Bilgisayarlı Otomatik Öğrenme Cihazı (aldm) Test Sistemleri bir Ağı Kullanma Olmayan insan Primatlar Sosyal Biliş Değerlendirilmesi

Özet

Fagot & Paleressompoulle ¹ yarı özgür değişen maymunlarda bireysel bilişsel yeteneklerini test amaçlı otomatik öğrenme cihazı (aldm) yayınladı. Bizim protokolün temel amacı insan olmayan primatlarda sosyal biliş incelemek için aldm testi birimlerinin ağı kullanmaktır.

Özet

Fagot & Paleressompoulle ¹ ve Fagot & Bonte ² yarı-özgür değişen koşullarda muhafaza maymunlar bilişsel yeteneklerin çalışma için otomatik öğrenme cihazı (aldm) yayınladı. Son beş yılda biriken veriler sürekli maymunlarda bireysel / fiziksel biliş araştırmak için bu protokolün etkinliğini göstermiştir ve ayrıca bu işlem, hayvan testleri ³ sırasında stres düzeyini azalttığını göstermiştir. Bu yazıda aldm ağları da sosyal biliş farklı yönlerini araştırmak için kullanılan ve grup içi maymunlarda davranışları ifade edilebilir olduğunu göstermektedir ve bu amaçla geliştirilen üç açıklayıcı protokolleri açıklar. İlk çalışmada sosyal davranış ve bilişsel performans bilgisayarlı değerlendirmelerin etolojik değerlendirmeler bireylerin bilişsel performansı üzerinde sosyal sergilenen ruh etkilerini araştırmak için nasıl entegre edilebileceğini gösteriyor. İkinci study paralel çalışan aldm bataryaları görev performansı üzerindeki başkalarının varlığına etkisi benzersiz bilgi verebilir göstermektedir. Nihayet, son çalışma aldm testi birimlerinin ağları da sosyal iletim ve kültürel evrim ile ilgili konuları incelemek için kullanılabileceğini göstermektedir. Birlikte Kombine, bu üç çalışmalar aldm testi sosyal biliş bireysel biliş araştırma ve araştırma arasındaki hayvan literatüründe köprü için oldukça umut verici deneysel bir araçtır açıkça göstermektedir.

Giriş

Primat biliş Deneysel laboratuvar incelemeleri neredeyse sistematik ele konuyla ilgili olarak, izole hayvanların ⁴ test tercih var. Bu klasik laboratuvar prosedürü verimliliğini göstermiştir ve bu algı, bellek, muhakeme ve soyut kavramsallaştırma gibi konularda bilgimizin en izole konuların testi geliyor. İzole bireylerin test birçok pratik avantaj aktarıyor; Bu yaklaşım aksi erişilemez olacaktır davranış son derece titiz ölçümlerle (örneğin, msn zamanlama) ile birlikte kompleks deneysel tasarımlar kolaylaştırır. Bu özellikle biliş sosyal etkilerin çalışmaya gelince Ancak, bu prosedür de, onun sınırları vardır. Araştırmacılar genellikle çalışma bireyler arasındaki sosyal etkileşimleri içerir zaman büyük muhafazaları veya vahşi bağlamlarda lehine gelişmiş bir laboratuvar ortamı terk etmek zorunda kalıyor. Bu muc olduğu gibi bu seçim bir maliyeti vardırDeneysel faktörleri kontrol etmek ve laboratuvar dışına hassasiyet aynı seviyede olan etkilerini ölçmek için h daha zor. Nasıl gerçek sosyal etkileşimler etki biliş anlama insanlarda ve insan olmayan primatlarda hem de en zor bilimsel sorunlardan biridir.

Mevcut kağıt laboratuarı temelli insan dışı primatlarda sosyal biliş araştırmak için bu genel zorluk hafifletilmesi amacıyla yeni bir deneysel protokol sunuyor. Fagot & Paleressompoulle ¹ ve Fagot & Bonte ² geçenlerde yarı-özgür koşullarda yetiştirilen maymunların bilişsel yeteneklerin değerlendirilmesi için otomatik öğrenme cihazı (aldm) yayınladı. Bu yöntem, geleneksel Radyo Frekansı ile Tanımlama (RFID) teknolojisi ile laboratuvarlarda kullanılan edimsel koşullama tekniklerini birleştirir. Uygulamada, kendi sosyal grubun içinde yaşayan maymunlar birkaç aldm testi birimlerine onların açık muhafazadan ücretsiz erişimi vardır. ADLMs tutarlılıkBir dokunmatik ekran uyarısı görüntülemek ve yanıt ve ödül sunmak için gıda dağıtıcı kaydetmek için özellikle laboratuvarlarda geleneksel mevcut gerekli tüm donanımları içeren açık test sistemleri, t. Bir RFID mikroçip okuyucu bir aldm test ünitesi giren katılımcının sayısal kimliğini yakalar ve test programı bu özel konuya atanan araştırma programı sunmak için bu bilgileri kullanır.

Son 5 yılda biriken kanıtlar açıkça (1) aldm test katılımcıları ^1,2 ve (2) karmaşık öğrenme ^5,6 yanadır motivasyonunu artırdığını ortaya koymuştur. Aldm testleri de hayvan refahı açısından yararlı gibi görünüyor ve katılımcı ³ stres seviyesini azaltır, ayrıca ^7. bkz. Aldm test prosedürü tepeli (Maçaca nigra) ve Rh (Maçaca mulatta) macaques ile çalışan birçok araştırma grupları tarafından test cihazları geliştirilmesinde ilham 7,8 ve güvercinler (Columba livia) kadar ^9. Bizim çalışmanın temel amacı, sosyal biliş alanındaki çalışmalar için aldm testinin potansiyel katkısını ortaya koymaktır. Bu protokolün üç farklı kullanımları, bu amaç için tarif edilmiştir. Aldm test üniteleri önceden Fagot ve Paleressompoulle ¹ 'de ayrıntılı olarak tarif edilmiştir. Bunlar, Şekil 1 'de gösterilmiş ve aşağıda kısaca açıklanmıştır. Bu test sistemi girdiğinde aldm test üniteleri, açık erişim edimsel koşullanma testi maymun RFID mikroçip okuyan bir Radyo Frekansı ile Tanımlama (RFID) sistemi ile donatılmış sistemler, ve bu nedenle kimlik vardır. uyaranlar bir dokunmatik ekran üzerinde sunulmaktadır ve doğru yanıt bu uyaranlara (doğru uyarıcı seçimi) verildikten sonra gıda ödülleri test sistemi içinde teslim edilir.

Protokol

Etik bildirimi: Bu araştırma Fransız standartlarına uygun olarak yürütülen ve ulusal Fransız etik kurul, "Comité d'Ethique CE-14 dökün l'deneyler Animale" onay aldı. Prosedürler ayrıca Hayvan Davranışları Araştırmaları Derneği kurallar ile uyumlu idi.

1. aldm Test Ünitesi Kurulumu

NOT: Fagot & Paleressompoulle ¹ uyarınca aldm testi birimlerini ayarlayın.

1. ^1'de açıklandığı gibi boyutta (0.7 x 0.7 x 0.8 m ³⁾ test odaları oluşturun. Her test odası 2 yanal şeffaf yan duvar olduğundan emin olun. Arka tarafta açık veya kapalı olabilir sürgülü kapı ile her test odasına donatın (Şekil 1). Kasadan test sistemi erişim sağlamak için aldm ünitesinin arka kapağını açın.
2. Bir (7.3 x 7 cm ² ile test odasının ön panelini Fit
3. ^1'de açıklandığı gibi her el liman çevresinde bir mikroçip okuyucuya bağlanan bir anten takın. Anten konunun RFID kimliğini yakalayacaktır.
4. Her test odasının önünde kapasitif dokunmatik ekran bir 19 yükleyin. dokunmatik uyaranlara sunmak ve tepki ile ilgili değişkenleri (doğruluk ve tepki süresi) kaydetmek için hizmet vermektedir. Ekrandan pencerelerinde 25 cm ayırın.
5. Test programı çalıştırmak için görev yapacak her test birimine PC bilgisayar bağlayın.
   NOT: Her denemede üzerinde test programı (örneğin, ekran, uyaran süresi, vb özelliği) deneklerin deney rejimi belirleyen ve RFID tarafından tanımlanan maymun davranışsal tedbirler (örneğin, tepki süresi, doğruluk) ilişkilendiren teknolojisi.
6. PC Comput bir gıda dağıtıcı bağlayın ¹ de tarif edildiği gibi, paralel bir bağlantı noktası üzerinden er. Bu dağıtıcı aldm maymun alanı içinde kuru buğday taneleri sunar.
7. ¹ açıklandığı gibi grubun her bireyin önkol bir RFID mikroçip enjekte edilir.
   NOT: Bu prosedür veteriner uygulamalarına göre yapılmalıdır.

Şekil 1: Şekil (A) ve bir aldm biriminin şematik bir görünüşüdür (B). Her test birimi beş ana bileşen elemanları vardır. (A) dokunmatik ekran; (B) handport; (C) görünüm alanı; (D) Gıda dağıtıcı doğru cevap sonrasında kafesin içinde gıda maddeleri teslim; (E) bilgisayar; (F) kapı kasadan erişim sağlayan.fig1highres.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

2. aldm Ağ Kurulumu

1. ^1'de açıklandığı gibi her karavanda 5 aldm birimleri ile, iki adet 8 x 4 m ² römork içinde 10 aldm birimleri takın. Bir IP adresi üzerinden erişilebilen benzersiz bir kontrol sunucuya her aldm test ünitesi takın (Şekil 2). Aldm birim sunucuya / bilgi indirme hem de yükleyebilirsiniz emin olun.
2. Bir maymun başına ¹ gibi bir aldm test ünitesi tarafından tespit edildikten sonra sunucudan metin dosyaları indiren bir bilgisayar test program yazın. Metin dosyası olarak, mevcut deneysel durumuyla ilgili göstergeler birimini kullanarak maymunun (zaten eğitim veya test aşamasında yapılan çalışmaların sayısı) sağlar. Deneysel prosedür ile önceden tanımlanmış eğitim veya test deneme sunmak için bu bilgileri kullanabilirsiniz şekilde test programı yaz.
3. Test progra takınm satır içi komut dosyası sunucudan yükler ve indirme verileri şekilde. Aldm birimi günde iki kez aldm saatini senkronize emin olun.
   NOT: Bu prosedür ile 10 aldm birimleri maymun hangi birimi ve zaman kullandığı hangi göstergeler sağlayabilir ve bu nedenle test sistemlerinin kullanımında toplumsal dinamikler hakkında bilgi vermek.
4. Her duruşmadan önce, test programı maymun mevcut deneysel durumu hakkında sunucudan bilgi yükler böyle test programı yaz. Deneme tamamlandığında, aldm ünitesi sunucusunda deneğin metin dosyasını güncelleyecektir.
   NOT: Katılımcılar bağımsız kullanmak için karar aldm testi birimlerinin, önceden tanımlanmış deney amacıyla test olacağını kontrol sunucu garantilere deneğin ilgili parametrelerin merkezileştirilmesi.
5. Tarih, Gün süre (HH: MM: SS biçiminde), mevcut test programının adı, Maymun adı, Sayı eşek bir metin her yargılamadan sonra dosya olarak aşağıdaki veri depolamak, msn hassasiyetle Tepki süresi; aldm test ünitesi (örn 1), test seviyesinde (örneğin, eğitim), Skor (2 = yanlış cevap 1 = Doğru davranış yanıt) için igned.

Şekil 2:.. Aldm ağının şematik Her aldm birimi alır ve benzersiz bir kontrol sunucuya / bilgi sağlayan bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Sosyal Biliş Araştırmaları aldm Ağı Kullanımı 3. İllüstrasyon

NOT: sosyal gruba muhafaza edilirken aldm protokolü, bilgisayarlar ile özgürce iletişim kurabilirim maymunlar sahip benzersiz bir avantaja sahiptir. Aşağıda th gösteren 3 protokollerini sunulmuşturaldm Test birimlerinin bir ağ e kullanımı (Papio Papio) sosyal biliş 'babun görülmemiş bilgi toplamak için.

1. Davranışsal (etolojik) gözlemleri birleştiren Bilgisayarlı aldm testi:
   NOT: Bu araştırmanın temel amacı, bilgisayarlı aldm test sırasında hayvanların bilişsel performansı üzerinde duygusal durumlar (negatif vs pozitif) değerlik etkilerini değerlendirmektir. Prosedür Şekil 3'te özetlenen ve bu araştırmanın tam ayrıntıları Marzouki ve ark yayımlandı. ¹⁰
   1. Her bilgisayarda birkaç distraktörler arasında hedef görsel uyaranın seçimi oluşan görsel arama görevi takın.
   2. Sekiz gün boyunca, gözlemlemek ve el kayıt hangi davranışı kontrol sunucuya senkronize bir zamanlayıcı ile her muhafazada sergiler ve.
   3. Grup davranışları karşılık üç kümelerde muhafaza sergilenenduygusal olumlu sosyal etkinlikler (örneğin, tımar), duygusal olumsuz sosyal etkinlikler (örneğin, tehdit), ve duygusal nonsocial (nötr) olaylar (örn nesne manipülasyon).
   4. Muhafazaya bir davranış gözlem izleyen 3 dk zaman penceresi içinde elde edilen görsel arama görevin yanıt süreleri analiz. (Bakınız Şekil 3) davranışsal gözlem ve bilgisayar verileri senkronize ve analiz edin.

Şekil 3:. Bölüm 3.1 şematik gösterimi muhafaza ifade spontan davranışlar aldm testleri bilişsel performans ile paralel olarak kaydedilir.

2. Aldm testi sırasında sosyal etkilerin değerlendirilmesi:
   NOT: Bu protokol bilişsel performans kaydedilen dur üzerinde okuyan seyirci efektleri hedefleniyorbilgisayarlı aldm test ing. Bu araştırma tüm ayrıntılar Huguet ark yayınlandı. ¹¹
   1. Her aldm test ünitesi üzerinde bir paralelkenar sunulduğunda bir daire ekranın sağ tarafında ya da sol tarafında bir yanıt takip edildiği bir görev yüklemek.
   2. Istedikleri gibi maymun 10 aldm test sistemleri kullanmasına izin verin. Birkaç maymunlar nedenle komşu test sistemleri kullanabilirsiniz. Hangi sistem Tutanak hangi bireysel kullanımları.
      NOT: Her bir ünite şeffaf yan duvarlarına sayesinde römorkun diğer deney kurulumları kullanırken (mevcut olduğunda) babunların kendi conspecifics görebilirsiniz.
   3. Test programı her bireyin performansını yanı sıra davanın toplumsal bağlamını kaydeder emin olun (yani, diğer aldm test üniteleri aynı anda kullanılması durumunda ve kimin tarafından).
   4. Sosyal bağlam bağlı tepki süresi varyasyonları analiz edin.
3. Kültürel evrim bilgisayarlı tra aracılığıyla değerlendirilirbireylere bireylerin bilgi nsfer:
   NOT: Bu protokol katılımcıları zinciri yoluyla iletilen bilgilerin evrimini incelemek için geliştirilmiştir. prosedür Claidière ark yayınlandı Şekil 4 ve bu araştırma tüm detaylar belirtilmiştir. ¹²
   1. Ilk aksi beyaz olanlar dört ızgara ile dört dört rastgele seçilen kırmızı karelere bakın hangi basit bir hafıza görevi çözmek için katılımcıların eğitin. 400 Sonra msn beyaza tüm kırmızı kareler değiştirmek ve daha önce kırmızıydı kareler dokunmak katılımcıdan.
   2. Eğitim tamamlandığında, zincirdeki bir sonraki birey için uyaranlara üretmek için bir katılımcının davranışsal tepkisi (kareler dokundu) kullanın (Şekil 4). Izgaralar rastgele bilgisayar tarafından oluşturulan hangi zincirindeki ilk birey hariç.
   3. Enerji endüstrisi sayısı ile görev başarıyı Analizission olaylar.

Şekil 4:. Bölüm 3.3 şematik gösterimi ilk babun (Generation 1) bilgisayar tarafından üretilen 50 denemeler bir dizi tamamlamak zorunda kaldı. Bu babun motor yanıtları sonra iletim zincirinde ikinci babun için uyarıcılar (Generation 2) oluşturmak için kullanıldı. Bu prosedür zincirdeki son babun test edilene kadar tekrarlandı. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Sonuçlar

Şekil 5'te gösterildiği gibi, bu tür tehditlere olumsuz yönde valenced davranışları, aşağıdaki tepki süreleri, nötr (örneğin, nesne manipülasyon) Aşağıdaki göre anlamlı derecede yavaş olduğunu ve olumlu gibi damat gibi sosyal davranışları, valenced. Bu çalışma, sosyal ruh bilişsel testler sırasında performansı etkilediğini göstermektedir. İlgilenen okuyucular izolasyon karşılaştırıldığında, Şekil 6'da Marzouki ve ark. ¹⁰ Bu çalışmayla ilgili daha detaylı bilgiler bulacaksınız, başkalarının varlığı sosyal gösteren (tepki süresi karavanda bulunan bireylerin sayısı ile azalır) yanıt süreleri azaltılmış İyi öğrenilen tepkilerin kolaylaştırma etkisi. Bu araştırma hakkında daha detaylı Huguet ark bulunabilir. ¹¹ Şekil 7 iletim çalışmalar sırasında performans artışı (mavi kareler) ancak bir kontrolü (rastgele) durumu (sarı çevrelerde) de gösterir. Mor Bu araştırma, e ayrıntılı bilgiler Claidière ark bulunabilir. ¹²

Şekil 5:. Görsel arama görevi Bölüm 3.1 Örnek sonuçlar ortalama tepki süresi (msn) hemen sosyal, pozitif, negatif veya nötr olayları takip. Hata çubukları, standart sapma (SD) temsil etmektedir.

Şekil 6: Bölüm 3.2 Örnek sonuçlar iyi öğrenilmiş tepkilerin hızı Sosyal varlığı etkisi.. Bu rakam gösteriyor komşu aldm testi birimlerinde her deneme sırasında mevcut conspecifics sayısına bağlı olarak ortalama yanıt süresi (msn). Hata çubukları standart hata (SE) temsil etmektedir.

hep ">:" keep-together.within-page = fo "çadır
Şekil 7:. Bölüm 3.3 den Örnek sonuçlar iletim denemeleri (mavi kareler) sırasında iletim olayları (nesil) sayısı ile değil, rastgele kontrol denemeleri (sarı daireler) sırasında artan babun başarısı (50 denemeleri için ödül ortalama sayısı). Hata çubukları, SE göstermektedir.

Tartışma

Primatolojistler hep biliş, sosyal ve non-sosyal açıdan güçlü bir ilgilendiklerini belirttiler. Ancak anlayış, bu iki seviye entegrasyonu zor olmuştur. Sosyal test bazen laboratuvarlarda yürütülen, ancak konuların ¹³ çok kısıtlı sayıda olduğunu. Aldm birimlerinin bir ağ bu konuda 4 ana avantajlar sunuyor: (1) aldm testi son derece sofistike (bilgisayarlı) protokolleri ve bilişsel süreçlerin milisaniye hassas ölçümlerini kullanır; (2) aldm test çalışılan hayvanların doğal toplumsal bağlam içinde ulaşılır; Çalışmalarımızda yapıldığı gibi (3) aldm testi, büyük gruplar için teklif edilebilir; (4) aldm testi sosyal etkileşimler kendiliğinden oluşma yararlanır ve özellikle sosyal durumlara bireyleri sınırlamak gerekmez.

Aldm ağı dolayısıyla sosyal ve sosyal olmayan faktör birleştiren bütünleştirici için yolları ve biliş çok boyutlu analizler açıyors.

Bu kağıt, üç protokollerini kullanarak bu bütünleştirici yaklaşımı göstermektedir, ancak pek çok diğer olasılıklar bu anahtar çizimler yanında bulunmaktadır. Örneğin, bizim laboratuvarda toplanan ön (yayımlanmamış) kanıt bitişik testi birimlerini kullanarak maymunlar da sosyal grup içinde en güçlü affiliative bağlara sahip olduğunu göstermektedir. Bu etkinin teyit edilirse, o zaman aldm test otomatisite boyuna sosyometrik çalışmalarını kolaylaştıracak sosyal dinamikler hakkında bilgi büyük miktarda toplanması sağlayacaktır (örneğin, sosyal mesafe ölçümleri dayanarak) insan olmayan primatlarda.

aldm test sınırlamaları bu aşamada bilinmemektedir. Örneğin, deneklerin aktivite düzeyi grubunun sosyal yapı (örneğin, cinsiyet oranı) etkilenebilir ne ölçüde hala bilinmemektedir. Bununla birlikte, aldm testi üzerindeki çalışmalar arasında belirgin bir köprü için son derece umut verici bir araç gibi görünüyorBireysel biliş ve sosyal biliş üzerinde daha fazla odaklanmış olanlar. Kullanımı bireysel biliş etkileyebilir ve daha doğrusu bunların etkilerini ölçmek için sosyal faktörleri belirlemek için bir fırsat sunuyor. Ayrıca, önceki araştırma aldm testleri de hayvan refahı teşvik ettiğini göstermiştir: Onlar stres (kortizol seviyesinin anlaşılmaktadır ve anormal stereotipiler sayısı) düzeylerini düşürmek davranışsal zenginleşme formları ^3. Buna göre, aldm test bilim adamları ve hayvanlar hem son derece yararlı görünüyor ve daha yaygın laboratuvarlarda ve hayvanat bahçelerinde ileride kullanılmalıdır.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
dokunmatik ekran			modeli; Berwyn, IL
RFID mikroçip okuyucu			modeli Petscan RT100 Sürüm 5, Gerçek İz; Villebon sur Yvette, Fransa
Eprime software			Professional, V 2.0, Psikoloji Yazılım Araçları, Pittsburg, PA
Laboratuvarımızda programlanmış bir ağa			HP-Pavillon
PC bilgisayarı Gıda dağıtıcısı			Laboratuvarımızda ev yapımı