Avaliação da Cognição Social em primatas não-humanos usando uma rede de Computadorizado dispositivo automático de Aprendizagem Sistemas (ALDM) teste
Summary
Fagot & Paleressompoulle 1 publicaram um dispositivo de aprendizagem automatizada (ALDM) que visa testar habilidades cognitivas individuais em macacos que vão semi-livres. O principal objectivo do nosso protocolo é a utilização de uma rede de unidades de teste ALDM para estudar cognição social em primatas não humanos.
Abstract
Fagot & Paleressompoulle 1 e Fagot & Bonte 2 publicaram um dispositivo de aprendizagem automatizada (ALDM) para o estudo das capacidades cognitivas dos macacos mantidos em condições que variam semi-livres. Os dados acumulados durante os últimos cinco anos têm demonstrado a eficiência desse protocolo para investigar a cognição indivíduo / física em macacos, e mostraram ainda que este procedimento reduz o nível de estresse durante os ensaios em animais 3. Este trabalho demonstra que as redes de ALDM também pode ser usado para investigar diferentes facetas da cognição social e no grupo-expressa comportamentos em macacos, e descreve três protocolos ilustrativos desenvolvidas para esse fim. O primeiro estudo demonstra como avaliações etológicas de comportamento social e avaliações computadorizadas de desempenho cognitivo poderia ser integrado a investigar os efeitos dos humores socialmente expostos no desempenho cognitivo dos indivíduos. A segunda study mostra que as baterias de ALDM rodando em paralelo pode fornecer informações exclusivas sobre a influência da presença de outras pessoas no desempenho da tarefa. Finalmente, o último estudo mostra que as redes de unidades de teste ALDM também pode ser usado para estudar os problemas relacionados com a transmissão social e evolução cultural. Combinadas em conjunto, estes três estudos demonstram claramente que o teste ALDM é uma ferramenta experimental altamente promissor para colmatar a lacuna existente na literatura animal entre a pesquisa sobre cognição individual e pesquisas sobre a cognição social.
Introduction
Investigações laboratoriais experimentais da cognição primata ter favorecido quase sistematicamente o teste de animais isolados quatro, dependendo do assunto abordado. Este procedimento laboratorial clássico tem demonstrado a sua eficiência, e maior parte do nosso conhecimento sobre questões como a percepção, memória, raciocínio e conceituação abstrata vem do teste dos indivíduos isolados. Testando indivíduos isolados transmite muitas vantagens práticas; essa abordagem facilita projetos experimentais complexos combinados com medidas altamente rigorosas (por exemplo, o calendário ms) do comportamento que seriam de outra forma inacessíveis. No entanto, este procedimento também tem os seus limites, quando se trata do estudo de influências sociais sobre a cognição em particular. Os pesquisadores são muitas vezes forçados a deixar o ambiente sofisticado laboratório em favor de grandes recintos ou contextos selvagens quando seu estudo envolve interações sociais entre os indivíduos. Esta escolha tem um custo, uma vez que é MUCh mais difícil de controlar os factores experimentais e para medir os seus efeitos com o mesmo nível de precisão fora do laboratório. A compreensão de como interações sociais verdadeira influência cognição é um dos desafios científicos mais difíceis em seres humanos e primatas não-humanos.
O presente artigo apresenta um novo protocolo experimental que visam atenuar esta dificuldade geral para investigar cognição social em laboratório com base primatas não humanos. Fagot & Paleressompoulle 1 e Fagot & Bonte 2 publicaram recentemente um dispositivo de aprendizagem automatizada (ALDM) para a avaliação de habilidades cognitivas dos macacos criados em condições de semi-livres. Este método combina as técnicas de condicionamento operante, tradicionalmente, utilizados em laboratórios com tecnologia de Identificação por Radiofreqüência (RFID). Na prática, os macacos que vivem em seu grupo social tem um acesso livre de seu recinto ao ar livre com várias unidades de teste ALDM. ADLMs consist de sistemas de teste abertos contendo todo o equipamento necessário tradicionalmente disponível em laboratórios, em especial, uma tela de toque para mostrar o estímulo e gravar a resposta e um distribuidor de comida para entregar a recompensa. Um leitor de RFID microchip captura a identidade numérica do participante quando entra uma unidade de teste ALDM, eo programa de teste usa essas informações para apresentar o programa de investigação atribuído a este assunto em particular.
A evidência acumulada durante os últimos 5 anos, revelou claramente que (1) o teste ALDM aumenta a motivação dos participantes e 1,2 (2) favorece a aprendizagem complexo 5,6. Testes ALDM também parece benéfico em termos de bem-estar animal, e reduz o nível de estresse do participante 3, veja também 7. O procedimento de teste ALDM inspirou o desenvolvimento de dispositivos de teste por vários grupos de pesquisa que trabalham com crista (Macaca nigra) e rhesus (Macaca mulatta) macacos <saté> 7,8 e pombos (Columba livia) 9. O principal objetivo do nosso trabalho é demonstrar a contribuição potencial do teste ALDM para estudos no domínio da cognição social. Três diferentes usos deste protocolo são descritos para o efeito. As unidades de teste ALDM já foram descritos em detalhes em Enfeixe & Paleressompoulle 1. Elas são ilustradas na Figura 1 e descritas brevemente abaixo. Unidades de teste ALDM são sistemas de acesso aberto condicionamento operante de ensaio equipados com um sistema de Radio Frequency Identification (RFID) que lê o microchip RFID do macaco, e, portanto, sua identidade, uma vez que entra no sistema de teste. Os estímulos são apresentados em uma tela sensível ao toque, e recompensas do alimento são entregues dentro do sistema de teste após uma resposta correta é dada (escolha do estímulo correto) a estes estímulos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Primatologists sempre expressaram um forte interesse em aspectos sociais e não sociais de cognição. No entanto, a integração desses dois níveis de compreensão tem sido difícil. Testes social é, por vezes, realizado em laboratórios, mas em um número muito restrito de assuntos 13. Uma rede de unidades ALDM oferece 4 vantagens principais a esse respeito: (1) teste ALDM usa protocolos altamente sofisticados (informatizados) e medições de precisão de milissegundos dos processos cognitivos; (2) testes ALDM é alcançada dentro do contexto social natural dos animais estudados; (3) testes ALDM podem ser propostas para grandes grupos, como foi feito em nossos estudos; (4) testes ALDM aproveitou a ocorrência espontânea de interações sociais e não restringir os indivíduos a situações sociais específicas.
Portanto rede ALDM abre caminhos para integrativa e análises multidimensionais de cognição combinando fator social e não-socials.
Este artigo ilustra essa abordagem integrativa utilizando três protocolos, mas existem muitas outras possibilidades para além destas ilustrações chave. Por exemplo, evidências preliminares (não publicados) recolhidos no nosso laboratório sugerem que os macacos usam unidades de ensaio adjacentes também têm os mais fortes laços de filiação dentro do seu grupo social. Se esse efeito for confirmada, então a automaticidade de testes ALDM permitirá a recolha de uma grande quantidade de informações sobre a dinâmica social que pode facilitar estudos sociométricos longitudinais (por exemplo, com base em medidas de distância social) em primatas não-humanos.
As limitações do teste ALDM permanecem desconhecidos nesta fase. Por exemplo, é ainda desconhecido em que medida o nível de actividade dos indivíduos pode ser influenciada pela estrutura social (por exemplo, proporção entre os sexos) do grupo. No entanto, o teste ALDM parece uma ferramenta altamente promissora para preencher a lacuna evidente entre os estudos sobrecognição individual e aqueles mais focados em cognição social. Seu uso oferece a oportunidade de identificar os fatores sociais que podem influenciar a cognição individual e medir com mais precisão os seus efeitos. Além disso, nossa pesquisa anterior mostrou que o teste ALDM também promove bem-estar animal: São formas de enriquecimentos comportamentais que reduzem os níveis de estresse (inferidas a partir de níveis de cortisol eo número de estereotipias anormais) 3. Assim, ALDM testes parece altamente benéfica para ambos os cientistas e os animais, e deve ser mais amplamente utilizado no futuro em laboratórios e jardins zoológicos.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa foi apoiada pela "Federação de Recherche 3C", Universidade de Aix-Marseille e o projecto da UE Euprim-Net-II (# RII3-026155). Este trabalho foi financiado por uma concessão pública supervisionado pela Agência Nacional de Investigação francesa (ANR), como parte das Licornes programas (ANR-12 CULT-0002) e ASCE (ANR-13-pDoc-0004). O pessoal da estação de primata Rousset-sur-Arc CNRS é reconhecido para o suporte técnico.
Materials
| Touch screen | model ET1939L from Elotouch; Berwyn, IL | ||
| RFID microchip reader | model Petscan RT100 Version 5, Real Trace; Villebon sur Yvette, France | ||
| Eprime software | Professional, V 2.0, Psychology Software Tools, Pittsburg, PA | ||
| PC-Computer connected to a network | HP-Pavillon in our laboratory | ||
| Food dispenser | Home made in our laboratory |
References
- Fagot, J., Paleressompoulle, D. Automatic testing of cognitive performance in baboons maintained in social groups. Behav Res Methods. 41 (2), 396-404 (2009).
- Fagot, J., Bonté, E. Automated testing of cognitive performance in monkeys: Use of a battery of computerized test systems by a troop of semi-free ranging baboons. Behav Res Methods. 42 (2), 507-516 (2010).
- Fagot, J., Gullstrand, J., Kemp, C., Defilles, C., Mekaouche, M. Effects of freely accessible computerized test systems on the spontaneous behaviors and stress level of Guinea baboons (Papio papio). Am J Primatol. 76 (1), 10-1002 (2014).
- Dréa, C. M. Studying primate learning in group contexts: Tests of social foraging, response to novelty, and cooperative problem solving. Methods. 38 (3), 162-177 (2006).
- Grainger, J., Dufau, S., Montant, M., Ziegler, J. C., Fagot, J. Orthographic processing in baboons. Science. 336 (6078), 245-248 (2012).
- Fagot, J., Thompson, R. K. R. Generalized Relational Matching by Guinea Baboons (Papio papio) in two by two-item analogy problems. Psychol Sci. 22 (10), 1304-1309 (2011).
- Whitehouse, J., Micheletta, J., Powell, L. E., Bordier, C., Waller, B. M. The Impact of Cognitive Testing on the Welfare of Group Housed Primates. PLoS ONE. 8 (11), e78308 (2013).
- Gazes, P. R., Brown, E. K., Basile, B. M., Hampton, R. R. Automated cognitive testing of monkeys in social groups yields results comparable to individual laboratory-based testing. Anim Cogn. 16 (3), 445-458 (2012).
- Huber, L., Heise, N., Zenan, C., Palmers, C. The ALDB box: Automatic testing of cognitive performance in groups of aviary-housed pigeons. Behav Res Methods. Apr 16 [Epub ahead of print]. , (2014).
- Marzouki, Y. B., Gullstrrand, J., Goujon, A., Fagot, J. Baboons’ response speed is biased by their moods. PLoS One. 9 (7), e102562 (2014).
- Huguet, P., Barbet, I., Belletier, C., Monteil, J. M., Fagot, J. Cognitive control under social influence in baboons. Journal of Experimental Psychology : General. , (2014).
- Claidiére, N., Smith, K., Kirby, S., Fagot, J. Cultural evolution of systematically structured behaviour in a non-human primate. Proc R Soc Lond B. 281 (1797), (2014).
- Subiaul, F., Cantlon, J. F., Holloway, R. L., Terrace, H. S. Cognitive imitation in Rhesus macaques. Science. 305 (5682), 407-410 (2004).
