Forsinket tilfredsstillelse i New Caledonian kråker og unge barn: påvirkning av belønning type og synlighet

Fag

fuglen fag ble ni Nye Caledonian crows fanget fra naturen (på sted 21.67° S 165.68° E) på Grand Terre, Ny-Caledonia, for midlertidig å holde i fangenskap på Øya for ikke-invasiv atferdsmessige forskningsformål fra April til juli 2018. Det ble fem hanner og fire hunner, basert på seksuell størrelse dimorphism (Kenward m.fl. 2004), som var fire voksne og fem var yngel (mindre enn 1 år gammel) (Online Ressurs-1)., Fuglene ble plassert i en 10-rom utenfor aviary, med rom for ulike i størrelse, men alle minst 2 × 3 × 3 m, som inneholder en rekke naturlige berikelse materialer, som for eksempel tømmer, kvist og kongler. Studiedeltakere ble testet individuelt i midlertidige visuelle isolasjon fra gruppen. Fuglene var generelt ikke mat og fratatt sine daglige diett besto av kjøtt, hundemat, egg og frukt, vann tilgjengelig ad libitum. Fuglene opprettholdes på eller over fange vekter i løpet av oppholdet i fangenskap., Fuglene ble akklimatisert til fuglebur i April og habituated til den eksperimentelle apparater i Mai 2018. Alle fugler fullført hele undersøkelsen i juni–juli 2018. Alle fugler tok del i flere andre eksperimenter under sitt opphold i fangenskap, inkludert å gjøre tvunget to-valg (f.eks. mellom to verktøy eller mat typer) og i samspill med kunstig apparatuses (f.eks. Gruber et al. 2019). På slutten av sin forskning deltakelse, fugler ble utgitt på deres capture nettsteder., En tidligere studie viste at Nye Caledonian crows plassert midlertidig i en lignende situasjon som den foreliggende studie vellykket reintegrert i naturen etter utgivelsen (Hunt 2016).

I tillegg, var det 61 barn emner i alderen mellom 3 og 5 år: 20 3-åringer (betyr: 3.65 år, område: 3.01–3.98 år), 21 4-åringer (M: 4.68 år; R: 4.05–4.99 år) og 20 5-åringer (M: 5.34 år; R: 5.05–5.87 år), hvorav 31 var menn og 30 kvinner., Barna ble rekruttert og testet på syv barnehagen og grunnskolen i Cambridgeshire og Buckinghamshire, som serverer overveiende hvit, middelklasse samfunn, mellom Mars og juni 2018. Alle barn testet gjennomført hele studiet, og de ble testet i midlertidige visuelle isolasjon fra andre barn. For noen av de yngre barna, et medlem av personalet var til stede i rommet, men fikk ikke samhandle med barnet.,

Etikk uttalelse

Alle prosedyrer utført i studier som involverer menneskelige deltakere var i samsvar med etiske normer i det Europeiske forskningsrådet Executive Agency Etikk Team (application: 339993-CAUSCOG-ERR) og University of Cambridge Psychology Research Ethics Committee (pre. 2013.109), og med 1964-Helsinki-Erklæringen, og dens senere endringer eller tilsvarende etiske standarder. Informert skriftlig samtykke ble innhentet fra foresatte før deltakelse av barn., Foreldrene til barn som er identifisert i den elektroniske ressurser filmen ga sitt informerte skriftlig samtykke til dette informasjon som skal publiseres. For animal research, alle gjeldende internasjonale, nasjonale og/eller institusjonelle retningslinjer for stell og bruk av dyr ble fulgt. Den Nye Caledonian crow forskningen ble utført under godkjenning fra University of Auckland Dyr Etisk Komité (referansenummer 001823) og fra Provinsen Sud med tillatelse til å arbeide på Grande Terre, Ny-Caledonia, og for å fange opp og slipp kråker., Sus garn ble brukt til å fange alle fugler på privat land med grunneier tillatelse og ble utgitt på capture nettsteder i slutten av testing.

Data

hele datasettet som er tilgjengelig på Figshare: https://figshare.com/s/2c0c48488b4ea58adfa2.

Mer informasjon

forfatterne erklærer ingen konkurrerende interesser.

Apparater

Vi har brukt en 38 cm diameter forhøyet roterende disk, montert på toppen av en rotasjon enheten beveger seg med en hastighet av 68 s per revolusjon som betjenes med en fjernkontroll (Fig. 1)., Den roterende disken var inneholdt i en gjennomsiktig Pleksiglass-boksen (41 cm x 34 cm × 14 cm) med en 29 cm x 7 cm rektangulær åpning i front, for å hindre fag fra å ta belønning før de ble plassert rett foran motivet. To små plast beholdere holder belønningen var plassert slik at den første containeren på sted 1 ville nå emnet etter 5 s, og den andre beholderen på posisjon 2 etter 15 s. Disse forsinkelsene ble valgt til å være sammenlignbare med de tidligere monkey studier med et lignende mønster (Bramlett et al. 2012; Perdue et al. 2015)., For crows, belønningen ble plassert direkte på den roterende skuffen for å sikre god tilgjengelighet og synlighet. Begge steder var det alltid agnet samtidig. For hvert forsøk, en eksperimentator angitt aviary der eksperimentet fant sted til agn apparatet og la det være et veldig lite mat belønning på en abbor i front av det. Så, eksperimentator forlot aviary og lukket døren, så de ikke kunne bli sett av emnet., Den roterende skuff ble startet via fjernkontrollen så snart som fuglen satt på abbor i fronten av apparatet og fortært maten belønning, sikrer at alle fuglene var i samme utgangsposisjon for hvert forsøk. Rotasjonen ble stoppet av eksperimentator når motivet tok belønning fra posisjon 1 eller 2—de var, derfor er det kun tillatt å foreta et valg. Fugler vanligvis kom til abbor i løpet av noen få sekunder etter at eksperimentator forlot aviary, og prøvelser ble avviklet om fuglen nektet å komme i flere minutter.

I kvalitet, tilstand, den mest foretrukne element for kråkene var et lite stykke kjøtt, og for barna er en stor glitrende bilde klistremerke, mens den minst foretrukne element for kråkene var en liten bit av apple og for barn i en hvit, square klistremerke., For mengden tilstand, større kvantum for kråkene var et stykke kjøtt ca. 4 × størrelsen av de mindre stykke kjøtt som brukes for mindre mengde. For barna er, jo større kvantum ble fire mini-bilde klistremerker med en mini-bilde klistremerke for mindre mengde. For crows, små biter av kjøtt ble brukt under trening. For barn, har vi også brukt en ‘ok’ belønning for trening, som var en gul smiley klistremerke, for å forbeholder oss mest og minst foretrukne klistremerker for testing og for å opprettholde motivasjonen under testing (som alle studiene ble utført i en økt).,

Preferanser test

Vi først sjekket preferanser for de mest og minst foretrukne (kvalitet) og store og små beløp (kvantitet). Vi presentert valget av de fleste vs. minst kvalitet, og store og små kvantum, ved å plassere begge alternativer på bordet, og slik at motivet for å velge et alternativ. For kråkene, vi kjørte økter på 10 forsøk per økt, til emne er ikke valgt riktig på 17 av 20 studier over to økter, dvs. valgte bedre kvalitet og større antall, opp til et maksimum på 10 økter per tilstand, som alle kråker ferdig i 2 økter (20 forsøk)., Kråkene fikk lov til å kun velge ett alternativ på hver prøving av eksperimentator åpne døren til aviary og stepping inne så snart det første valget ble gjort, noe som forårsaket kråkene til å forlate bordet der belønningen ble presentert. For barn, kjørte vi en studie per tilstand, som vi har funnet i pilot-testing og i tidligere studier (upublisert) at flertallet av barna viste klare preferanser for «bedre» alternativ i et enkelt valg, og for å unngå dem til å miste interessen i belønning., I en tidligere studie, fant vi også at barn konsekvent valgt den minst foretrukne klistremerke i fravær av de mest foretrukne klistremerke (f.eks. over et stykke vev). På grunn av disse metodiske forskjeller, kråker hadde flere pre-test erfaring med belønning typer som brukes i studiet.

Eksperiment 1: påvirkning av belønning type

Trening

For både barn og kråker, kjørte vi tvunget studier, hvor en belønning ble plassert på ett sted bare—posisjonen 1 eller 2, med ingen belønning på den andre plasseringen innen hvert forsøk., Denne opplæringen på trinn trygg på at fagene var i stand til å hente belønningen fra roterende disk, og betalt oppmerksomhet når belønninger ble tilgjengelig. For barn, dette var to studier—en per beliggenhet. For kråkene, økter på 10 studier ble kjørt til endeleg hentet belønning i 80% av studier (18/20 forsøk) over 2 økter. Hver crow mottatt maksimalt 10 økter (100 trials) og ble avvist fra ytterligere testing hvis de ikke klarte å nå kriterium på dette stadiet. Merk at alle kråker bestått opplæring kriterier innen 20-50 studier (Elektronisk Ressurs 2)., For barn, kan vi også første løp en demonstrasjon rettssaken, hvor eksperimentator startet skuffen roterende og spurte barnet til å velge beholderen når den kom i front av dem i sin rekkevidde, og forklarte at de kunne velge bare en container, og at skuffen ville rotere bare én gang.

– Testing

I test prøvelser, bedre/større belønning var i posisjon 2 og dårligere/mindre belønning var i posisjon 1, mens i kontrollen prøvelser dette ble reversert: bedre/større belønning var i posisjon 1 og dårligere/mindre belønning i posisjon 2., Testene ble kjørt for hver tilstand (kvalitet/kvantitet), med halvparten av fagene motta alle test-økter i kvalitet tilstand før de blir testet i antall tilstand, og omvendt for den andre halvparten. Både rewards var synlige. For kråkene, av en total av 60 forsøk ble kjørt, 30 for hver tilstand, som består av 3 økter som inkluderte 3 kontroll og syv test prøvelser. Derfor, 9 kontroll studier og 21 test forsøk ble kjørt for hver tilstand. Kontroll studier ble tilfeldig ispedd over økter. For å passere hvert tilstand, kråke faget var nødvendig å gjøre det riktige valget, jeg.,e. velg forsinket belønning, i 16 av 21 test studier (betydelig med to-tailed eksakt Binomial test). Hver fugl fikk opp til tre test-økter per dag, avhengig av tidspress og motivasjon. For barn, på grunn av tid og få tilgang til baksetet, vi kjørte åtte studier i sum: to test-studier og to control trials per betingelse, for å være i stand til å utforske ytelse på en gruppe nivå (f.eks. sammenligner aldersgrupper).

Eksperiment 2: påvirkning av belønning synlighet

Trening

I Eksperiment 2, samme oppsett, og apparatet ble brukt som i Eksperiment 1., For crows, kjørte vi to opplæring trinn med tvang prøvelser. I trening 1, en belønning ble plassert på ett sted (1 eller 2) og lite gjennomsiktig lokk ble lagt på begge steder, som dekker lønn. Dette ble gjort for å sikre at kråkene var i stand til å løfte caps og betalt oppmerksomhet til belønning under dem. Motivet var nødvendig for å løfte lokket for å få belønning., I trening 2, for å sikre at fagene forstått at belønninger kan være under enten er uklar eller transparent lokk og kunne huske plasseringen av skjult gevinst, belønning ble plassert på ett sted (1 eller 2) med en gjennomsiktig lokk på ett sted, og en gjennomsiktig cap på den andre plasseringen. Som i Eksperiment 1 trening, fortsatte vi med trening til emne er ikke valgt riktig i 18 av 20 studier over to påfølgende økter når både caps var gjennomsiktige, og når en cap var klart og var uklar, og til maksimalt 100 trials., Hvis de ikke klarte å gjøre det innenfor 100 studier, de ble avvist fra testing.

For barn, kjørte vi fire tvunget forsøk med en belønning plassert på ett sted i en gjennomsiktig beholder, med ingen belønning i andre beliggenhet i den andre gjennomsiktige beholderen for å sjekke at de kunne huske plasseringen av en skjult gevinst. Både containere ble rørt samtidig egning og så gjennomsiktig lokk ble lukket slik at belønningen ikke var synlig når egning var fullført og rotasjon i gang. Vi brukte medium belønning plassert i posisjon 1 i to studier, og posisjon 2 i to studier., Hvis barnet ikke klarte å riktig finne den skjulte belønning i noen av de fire første forsøk, deretter ytterligere to studier (en prøveperiode på posisjon 1, ett på sted 2) ble kjørt.

The crow trening skilte seg fra barnet opplæring for Eksperiment 2, som kråkene slitt betydelig med å finne de skjulte belønning når begge enhetene var uklar, men var i stand til å gjøre det når en container, var ugjennomsiktig og andre gjennomsiktige., Kråkene var viltfangede for midlertidig å holde i fangenskap, og selv om det var akklimatisert og behagelig å bevege seg rundt i aviary og kommer til apparatet når experimenter var utenfor aviary, de ville ikke forbli på bordet rett foran apparatet mens eksperimentator var til stede egning det. Derfor, visningen av egning og forsinkelsen mellom observere egning og gjøre sine valg var forskjellige for crows enn barn., Barna ville sitte i front av apparatet under egning, mens kråkene alltid hatt muligheten til å observere egning om ville vanligvis abbor på en gren ca. 3 m fra apparatet bordet. Kråker var generelt redd for mennesker som nærmer seg tett, og derfor ikke observere lokkemat i de fleste studier. Men, som de tidligere hadde deltatt i daglig trening og andre studier, de var komfortable nærmer forskjellige oppsett på den eksperimentelle bord og i samspill med apparatuses når ingen eksperimentator var til stede i rommet., En tidligere studie (Jelbert et al. 2016) har vist at kråker kan lære å observere egning gjennom omfattende opplæring når experimenter var skjult bak en skjerm og bare sine hender var synlig, noe som ikke var tilfellet i dette eksperimentet, som forskere hadde å angi aviary til agn apparatet.

– Testing

Vi kjørte test studier, med bedre/større belønning i posisjon 2 og dårligere/mindre belønning i posisjon 1, og kontroll studier, med bedre/større belønning i posisjon 1 og dårligere/mindre belønning i posisjon 2, for begge forhold (kvalitet/kvantitet)., En belønning var plassert på begge steder i syn på faget. I test trinn 1, container i posisjon 1 hadde en gjennomsiktig lokk, mens du container i posisjon 2 som hadde en ugjennomsiktig lokket (Fig. 2). Derfor, bare den umiddelbare belønningen var synlig når rotasjonen i gang. I test trinn 2, container i posisjon 1 hadde en gjennomsiktig lokk, og plasseringen 2 hadde en gjennomsiktig lokk, og så bare forsinket belønning var synlig når rotasjonen i gang. I test trinn 3, begge enhetene hadde en gjennomsiktig lokk, og derfor verken belønning var synlig når rotasjonen i gang., Test trinn 3 var bare kjøre med barna, ikke for kråkene, på grunn av de nevnte problemene med kråker observere eksperimentator under lokkemat. Halvparten av barna fikk trinn 1 og trinn 2, og deretter trinn 3, den andre halvparten fikk trinn 2, trinn 1, og deretter trinn 3. Halvparten av barna fikk alle kvalitet studier første, den andre halvparten fikk alle antall forsøk først.

For crows, fag mottatt en total av 30 studier over 3 økter per tilstand. Hver økt besto av tre kontroll-studier og syv test studier i randomisert rekkefølge (med kontroll ispedd forsøk på tvers av økt). Det var fire forhold: test trinn 1 kvalitet, test trinn 2-kvalitet, test trinn 1 kvantum og test trinn 2 antall. Halvparten av forsøkspersonene fikk trinn 1 før trinn 2, den andre halvparten fikk trinn 2 før trinn 1., Crow fag var nødvendig å velge riktig i 16 av 21 test forsøk for å passere hver tilstand. Hver fugl fikk opp til tre test-økter per dag, avhengig av tidspress og motivasjon.

For barna, vi kjørte 12 studier: 6 per betingelse, med 3 test prøvelser og 3-control studier per tilstand, og 8 studier i sett 1 og 4 forsøk i set 2. Begge Forsøk 1 og 2 i denne studien ble kjørt i samme økt, og utgjorde 28-30 prøvelser, som varer rundt 20 min. For kråkene, alle fag ble testet på begge betingelser (kvalitet/kvantitet) i Eksperiment 1., Imidlertid, hvis de mislyktes både i Eksperiment 1 forhold ved å velge riktig i færre enn 16 av 21 test forsøk i hver tilstand (som dette ville være ikke-signifikante med en to-tailed eksakt Binomial test), de ble avvist fra Eksperiment 2. Denne tilnærmingen ble valgt fordi fugler som ikke besto testen når både rewards var synlige (Exp 1) var ekstremt usannsynlig å passere når en eller begge rewards ikke var synlig (Exp 2). Hvis de ikke klarte en tilstand (f.eks. antall), men gått den andre (f.eks., kvalitet) i Eksperiment 1, da de ble testet i Eksperiment 2 bare på betingelse av at de tidligere hadde gått (slik kvalitet i dette tilfellet). For barn, alle fag ble testet på Eksperiment 1 og Eksperiment 2 for begge forhold, uavhengig av individuelle prestasjoner.

Data analyse

Vi registrerte valg per rettssaken for hver gjenstand som «riktig» eller «feil», med riktig valg å være belønning av høyere kvalitet eller kvantitet, enten det var umiddelbar (kontroll-prøving) eller forsinket (test prøveversjon)., Alle test økter ble kodet leve så godt som video-registrert (med mindre samtykke bedt om ikke annet for barn). 10% av studiene ble kodet fra video og i forhold til live-koding, finne 97.4% overensstemmelse med den menneskelige data, og 100% – avtalen for kråka data. Eksempel studier kan bli funnet i Online-Ressurser.

Vi har gjennomført Generaliserte Lineære Blandede Modeller (GLMM: (Baayen 2008) ved å bruke R (versjon 2.15.0; R Core Team 2014) for å vurdere hvilke faktorer som påvirket suksess rate i den Nye Caledonian kråker og barn., Suksessen var en binær variabel som indikerer om emnet riktig løst rettssaken (1) eller ikke (0) og ble lagt inn som en avhengig variabel i modellene. For hver art modell i Eksperiment 1, har vi inkludert tilfeldig effekt av emne-ID, faste effekter av alder i år (barn: kontinuerlig: alderen 3-5 i det enkelte år, kråker: voksen/ungdom), type prøving (kontroll, test trial), tilstand (kvalitet, kvantitet), for (kvalitet, kvantitet, mengde–kvalitet), og kjønn (mann/kvinne)., For Eksperiment 2, for GLMM for barnet data, har vi inkludert den samme faste effekter som Eksperiment 1, samt å legge til den faste effekter av rettssaken nummer (1-12) og synlighet (umiddelbar belønning synlig, forsinket belønning synlig, verken belønning synlig). For crows, har vi inkludert faste effekter av tilstand, trial type, rekkefølge og synlighet (umiddelbar eller forsinket belønning synlig)., Vi brukte likelihood ratio tester for å sammenligne full modell (alle prediktor variabler, tilfeldige effekter og kontroll variabler) først med en null-modellen, og deretter med redusert modeller for å teste hver av effekter av interesse (Forstmeier og Schielzeth 2011). Null-modellen besto av tilfeldige effekter, kontrollere variablene og ingen prediktor variabler. Den reduserte modellen består av alle effekter er til stede i den fulle modellen, med unntak av effekten av interesse (Göckeritz et al. 2014)., For kråkene og barn, har vi også analysert data for signifikante variabler er identifisert i GLMMs bruk av ikke-parametriske to-tailed statistikk, nemlig 1-eksempel Wilcoxon signed rangerer tester og presis to Binomial tester som er kjørt i SPSS versjon 21.