La gratificazione ritardata in Nuova Caledonia, corvi e bambini: influenza del tipo di premio e la visibilità

Argomenti

L’uccello soggetti sono stati nove corvi della Nuova Caledonia, catturati dai selvaggi (in posizione 21.67° S 165.68° E) sulla grande Terre, Nuova Caledonia, per la permanenza temporanea in prigionia sull’Isola per non-invasiva comportamentali scopi di ricerca, da aprile a luglio 2018. C’erano cinque maschi e quattro femmine, in base al dimorfismo delle dimensioni sessuali (Kenward et al. 2004), di cui quattro adulti e cinque giovani (meno di 1 anno) (Risorsa online 1)., Gli uccelli erano alloggiati in una voliera esterna di 10 scomparti, con scomparti di dimensioni diverse, anche se tutti di almeno 2 × 3 × 3 m, contenenti una gamma di materiali di arricchimento naturali, come tronchi, rami e pigne. I soggetti sono stati testati individualmente in isolamento visivo temporaneo dal gruppo. Gli uccelli non erano generalmente privi di cibo e la loro dieta quotidiana consisteva in carne, cibo per cani, uova e frutta, con acqua disponibile ad libitum. Gli uccelli mantenuti pari o superiore ai pesi di cattura durante la loro permanenza in cattività., Gli uccelli sono stati acclimatati alle voliere in aprile e abituati all’apparato sperimentale a maggio 2018. Tutti gli uccelli hanno completato lo studio completo in giugno-luglio 2018. Tutti gli uccelli hanno partecipato a diversi altri esperimenti durante la loro permanenza in cattività, tra cui fare due scelte forzate (ad esempio tra due strumenti o tipi di cibo) e interagire con apparati artificiali (ad esempio Gruber et al. 2019). Alla fine della loro partecipazione alla ricerca, gli uccelli sono stati rilasciati nei loro siti di cattura., Uno studio precedente ha indicato che i corvi della Nuova Caledonia si trovavano temporaneamente in una situazione simile a quella del presente studio reintegrato con successo in natura dopo il rilascio (Hunt 2016).

Inoltre, c’erano 61 bambini di età compresa tra 3 e 5 anni: 20 bambini di 3 anni (media: 3,65 anni; intervallo: 3,01-3,98 anni), 21 bambini di 4 anni (M: 4,68 anni; R: 4,05–4,99 anni) e 20 bambini di 5 anni (M: 5,34 anni; R: 5,05-5,87 anni), di cui 31 maschi e 30 femmine., I bambini sono stati reclutati e testati in sette scuole materne e scuole primarie nel Cambridgeshire e nel Buckinghamshire, servendo prevalentemente comunità bianche della classe media, tra marzo e giugno 2018. Tutti i bambini testati hanno completato lo studio completo; sono stati testati in isolamento visivo temporaneo da altri bambini. Per alcuni dei bambini più piccoli, un membro del personale era presente nella stanza, ma non interagiva con il bambino.,

Dichiarazione etica

Tutte le procedure eseguite in studi che coinvolgono partecipanti umani erano in conformità con gli standard etici del team etico dell’Agenzia esecutiva del Consiglio europeo della ricerca (applicazione: 339993-CAUSCOG-ERR) e del Comitato etico della ricerca psicologica dell’Università di Cambridge (pre. 2013.109), e con la Dichiarazione di Helsinki del 1964 e le sue successive modifiche o standard etici comparabili. Il consenso scritto informato è stato ottenuto dai tutori legali prima della partecipazione del bambino., I genitori dei bambini identificati nel film risorse online hanno dato il loro consenso scritto informato per queste informazioni da pubblicare. Per la ricerca sugli animali, sono state seguite tutte le linee guida internazionali, nazionali e/o istituzionali applicabili per la cura e l’uso degli animali. La ricerca sul corvo della Nuova Caledonia è stata condotta sotto l’approvazione del Comitato etico degli animali dell’Università di Auckland (numero di riferimento 001823) e della Provincia Sud con il permesso di lavorare su Grande Terre, Nuova Caledonia, e di catturare e rilasciare i corvi., Le reti Whoosh sono state utilizzate per catturare tutti gli uccelli su terreni privati con il permesso del proprietario terriero e sono state rilasciate nei siti di cattura al termine dei test.

Disponibilità dei dati

Il set di dati completo è disponibile su Figshare:https://figshare.com/s/2c0c48488b4ea58adfa2.

Informazioni aggiuntive

Gli autori non dichiarano interessi concorrenti.

Apparecchio

Abbiamo utilizzato un disco girevole sopraelevato di 38 cm di diametro, montato sopra un dispositivo di rotazione che si muove ad una velocità di 68 s per giro azionato con un telecomando (Fig. 1)., Il disco girevole era contenuto all’interno di una scatola di perspex trasparente (41 cm × 34 cm × 14 cm) con un’apertura rettangolare di 29 cm × 7 cm nella parte anteriore, per impedire ai soggetti di ricevere ricompense prima che fossero posizionati direttamente di fronte al soggetto. Due piccoli contenitori di plastica che tengono le ricompense sono stati posizionati in modo che il primo contenitore in posizione 1 avrebbe raggiunto il soggetto dopo 5 s, e il secondo contenitore in posizione 2 dopo 15 s. Questi ritardi sono stati selezionati per essere paragonabile agli studi precedenti scimmia utilizzando un paradigma simile (Bramlett et al. 2012; Perdue et al. 2015)., Per i corvi, le ricompense sono state posizionate direttamente sul vassoio rotante per garantire facilità di accesso e visibilità. Entrambe le posizioni sono state sempre innescate contemporaneamente. Per ogni prova, uno sperimentatore è entrato nella voliera in cui si è svolto l’esperimento per attirare l’apparato e lasciare una piccola ricompensa alimentare su un posatoio di fronte ad esso. Quindi, lo sperimentatore lasciò la voliera e chiuse la porta, in modo che non potessero essere visti dal soggetto., Il vassoio rotante è stato avviato tramite telecomando non appena l’uccello si è seduto sul posatoio davanti all’apparecchio e ha consumato la ricompensa del cibo, assicurando che tutti gli uccelli erano nella stessa posizione di partenza per ogni prova. La rotazione è stata interrotta dallo sperimentatore quando il soggetto ha preso la ricompensa dalla posizione 1 o 2-sono stati, quindi, autorizzati a fare una sola scelta. Gli uccelli di solito arrivavano al posatoio entro pochi secondi dopo che lo sperimentatore lasciava la voliera, e le prove venivano interrotte se l’uccello si rifiutava di venire per diversi minuti.

la qualità condizione, la voce preferita per i corvi era un piccolo pezzo di carne e per i bambini una grande scintillante immagine adesivo, mentre il numero minimo di voce preferita per i corvi era un piccolo pezzo di mela e per i figli, bianco, quadrato adesivo., Per la condizione di quantità, la quantità maggiore per i corvi era un pezzo di carne ca. 4 × la dimensione del più piccolo pezzo di carne utilizzato per la più piccola quantità. Per i bambini, la quantità maggiore era di quattro adesivi mini-picture con un adesivo mini-picture per la quantità più piccola. Per i corvi, durante l’allenamento venivano usati piccoli pezzi di carne. Per i bambini, abbiamo anche usato un premio ‘ ok ‘ per l’allenamento, che era un adesivo smiley giallo, per riservare gli adesivi più e meno preferiti solo per i test e quindi mantenere la motivazione durante i test (poiché tutte le prove sono state condotte in una sessione).,

Preference test

In primo luogo Abbiamo controllato le preferenze per il più e meno preferito (qualità) e grandi e piccole quantità (quantità). Abbiamo presentato la scelta tra la maggior parte vs. minor qualità, e grande vs. piccola quantità, mettendo entrambe le opzioni sul tavolo e permettendo al soggetto di scegliere una opzione. Per i corvi, abbiamo eseguito sessioni di 10 prove per sessione, fino a quando il soggetto selezionato correttamente su 17 di 20 prove in due sessioni, cioè selezionato la migliore qualità e la quantità maggiore, fino a un massimo di 10 sessioni per condizione, che tutti i corvi hanno terminato in 2 sessioni (20 prove)., I corvi sono stati autorizzati a selezionare una sola opzione su ogni prova dallo sperimentatore aprendo la porta alla voliera e entrando non appena è stata fatta la prima scelta, che ha causato i corvi a lasciare il tavolo dove sono stati presentati i premi. Per i bambini, abbiamo eseguito uno studio per condizione, come abbiamo scoperto nei test pilota e negli studi precedenti (inediti) che la maggior parte dei bambini mostrava chiare preferenze per l’opzione “migliore” in una singola scelta e per evitare che perdessero interesse nei premi., In uno studio precedente, abbiamo anche scoperto che i bambini selezionavano costantemente l’adesivo meno preferito in assenza dell’adesivo più preferito (ad esempio su un pezzo di tessuto). A causa di queste differenze metodologiche, i corvi avevano più esperienza pre-test con i tipi di ricompensa utilizzati nello studio.

Esperimento 1: l’influenza del tipo di ricompensa

Formazione

Sia per i bambini che per i corvi, abbiamo eseguito prove forzate, in cui una ricompensa veniva piazzata in una sola posizione—posizione 1 o 2, senza ricompensa nell’altra posizione all’interno di ogni prova., Questa fase di addestramento assicurava che i soggetti erano in grado di recuperare la ricompensa dal disco rotante e prestava attenzione quando le ricompense diventavano accessibili. Per i bambini, si trattava di due prove, una per località. Per i corvi, sono state eseguite sessioni di 10 prove fino a quando il soggetto ha recuperato con successo la ricompensa nell ‘ 80% delle prove (18/20 prove) in 2 sessioni. Ogni corvo ha ricevuto un massimo di 10 sessioni (100 prove) e sono stati scontati da ulteriori test se non sono riusciti a raggiungere il criterio in questa fase. Si noti che tutti i corvi hanno superato i criteri di allenamento entro 20-50 prove (Risorsa online 2)., Per i bambini, abbiamo anche eseguito una prova dimostrativa, in cui lo sperimentatore ha iniziato la rotazione del vassoio e ha chiesto al bambino di selezionare il contenitore quando è arrivato davanti a loro a portata di mano, e ha spiegato che potevano selezionare un solo contenitore e che il vassoio avrebbe ruotato solo una volta.

Test

Nelle prove di prova, la ricompensa migliore/più grande era nella posizione 2 e la ricompensa più povera/più piccola era nella posizione 1, mentre nelle prove di controllo questo era invertito: la ricompensa migliore/più grande era nella posizione 1 e la ricompensa più povera/più piccola nella posizione 2., I test sono stati eseguiti per ogni condizione (qualità / quantità), con metà dei soggetti che hanno ricevuto tutte le sessioni di test nella condizione di qualità prima di essere testati nella condizione di quantità, e viceversa per l’altra metà. Entrambe le ricompense erano visibili. Per i corvi, sono stati eseguiti un totale di 60 prove, 30 per ogni condizione, composte da 3 sessioni che includevano 3 prove di controllo e sette prove di prova. Pertanto, sono state eseguite 9 prove di controllo e 21 prove di prova per ogni condizione. Le prove di controllo sono state intervallate casualmente tra le sessioni. Per passare ogni condizione, il soggetto corvo è stato tenuto a fare la scelta corretta, io.,e. selezionare la ricompensa ritardata, in 16 di 21 prove di prova(significativo con test binomiale esatto a due code). Ogni uccello ha ricevuto fino a tre sessioni di test al giorno, a seconda dei vincoli di tempo e della motivazione. Per i bambini, a causa del tempo e dei limiti di accesso, abbiamo eseguito otto prove in totale: due prove di prova e due prove di controllo per condizione, per essere in grado di esplorare le prestazioni a livello di gruppo (ad esempio confrontando i gruppi di età).

Esperimento 2: l’influenza della visibilità della ricompensa

Formazione

Nell’esperimento 2, la stessa configurazione e apparato è stato utilizzato come nell’esperimento 1., Per i corvi, abbiamo eseguito due fasi di allenamento con prove forzate. In formazione 1, una ricompensa è stata posta in una posizione (1 o 2) e piccoli tappi trasparenti sono stati collocati su entrambe le posizioni, coprendo la ricompensa. Ciò è stato fatto per garantire che i corvi fossero in grado di sollevare i tappi e prestare attenzione alla ricompensa sotto di loro. Il soggetto era tenuto a sollevare il tappo per ottenere la ricompensa., In training 2, per garantire che i soggetti capissero che le ricompense potevano essere sotto tappi opachi o trasparenti e potevano ricordare la posizione della ricompensa nascosta, una ricompensa è stata posta in una posizione (1 o 2) con un cappuccio trasparente su una posizione e un cappuccio opaco sull’altra posizione. Come nell’allenamento dell’esperimento 1, abbiamo continuato con l’allenamento fino a quando il soggetto è stato selezionato correttamente in 18 prove su 20 in due sessioni consecutive in cui entrambi i tappi erano trasparenti e quando un tappo era chiaro e uno era opaco, fino a un massimo di 100 prove., Se non sono riusciti a farlo entro 100 prove, sono stati scontati dai test.

Per i bambini, abbiamo eseguito quattro prove forzate con una ricompensa posta in una posizione in un contenitore opaco, senza ricompensa nella seconda posizione nell’altro contenitore opaco per verificare che potessero ricordare la posizione di una ricompensa nascosta. Entrambi i contenitori sono stati toccati contemporaneamente durante l’adescamento e quindi i coperchi opachi sono stati chiusi in modo che la ricompensa non fosse visibile una volta completata l’adescamento e iniziata la rotazione. Abbiamo usato la ricompensa media posta nella posizione 1 in due prove e la posizione 2 in due prove., Se il bambino non è riuscito a individuare correttamente la ricompensa nascosta in una delle prime quattro prove, sono state eseguite due prove aggiuntive (una prova nella posizione 1, una nella posizione 2).

L’addestramento del corvo differiva dall’addestramento del bambino per l’Esperimento 2, poiché i corvi faticavano notevolmente a localizzare la ricompensa nascosta quando entrambi i contenitori erano opachi, anche se erano in grado di farlo quando un contenitore era opaco e l’altro trasparente., I corvi venivano catturati allo stato selvatico per tenerli temporaneamente in cattività, e sebbene fossero acclimatati e comodi muovendosi intorno alla voliera e arrivando all’apparato quando lo sperimentatore era fuori dalla voliera, non sarebbero rimasti al tavolo direttamente davanti all’apparato mentre lo sperimentatore era presente adescandolo. Pertanto, la visione dell’adescamento e il ritardo tra l’osservazione dell’adescamento e la scelta erano diversi per i corvi rispetto ai bambini., I bambini si sedevano davanti all’apparato durante l’adescamento, mentre i corvi avevano sempre la possibilità di osservare l’adescamento anche se di solito si posavano su un ramo ca. 3 m dal tavolo dell’apparecchio. I corvi avevano generalmente paura che gli esseri umani si avvicinassero a loro da vicino e, quindi, non osservavano l’adescamento nella maggior parte delle prove. Tuttavia, poiché in precedenza avevano partecipato all’addestramento quotidiano e ad altri studi, erano a loro agio nell’avvicinarsi a diverse configurazioni sul tavolo sperimentale e nell’interagire con gli apparati quando nessuno sperimentatore era presente nel compartimento., Uno studio precedente (Jelbert et al. 2016) ha dimostrato che i corvi possono imparare ad osservare l’adescamento attraverso un lungo addestramento quando lo sperimentatore era nascosto dietro uno schermo e solo le loro mani erano visibili, cosa che non era il caso in questo esperimento, poiché gli sperimentatori dovevano entrare nella voliera per adescare l’apparato.

Test

Abbiamo eseguito prove di prova, con la ricompensa migliore/più grande nella posizione 2 e la ricompensa più povera/più piccola nella posizione 1, e prove di controllo, con la ricompensa migliore/più grande nella posizione 1 e la ricompensa più povera/più piccola nella posizione 2, per entrambe le condizioni (qualità/quantità)., Una ricompensa è stata posta in entrambe le posizioni in vista del soggetto. Nella fase di prova 1, il contenitore in posizione 1 aveva un coperchio trasparente, mentre il contenitore in posizione 2 aveva un coperchio opaco (Fig. 2). Pertanto, solo la ricompensa immediata era visibile quando la rotazione è iniziata. Nella fase di test 2, il contenitore nella posizione 1 aveva un coperchio opaco e la posizione 2 aveva un coperchio trasparente, quindi solo la ricompensa ritardata era visibile quando la rotazione iniziava. Nella fase di test 3, entrambi i contenitori avevano un coperchio opaco, pertanto, nessuna ricompensa era visibile quando la rotazione è iniziata., La fase di test 3 è stata eseguita solo con bambini, non corvi, a causa delle suddette difficoltà dei corvi che osservano lo sperimentatore durante l’adescamento. La metà dei bambini ha ricevuto il passo 1, quindi il passo 2 e poi il passo 3, l’altra metà ha ricevuto il passo 2, il passo 1 e poi il passo 3. La metà dei bambini ha ricevuto prima tutte le prove di qualità; l’altra metà ha ricevuto prima tutte le prove di quantità.

Per i corvi, i soggetti hanno ricevuto un totale di 30 prove in 3 sessioni per ogni condizione. Ogni sessione consisteva in tre prove di controllo e sette prove di prova in ordine randomizzato (con prove di controllo intervallate tra le sessioni). C’erano quattro condizioni: test passo 1 qualità, test passo 2 qualità, test passo 1 quantità e test passo 2 quantità. La metà dei soggetti ha ricevuto il passaggio 1 prima del passaggio 2, l’altra metà ha ricevuto il passaggio 2 prima del passaggio 1., I soggetti Crow sono stati tenuti a selezionare correttamente in 16 delle 21 prove di prova per superare ogni condizione. Ogni uccello ha ricevuto fino a tre sessioni di test al giorno, a seconda dei vincoli di tempo e della motivazione.

Per i bambini, abbiamo eseguito 12 prove: 6 per condizione, con 3 prove di prova e 3 prove di controllo per condizione, e 8 prove nel set 1 e 4 prove nel set 2. Entrambi gli esperimenti 1 e 2 di questo studio sono stati eseguiti all’interno della stessa sessione, pari a 28-30 prove, della durata di circa 20 min. Per i corvi, tutti i soggetti sono stati testati in entrambe le condizioni (qualità / quantità) nell’esperimento 1., Tuttavia, se hanno fallito entrambe le condizioni dell’esperimento 1 selezionando correttamente in meno di 16 prove su 21 in ciascuna condizione (poiché ciò non sarebbe significativo con un test binomiale esatto a due code), sono stati scontati dall’esperimento 2. Questo approccio è stato scelto perché gli uccelli che hanno fallito il test quando entrambe le ricompense erano visibili (Exp 1) erano estremamente improbabili da passare quando una o entrambe le ricompense non erano visibili (Exp 2). Se hanno fallito una condizione (ad esempio quantità) ma hanno superato l’altra (ad esempio, qualità) nell’esperimento 1, quindi sono stati testati nell’esperimento 2 solo a condizione che fossero passati in precedenza (quindi qualità in questo caso). Per i bambini, tutti i soggetti sono stati testati sull’esperimento 1 e sull’esperimento 2 per entrambe le condizioni, indipendentemente dalle prestazioni individuali.

Analisi dei dati

Abbiamo registrato la scelta per prova per ciascun soggetto come “corretta” o “errata”, con la scelta corretta che è la ricompensa di una maggiore qualità o quantità, sia che fosse immediata (prova di controllo) o ritardata (prova di prova)., Tutte le sessioni di test sono state codificate dal vivo e registrate in video (a meno che il consenso dei genitori non richieda altrimenti per i bambini). il 10% degli studi è stato codificato dal video e confrontato con la codifica dal vivo, trovando un accordo del 97,4% con i dati umani e un accordo del 100% per i dati del corvo. Le prove di esempio possono essere trovate nelle Risorse online.

Abbiamo condotto modelli misti lineari generalizzati (GLMM: (Baayen 2008) usando R (versione 2.15.0; R Core Team 2014) per valutare quali fattori hanno influenzato il tasso di successo nei corvi e nei bambini della Nuova Caledonia., Il successo era una variabile binaria che indicava se il soggetto ha risolto correttamente la prova (1) o meno (0) ed è stato inserito come variabile dipendente nei modelli. Per ogni modello di specie nell’esperimento 1, abbiamo incluso l’effetto casuale di ID soggetto, effetti fissi di età in anni (bambini: continuo: età 3-5 in singoli anni, corvi: adulto / giovanile), tipo di prova (controllo, prova di prova), condizione (qualità, quantità), ordine (qualità–quantità, quantità–qualità) e genere (maschio/femmina)., Per l’esperimento 2, per il GLMM per i dati figlio, abbiamo incluso gli stessi effetti fissi dell’esperimento 1 oltre ad aggiungere gli effetti fissi del numero di prova (1-12) e della visibilità (ricompensa immediata visibile, ricompensa ritardata visibile, nessuna ricompensa visibile). Per i corvi, abbiamo incluso gli effetti fissi di condizione, tipo di prova, ordine e visibilità (ricompensa immediata o ritardata visibile)., Abbiamo usato i test del rapporto di verosimiglianza per confrontare il modello completo (tutte le variabili predittive, gli effetti casuali e le variabili di controllo) prima con un modello nullo e poi con modelli ridotti per testare ciascuno degli effetti di interesse (Forstmeier e Schielzeth 2011). Il modello null consisteva in effetti casuali, variabili di controllo e nessuna variabile predittiva. Il modello ridotto comprende tutti gli effetti presenti nel modello completo, ad eccezione dell’effetto di interesse (Göckeritz et al. 2014)., Per i corvi e i bambini, abbiamo anche analizzato i dati per le variabili significative identificate nel GLMMs utilizzando statistiche non parametriche a due code, vale a dire test di ranghi firmati Wilcoxon 1-campione e test binomiali esatti a due code eseguiti nella versione SPSS 21.