Försenad tillfredsställelse i Nya Kaledoniska kråkor och små barn: påverkan av belöningstyp och synlighet

ämnen

fåglarna var nio nya Kaledoniska kråkor som fångats från naturen (på plats 21.67° s 165.68° E) på Grand Terre, Nya Kaledonien, för tillfälligt innehav i fångenskap på ön för icke-invasiva beteendeforskning ändamål från April till juli 2018. Det fanns fem män och fyra kvinnor, baserat på sexuell storlek dimorfism (Kenward et al. 2004), varav fyra var vuxna och fem var ungdomar (mindre än 1 år gamla) (online-resurs 1)., Fåglarna var inrymda i ett 10-fack utanför voljär, med fack som skiljer sig åt i storlek, men alla minst 2 × 3 × 3 m, som innehåller en rad naturliga anrikningsmaterial, såsom stockar, grenar och tallkottar. Försökspersonerna testades individuellt i tillfällig visuell isolering från gruppen. Fåglarna var i allmänhet inte mat berövas och deras dagliga kost bestod av kött, hundmat, ägg och frukt, med vatten tillgängliga ad libitum. Fåglarna hålls vid eller över fångstvikter under sin vistelse i fångenskap., Fåglarna acklimatiserades till flygare i April och habituerades till experimentapparaten i maj 2018. Alla fåglar avslutade hela studien i juni-juli 2018. Alla fåglar deltog i flera andra experiment under sin vistelse i fångenskap, inklusive att göra tvångsval (t. ex. mellan två verktyg eller livsmedelstyper) och interagera med artificiella apparater (t.ex. Gruber et al. 2019). I slutet av deras forskningsdeltagande släpptes fåglar på sina fångstplatser., En tidigare studie visade att nya Kaledoniska kråkor tillfälligt låg i en liknande situation som den nuvarande studien lyckades återintegreras i naturen efter frisläppandet (Hunt 2016).

dessutom fanns det 61 barn mellan 3 och 5 år: 20 3-åringar (medelvärde: 3,65 år; intervall: 3,01-3,98 år), 21 4-åringar (M: 4,68 år; r: 4,05–4,99 år) och 20 5-åringar (m: 5,34 år; r: 5,05–5,87 år), varav 31 var manliga och 30 var kvinnliga., Barn rekryterades och testades på sju förskolor och grundskolor i Cambridgeshire Och Buckinghamshire, som betjänar övervägande vita medelklasssamhällen, mellan mars och juni 2018. Alla testade barn avslutade hela studien; de testades i tillfällig visuell isolering från andra barn. För några av de yngre barnen var en anställd närvarande i rummet, men interagerade inte med barnet.,

Etik uttalande

Alla förfaranden som utförs i studier som involverar mänskliga deltagarna var i enlighet med de etiska normerna i Europeiska forskningsrådet Executive Agency Etik Team (ansökan: 339993-CAUSCOG-ERR) och University of Cambridge Psykologi forskningsetisk Kommitté (pre. 2013.109), och med Helsingforsdeklarationen 1964 och dess senare ändringar eller jämförbara etiska normer. Informerat skriftligt samtycke erhölls från juridiska vårdnadshavare före barnets deltagande., Föräldrarna till de barn som identifierats i online resources-filmen gav sitt informerade skriftliga samtycke till att denna information skulle publiceras. För djurforskningen följdes alla tillämpliga internationella, nationella och / eller institutionella riktlinjer för vård och användning av djur. Den nya Kaledoniska kråkforskningen genomfördes under godkännande från University of Auckland Animal Ethics Committee (referensnummer 001823) och från provinsen Sud med tillstånd att arbeta på Grande Terre, Nya Kaledonien och att fånga och släppa kråkor., Whoosh nät användes för att fånga alla fåglar på privat mark med markägare tillstånd och släpptes vid fångstplatserna i slutet av testningen.

datatillgänglighet

hela datauppsättningen finns på Figshare: https://figshare.com/s/2c0c48488b4ea58adfa2.

ytterligare information

författarna förklarar inga konkurrerande intressen.

apparat

vi använde en upphöjd roterande skiva med 38 cm diameter, monterad ovanpå en rotationsanordning som rör sig med en hastighet av 68 s per varv som manövreras med en fjärrkontroll (Fig. 1)., Den roterande skivan var innesluten i en transparent Perspex låda (41 cm × 34 cm × 14 cm) med en 29 cm × 7 cm rektangulär öppning på framsidan, för att förhindra att personer tar belöningar innan de var placerade direkt framför ämnet. Två små plastbehållare som håller belöningarna placerades så att den första behållaren på plats 1 skulle nå ämnet efter 5 s och den andra behållaren på plats 2 efter 15 s. dessa förseningar valdes för att vara jämförbara med de tidigare apstudierna med hjälp av ett liknande paradigm (Bramlett et al. 2012; Perdue et al. 2015)., För kråkorna placerades belöningarna direkt på det roterande facket för att säkerställa enkel åtkomst och synlighet. Båda platserna var alltid betade samtidigt. För varje försök kom en experimenterare in i aviary där experimentet ägde rum för att bete apparaten och lämna en mycket liten matbelöning på en abborre framför den. Sedan lämnade experimentet aviary och stängde dörren, så att de inte kunde ses av ämnet., Det roterande facket startades via fjärrkontroll så snart fågeln satt på abborre framför apparaten och konsumerade matbelöningen och försäkrade att alla fåglar var i samma startposition för varje försök. Rotationen stoppades av försöksmannen när motivet tog belöningen från plats 1 eller 2—de fick därför bara göra ett val. Fåglar kom vanligtvis till abborre inom några sekunder efter att experimenten lämnade aviary, och försök avbröts om fågeln vägrade att komma i flera minuter.

i kvalitetsförhållandet, den mest effektiva föredraget objekt för kråkorna var en liten bit kött och för barnen en stor glittrande bild klistermärke, medan den minst föredragna föremålet för kråkorna var en liten bit äpple och för barnen en vit, fyrkantig klistermärke., För kvantitetsförhållandet var den större kvantiteten för kråkorna en bit kött ca. 4 × storleken på det mindre köttstycke som används för den mindre kvantiteten. För barnen var den större kvantiteten fyra mini-bildekaler med en mini-bildekaler för den mindre kvantiteten. För kråkor användes små köttstycken under träning. För barnen använde vi också en ” ok ” – belöning för träning, som var en gul smiley-klistermärke, för att reservera de mest och minst föredragna klistermärkena för att bara testa och behålla motivationen under testningen (eftersom alla försök genomfördes i en session).,

Preferenstest

vi kontrollerade först inställningarna för den mest och minst föredragna (kvalitet) och stor och liten mängd (kvantitet). Vi presenterade valet av de flesta vs. minst kvalitet, och stora vs liten mängd, genom att placera båda alternativen på bordet och låta ämnet att välja ett alternativ. För kråkorna körde vi sessioner med 10 försök per session tills ämnet valdes korrekt på 17 av 20 försök över två sessioner, dvs valde bättre kvalitet och större mängd, upp till högst 10 sessioner per tillstånd, vilket alla kråkor slutade i 2 sessioner (20 försök)., Kråkorna fick bara välja ett alternativ på varje försök av försöksledaren som öppnade dörren till aviary och steg in så snart det första valet gjordes, vilket fick kråkorna att lämna bordet där belöningarna presenterades. För barnen körde vi en försök per tillstånd, som vi har funnit i pilottester och i tidigare studier (opublicerade) att majoriteten av barnen visade tydliga preferenser för alternativet ”bättre” i ett enda val, och för att undvika att de förlorar intresse för belöningarna., I en tidigare studie fann vi också att barn konsekvent valde den minst föredragna klistermärkena i avsaknad av den mest föredragna klistermärkena (t.ex. över en bit vävnad). På grund av dessa metodologiska skillnader hade crows mer erfarenhet före testet med de belöningstyper som användes i studien.

Experiment 1: påverkan av belöningstyp

träning

för både barn och kråkor körde vi tvångsförsök, där en belöning placerades på en plats endast—plats 1 eller 2, utan belöning på den andra platsen inom varje försök., Detta träningssteg försäkrade att ämnena kunde hämta belöningen från den roterande skivan och uppmärksammade när belöningar blev tillgängliga. För barnen var detta två försök – en per plats. För kråkorna kördes sessioner av 10 försök tills ämnet framgångsrikt hämtade belöningen i 80% av försöken (18/20 försök) över 2 sessioner. Varje kråka mottog högst 10 sessioner (100 försök) och diskonterades från ytterligare tester om de inte nådde kriteriet i detta skede. Observera att alla kråkor passerade utbildningskriterierna inom 20-50 försök (online-resurs 2)., För barnen körde vi också först en demonstrationsprov, där experimenteraren startade brickan och bad barnet att välja behållaren när den anlände framför dem inom räckhåll och förklarade att de bara kunde välja en behållare och att facket bara skulle rotera en gång.

testa

i testförsök var den bättre / större belöningen på plats 2 och den fattigare/mindre belöningen var på plats 1, medan det i kontrollförsök var omvänd: den bättre / större belöningen var på plats 1 och den fattigare/mindre belöningen på plats 2., Tester kördes för varje tillstånd (kvalitet/kvantitet), med hälften av försökspersonerna som fick alla testsessioner i kvalitetsförhållandet innan de testades i kvantitetsförhållandet och vice versa för den andra hälften. Båda belöningarna var synliga. För kråkorna kördes totalt 60 försök, 30 för varje tillstånd, bestående av 3 sessioner som inkluderade 3 kontroll och sju testförsök. Därför kördes 9 kontrollförsök och 21 testförsök för varje tillstånd. Kontrollförsök var slumpmässigt interspersed över sessioner. För att klara varje tillstånd krävdes kråkämnet för att göra rätt val, i.,e. välj den fördröjda belöningen, i 16 av 21 testförsök (signifikant med två-tailed exakt Binomialtest). Varje fågel fick upp till tre testsessioner per dag, beroende på tidsbegränsningar och motivation. För barnen, på grund av tid och åtkomstbegränsningar, körde vi totalt åtta försök: två testförsök och två kontrollförsök per tillstånd, för att kunna utforska prestanda på gruppnivå (t.ex. jämföra åldersgrupper).

Experiment 2: påverkan av belöningens synlighet

utbildning

i Experiment 2 användes samma inställning och apparat som i Experiment 1., För kråkorna körde vi två träningssteg med tvångsförsök. I träning 1 placerades en belöning på en plats (1 eller 2) och små genomskinliga kepsar placerades på båda platserna och täckte belöningen. Detta gjordes för att säkerställa att kråkorna kunde lyfta kepsarna och uppmärksammade belöningen under dem. Ämnet var tvungen att lyfta locket för att få belöningen., I utbildning 2, för att säkerställa att ämnena förstod att belöningar kan vara under antingen ogenomskinliga eller transparenta Kepsar och kunde komma ihåg platsen för den dolda belöningen, placerades en belöning på en plats (1 eller 2) med ett transparent lock på en plats och ett ogenomskinligt lock på den andra platsen. Som i Experiment 1-träning fortsatte vi med träning tills ämnet valdes korrekt i 18 av 20 försök under två på varandra följande sessioner när båda kepsarna var transparenta och när en keps var klar och en var ogenomskinlig, till högst 100 försök., Om de inte gjorde det inom 100 försök, diskonterades de från testning.

för barnen körde vi fyra tvångsförsök med en belöning placerad på en plats i en ogenomskinlig behållare, utan belöning på den andra platsen i den andra ogenomskinliga behållaren för att kontrollera att de kunde komma ihåg platsen för en dold belöning. Båda behållarna berördes samtidigt medan betet och sedan stängdes de ogenomskinliga locken så att belöningen inte var synlig när betet var klart och rotationen började. Vi använde medelbelöningen placerad på plats 1 i två försök och plats 2 i två försök., Om barnet inte korrekt lokaliserade den dolda belöningen i någon av de första fyra försöken, kördes ytterligare två försök (en försök på plats 1, en på plats 2).

crow-träningen skilde sig från barnträningen för Experiment 2, eftersom kråkorna kämpade avsevärt med att hitta den dolda belöningen när båda behållarna var ogenomskinliga, men kunde göra det när en behållare var ogenomskinlig och den andra transparent., Kråkorna var vildfångade för tillfälligt innehav i fångenskap, och även om acklimatiserade och bekväma att flytta runt voljären och komma till apparaten när försöksledaren var utanför voljären, skulle de inte stanna vid bordet direkt framför apparaten medan försöksledaren var närvarande baiting det. Därför var syn på bete och förseningen mellan att observera bete och göra sitt val annorlunda för kråkorna än barnen., Barnen skulle sitta framför apparaten under bete, medan kråkorna alltid hade möjlighet att observera bete men skulle vanligtvis abborre på en gren ca. 3 m från apparatbordet. Kråkor var i allmänhet rädda för människor som närmade sig dem nära och observerade därför inte bete i de flesta försök. Men eftersom de tidigare hade deltagit i daglig träning och andra studier var de bekväma att närma sig olika inställningar på experimentstabellen och interagera med apparater när ingen experimenterare var närvarande i facket., En tidigare studie (Jelbert et al. 2016) har visat att kråkor kan lära sig att observera bete genom omfattande utbildning när försöksledaren gömdes bakom en skärm och endast deras händer var synliga, vilket inte var fallet i detta experiment, eftersom experimenterna var tvungna att komma in i voljären för att bete apparaten.

testa

vi körde testförsök, med bättre / större belöning på plats 2 och fattigare / mindre belöning på plats 1, och kontrollförsök, med bättre/större belöning på plats 1 och fattigare/mindre belöning på plats 2, för båda villkoren (kvalitet/kvantitet)., En belöning placerades på båda platserna med tanke på ämnet. I teststeg 1 hade behållaren på plats 1 ett genomskinligt lock, medan behållaren på plats 2 hade ett ogenomskinligt lock (Fig. 2). Därför var endast den omedelbara belöningen synlig när rotationen startade. I teststeg 2 hade behållaren på plats 1 ett ogenomskinligt lock, och platsen 2 hade ett transparent lock, så endast den fördröjda belöningen var synlig när rotationen startade. I teststeg 3 hade båda behållarna ett ogenomskinligt lock, därför var ingen belöning synlig när rotationen började., Test steg 3 kördes bara med barn, inte kråkor, på grund av de ovan nämnda svårigheterna med kråkor som observerar experimenten under bete. Hälften av barnen fick steg 1, sedan steg 2 och sedan steg 3, den andra hälften fick steg 2, steg 1 och sedan steg 3. Hälften av barnen fick alla kvalitetsförsök först; den andra hälften fick alla kvantitetsförsök först.

för kråkorna fick patienterna totalt 30 försök över 3 sessioner per tillstånd. Varje session bestod av tre kontrollförsök och sju testförsök i randomiserad ordning (med kontrollförsök varvade över hela sessionen). Det fanns fyra villkor: test steg 1 kvalitet, test steg 2 kvalitet, test steg 1 kvantitet och test steg 2 kvantitet. Hälften av patienterna fick steg 1 före steg 2, den andra hälften fick steg 2 före steg 1., Crow-försökspersonerna var skyldiga att välja rätt i 16 av 21 testförsök för att klara varje tillstånd. Varje fågel fick upp till tre testsessioner per dag, beroende på tidsbegränsningar och motivation.

för barnen körde vi 12 försök: 6 per tillstånd, med 3 testförsök och 3 kontrollförsök per tillstånd och 8 försök i set 1 och 4 försök i set 2. Båda experimenten 1 och 2 av denna studie kördes inom samma session, vilket uppgick till 28-30 försök, som varade runt 20 min. För kråkorna testades alla ämnen på båda villkoren (kvalitet/kvantitet) i Experiment 1., Men om de misslyckades båda Experiment 1 villkor genom att välja rätt i färre än 16 av 21 testförsök i varje tillstånd (eftersom detta skulle vara icke-signifikant med en två-tailed exakt Binomialtest), de diskonterades från Experiment 2. Detta tillvägagångssätt valdes eftersom fåglar som misslyckades testet när båda belöningarna var synliga (Exp 1) var extremt osannolikt att passera när en eller båda belöningarna inte var synliga (Exp 2). Om de misslyckades ett villkor (t. ex. kvantitet) men passerade den andra (t. ex., kvalitet) i Experiment 1, testades de i Experiment 2 endast under förutsättning att de tidigare hade passerat (så kvalitet i det här fallet). För barnen testades alla ämnen på Experiment 1 och Experiment 2 för båda förhållandena, oavsett individuell prestanda.

dataanalys

vi registrerade valet per försök för varje ämne som ”korrekt” eller ”felaktig”, med rätt val är belöningen för högre kvalitet eller kvantitet, oavsett om det var omedelbar (kontroll rättegång) eller försenad (test rättegång)., Alla testsessioner kodades live och videoinspelades in (om inte föräldrarnas samtycke begärdes annat för barnen). 10% av försöken kodades från video och jämfört med levande kodning, hitta 97.4% överenskommelse med mänskliga data, och 100% överenskommelse för crow data. Exempel försök kan hittas i online-resurser.

Vi genomförde generaliserade linjära blandade modeller (GLMM: (Baayen 2008) med hjälp av R (version 2.15.0; R Core Team 2014) för att bedöma vilka faktorer som påverkat framgångsgraden i de nya Kaledoniska kråkorna och barnen., Framgång var en binär variabel som indikerar om ämnet korrekt löste rättegången (1) eller inte (0) och angavs som en beroende variabel i modellerna. För varje artmodell i Experiment 1 inkluderade vi den slumpmässiga effekten av ämnes-ID, fasta effekter av ålder i år (barn: kontinuerlig: åldrar 3-5 i enskilda år, kråkor: vuxen/juvenil), försökstyp (kontroll, testförsök), tillstånd (kvalitet, kvantitet), order (kvalitet–kvantitet, kvantitet–kvalitet) och kön (Man/Kvinna)., För Experiment 2, för GLMM för barndata, inkluderade vi samma fasta effekter som Experiment 1 samt att lägga till de fasta effekterna av försöksnummer (1-12) och synlighet (omedelbar belöning synlig, fördröjd belöning synlig, varken belöning synlig). För kråkorna inkluderade vi de fasta effekterna av tillstånd, provtyp, ordning och synlighet (omedelbar eller försenad belöning synlig)., Vi använde sannolikhetsförhållande tester för att jämföra hela modellen (alla prediktorvariabler, slumpmässiga effekter och kontrollvariabler) först med en null-modell, och sedan med Reducerade modeller för att testa var och en av effekterna av intresse (Forstmeier och Schielzeth 2011). Null-modellen bestod av slumpmässiga effekter, kontrollvariabler och inga prediktorvariabler. Den reducerade modellen består av alla effekter som finns i hela modellen, utom effekten av intresse (Göckeritz et al. 2014)., För kråkorna och barnen analyserade vi också data för de signifikanta variabler som identifierats i GLMMs med hjälp av icke-parametrisk tvåtailed statistik, nämligen 1-prov Wilcoxon signerade rankar tester och exakta Tvåtailed binomiala tester som körs i SPSS version 21.