трудно. Социальная тестирование иногда проводятся в лабораториях, но на очень ограниченном ряде субъектов ^13. Сеть ALDM единиц предлагает 4 основных преимущества в этом отношении: (1) ALDM тестирование использует очень сложные (автоматизированные) протоколы и точности измерения мс познавательных процессов; (2) тестирование ALDM достигается в пределах естественного социального контекста исследованных животных; (3) ALDM тестирование может быть предложено больших групп, как это делается в наших исследованиях; (4) ALDM тестирование использует спонтанного возникновения социальных взаимодействий и не ограничивают лиц в конкретных социальных ситуациях.

Поэтому ALDM сеть открывает возможности для интегративных и многомерные анализы познания, сочетающие социальную и не социальный факторс.

Эта статья иллюстрирует этот комплексный подход, используя три протокола, но существует много других возможностей у этих ключевых иллюстраций. Например, предварительное (не опубликовано) доказательства, собранные в нашей лаборатории предполагает, что обезьяны, используя соседние тестовые блоки также имеют сильные связи внутри аффилиативные своей социальной группы. Если этот эффект подтверждается, то автоматизм ALDM тестирования позволит обеспечить сбор большого количества информации о социальной динамике, что может способствовать продольные исследования социометрические (например, на основе мер социальной дистанции) в нечеловеческих приматов.

Ограничения тестирования ALDM остаются неизвестными на этом этапе. Например, до сих пор неизвестно, в какой степени уровень активности субъектов может быть под влиянием социальной структуры (например, соотношения полов) группы. Тем не менее, тестирование ALDM кажется весьма перспективный инструмент для преодоления разрыва между кажущейся исследованийиндивидуального познания и тех, кто больше сосредоточен на социальном познании. Его использование дает возможность определить социальные факторы, которые могут повлиять индивидуального познания, и более точно измерить их последствий. Кроме того, наша предыдущие исследования показали, что тестирование ALDM также способствует благосостоянию животных: они являются формами поведения обогащения, которые снижают уровень стресса (вытекать из уровня кортизола и количество аномальных стереотипии) ^3. Соответственно, ALDM тестирование представляется весьма полезным для ученых и животных, и должны быть более широко использоваться в будущем в лабораториях и зоопарках.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Сенсорный экран			модели ET1939L от Elotouch; Berwyn, IL
RFID считыватель			модели Petscan RT100 Version 5, Real Trace; Villebon sur Yvette, Франция
Eprime software			Professional, V 2.0, Psychology Software Tools, Pittsburg, PA
PC компьютер подключен к сети			HP-Pavillon, запрограммирован в нашей лаборатории
Диспенсер			Домашнее сделано в нашей лаборатории