コンピューターの自動学習装置（ALDM）テストシステムのネットワークを用いた非ヒト霊長類における社会的認知の評価

要約

ファゴット＆Paleressompoulle ^1は、半自由変動のサルにおいて、個々の認知能力をテストすることを目的と自動学習装置（ALDM）を公開しています。我々のプロトコルの主な目的は、非ヒト霊長類の社会認知を研究するためにALDMテストユニットのネットワークを使用することです。

要約

ファゴット＆Paleressompoulle ¹とファゴット＆Bonte ^2は半自由変動の条件で維持サルの認知能力の研究のための自動化された学習装置（ALDM）を公開しています。過去5年の間に蓄積されたデータは、一貫して、サルの個々の物理的/認識を調査するために、このプロトコルの効率を実証しており、さらに、この手順は、動物実験³時の応力レベルを低下させることが示されています。本稿ではALDMのネットワークはまた、社会的認知の異なる側面を調査するために使用され、グループ内サルで行動を表現することができることを実証し、その目的のために開発された3の例示的なプロトコルについて説明します。最初の研究は、社会的行動や認知能力のコンピュータ評価の動物行動学的評価は、個人の認知能力の社会的に示したムードの影響を調査するために統合することができる方法を示しています。第STUdyが並行して実行ALDMの電池は、タスクのパフォーマンスに他の存在の影響に関するユニークな情報を提供することができることを示しています。最後に、最後の研究では、ALDMテストユニットのネットワークは、社会の送信や文化的発展に関連する問題を研究するために使用できることを示しています。一緒に組み合わせることで、これらの3つの研究は、ALDMテストは、個々の認知と社会的認知の研究の研究の間、動物文学のギャップを埋めるための非常に有望な実験的なツールであることを明確に示しています。

概要

霊長類の認知の実験室の研究はほとんど体系取り組ん問題に応じて、単離された動物⁴のテストを支持しています。この古典的な実験室での手順は、その効率性を実証しており、このような知覚、記憶、推論と抽象概念などの問題に関する我々の知識のほとんどは、単離された被験者の試験から来ています。孤立した個人のテストは、多くの実用的な利点を伝え、このアプローチは、他の方法でアクセスできなくなるであろう行動の非常に厳密な測定値（ 例えば、ミリ秒のタイミング）と組み合わせた複雑な実験設計を容易にします。それは特に認知の社会的影響の研究に来るときしかし、この手順はまた、限界があります。研究者は多くの場合、彼らの研​​究は、個人間の社会的相互作用に関与するとき、大きな筐体または野生の状況を支持して洗練された実験室環境を離れることを余儀なくされています。それが難しさであるように、この選択は、コストがかかります実験的な因子を制御し、実験室の外で精度の同じレベルでその効果を測定することがより困難に時間。どのように現実の社会的相互作用の影響の認知を理解することは、ヒトおよびヒト以外の霊長類の両方の中で最も困難な科学的課題の一つです。

本論文では、実験室ベースのヒト以外の霊長類での社会的認知を調査するために、この一般的な困難を軽減することを目的とした新たな実験プロトコルを提示します。ファゴット＆Paleressompoulle ¹とファゴット＆Bonte ^2は最近^、半ない状態で提起されたサルの認知能力の評価のために自動化された学習装置（ALDM）を公開しています。この方法は、伝統的に無線周波数識別（RFID）技術と実験室で使用されるオペラント条件付け技術を組み合わせます。実際には、彼らの社会集団に住んでいるサルは、いくつかのALDMテストユニットへの屋外エンクロージャから無料でアクセスできます。 ADLMsのconsis実験室で伝統的に利用可能な必要なすべての機器を含むオープンテスト·システムのtは、特に、タッチスクリーンは、刺激を表示し、報酬を提供するために、応答や食品ディスペンサーを録音します。 RFIDマイクロチップリーダは、ALDMテストユニットに入る参加者の数字の識別情報を取得し、テスト·プログラムは、この特定の被験体に割り当てられた研究プログラムを提供するためにこの情報を使用します。

過去5年の間に蓄積された証拠が明らかに（1）ALDM試験は参加者のモチベーション^1,2を高め、（2）複雑な学習^5,6に有利に働くことを明らかにしました。 ALDM試験はまた、動物愛護の観点から有益なようで、参加者³のストレスレベルを減少させ、また^7を参照してください。 ALDMのテスト手順は、トキ（ マカカ黒質 ）とアカゲザル（ アカゲザル）マカクを扱ういくつかの研究グループにより試験装置の開発に影響を与えました 7,8アップとハト（ コルンバのリヴィア ^）9。本論文の主な目的は、社会的認知のドメインでの研究のためのALDMテストの潜在的な貢献を実証することです。このプロトコルの三つの異なる用途は、その目的のために記載されています。 ALDMのテストユニットは、すでにホモ＆Paleressompoulle ¹で詳細に記載されています。これらは、 図1に示し、以下に簡単に説明されています。それは、テストシステムに入るとALDMテストユニットを、オープンアクセスオペラント条件付け試験猿のRFIDマイクロチップを読み取る無線周波数識別（RFID）システムを搭載したシステム、従ってそのアイデンティティです。刺激は、タッチスクリーン上に提示され、正しい応答はこれらの刺激に（正しい刺激の選択）が与えられた後、食品の報酬は、テスト·システムの内部で配信されます。

プロトコル

倫理文：本研究は、フランスの基準に準拠して行われ、国家フランスの倫理委員会の承認を受けた、「ComitéD'EthiqueのCE-14は、L'実験ANIMALEを注ぎます」。手順は、動物行動の研究のための協会のガイドラインと一致していました。

1. ALDMテストユニットセットアップ

注：ファゴット＆Paleressompoulle ¹の通りALDMのテストユニットを設定します。

1. ¹に記載されているように寸法（0.7 X 0.7 X 0.8メートル^3）の試験室を作成します。各試験室は2横透明な側壁を有していることを確認してください。裏面に開いたり閉じたりすることができるスライドドアと、各試験室を装備（ 図1を参照）。エンクロージャからテスト·システムへのアクセスを提供するALDMユニットのバックドアを開きます。
2. （7.3×7 cm ^2の試験室の前面パネルを取り付け）タッチスクリーンを備えた手動の相互作用のためにユニットの前方に位置するタッチスクリーン19、および2 handportsのビジョンを提供するビューポート。
3. ¹で説明したようにそれぞれの手口の周りのマイクロチップリーダーに接続されたアンテナをインストールしてください。アンテナは、対象のRFID識別情報をキャプチャします。
4. 各試験室の前に、静電容量式タッチスクリーン19をインストールします。タッチスクリーンは、刺激を提示し、応答に関連する変数（精度及び応答時間）を記録するのに役立ちます。画面からビューポート25センチ離してください。
5. テストプログラムを実行するのに役立つであろう各試験ユニットにPCコンピュータを接続します。
   注：各試験では、試験プログラム（ 例えば、ディスプレイ、刺激持続時間などのプロパティ）の被験者の試験計画を決定し、RFIDによって識別サルに行動測定（ 例えば、応答時間、精度）を関連付けます技術。
6. パソコンcomputに食糧ディスペンサーを接続 ¹で説明したようにパラレルポートを介して小胞体。このディスペンサーはALDM猿エリア内の乾燥小麦の粒を提供しています。
7. ¹に記載^のようにグループの各個体の前腕にRFIDマイクロチップに注入します。
   注：この手順では、獣医師のプラクティスに従って行われるべきです。

図1：図（A）とALDMユニットの概略図（B）。各試験ユニットは、5つの主要な構成要素を有しています。 （A）タッチスクリーン。 （B）handport。 （C）ビューポート。正しい応答の後にケージの中に食品を提供する（D）食品ディスペンサー。 （E）コンピュータ。 （F）ドアは、エンクロージャからのアクセスを提供します。fig1highres.jpg「ターゲット= "_空白">この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。

2. ALDMネットワークセットアップ

1. ¹で説明したように、各トレーラーで5 ALDMユニットと、2つの8×4 m ^2のトレーラーの内部10 ALDMユニットを取り付けます。 IPアドレスを介してアクセス可能なユニークな制御サーバに各ALDMテストユニットを接続します（ 図2を参照）。 ALDMユニットは、サーバーへの/からの情報をダウンロードし、両方をアップロードできることを確認してください。
2. サルは¹通りALDMテストユニットによって識別されると、サーバーからテキストファイルをダウンロードし、コンピュータ·テスト·プログラムを書きます。テキストフ​​ァイルでは、ユニットを使用して、サルの現在の実験的な状況に適応（すでにトレーニングやテスト段階で行われる試験の数）を提供します。それは実験手順によって事前定義のトレーニングやテストトライアルを提示するため、その情報を使用することができるように、テストプログラムを書きます。
3. テストPROGRAを挿入それは、サーバーからのデータをアップロードおよびダウンロードするようにm個のインラインスクリプト。 ALDMユニットは一日二回ALDMクロックを同期化していることを確認してください。
   注：この手順で、10 ALDMユニットはサルがどのユニットと、ときに使用する上での指標を提供することができますので、テストシステムの使用における社会動態に関する情報を提供。
4. 各試験の前に、テストプログラムは、サルの現在の実験のステータス上のサーバからの情報をアップロードするようなテストプログラムを書きます。試験が完了すると、ALDMユニットは、サーバー上の被験者のテキストフ​​ァイルが更新されます。
   注：参加者が事前に定義されたテスト順にテストされることを制御するサーバーの保証に関する被験者の関連するパラメータの集中化は、独立ALDMテストユニットのそれが使用することを決定。
5. 日付、曜日時間（HH：MM：SS形式）、現在のテストプログラムの名前、猿名、番号尻各試行後のテキストフ​​ァイルとして、以下のデータを保存ミリ秒の精度で、応答時間、ALDMテストユニット（ 例えば、1）、試験レベル（ 例えば、トレーニング）、スコア（2 =不正な応答1 =正しい行動応答）にigned。

図2：ALDMネットワークの概略図各ALDMユニットが受信して、ユニークな制御サーバへ/からの情報を提供し、この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。

社会的認知の研究のためのALDMネットワークの利用3.イラスト

注：彼らの社会的グループ内に維持されながらALDMプロトコルは、コンピュータと自由に対話できるサルを持つユニークな利点があります。以下の目を示す3のプロトコルを提示されていますヒヒの前例のない情報を収集するALDMテストユニットのネットワークの電子の使用」（ パピオパピオ ）社会的認知。

1. 行動（動物行動学）の観測を組み合わせたコンピュータ化ALDMのテスト：
   注：本研究の主な目的は、コンピュータALDM試験中の動物の認知能力の感情状態の（負の対正）価の効果を評価することです。手順を図3に概説されており、本研究の詳細は、 ら Marzoukiに掲載された^。10
   1. 各コンピューター上のいくつかの不正解の選択肢の中から、目標視覚刺激の選択からなる視覚探索タスクをインストールします。
   2. 8日の間、観察し、手動で記録する動作制御サーバーに同期タイマーと各個別のエンクロージャ内の展示、および、。
   3. に対応する3つのクラスタにエンクロージャに展示グループが行動感情的に正の社会的なイベント（ 例えば、グルーミング）、感情的に否定的な社会的なイベント（ 例えば、脅威）、および感情的に非社会的（中性）のイベント（ 例えば、オブジェクト操作）。
   4. エンクロージャ内の行動の観察、次の3分の時間枠内に得られた視覚探索タスクの応答時間を分析します。行動観察とコンピュータのデータを同期させ、分析する（ 図3参照 ）。

図3：3.1節の概略図筐体に発現し、自発的な行動がALDM検査で認知能力と並行して記録されています。

2. ALDM試験中の社会的な影響の評価：
   注：このプロトコルは、DUR記録認知パフォーマンスに観客への影響を研究することを目的としていますコンピュータ化ALDMテストをる。本研究の全詳細は、ユゲらに掲載された^。11
   1. 各ALDMテスト部では、平行四辺形が提示されると、円が画面の右側にあるか左側に応答が続くされたタスクをインストールします。
   2. 彼らが望むように、サルは10 ALDMテストシステムを使用することを許可します。いくつかのサルは、したがって、隣接するテストシステムを使用することができます。レコードの個々の用途のシステム。
      注：トレーラーの他のテストセットアップを使用して（存在する場合）ヒヒは、各ユニットの透明側壁のおかげで自分の同種を見ることができます。
   3. テストプログラムは、各個人のパフォーマンスだけでなく、試験の社会的状況を記録していることを確認します（ すなわち、他のALDMのテストユニットを同時に使用する場合、および誰によって）。
   4. 社会的状況に応じて、応答時間の変化を分析します。
3. 文化の進化は、コンピュータTRAによって評価します個人への個人からの情報のnsfer：
   注：このプロトコルは、参加者のチェーンを介して送信された情報の進化を研究するために開発されました。手順を図4に概説されており、本研究の詳細は、 ら Claidièreに掲載された^。12
   1. 彼らが最初にそれ以外の場合は白のものの4×4のグリッド内の4つのランダムに選択された赤い四角が表示されている単純な記憶課題を解決するために、参加者を訓練します。 400ミリ秒後には白にすべての赤の正方形を変更し、以前は赤だった正方形に触れ、参加者に依頼してください。
   2. トレーニングが完了すると、チェーン内の次の個人の刺激を生成するために一人の参加者の行動応答（四角がタッチ）を使用する（ 図4参照）。グリッドは、ランダムにコンピュータによって生成されるために、チェーン内の最初の個々を除きます。
   3. transm数を持つタスクでの成功を分析issionイベント。

図4：3.3項の模式図は、最初ヒヒ（第1世代）は、コンピュータによって生成された50件の試験のセットを完了しなければなりませんでした。このヒヒの運動応答は、送信チェーンの2番目のヒヒ（第2世代）用の刺激を作成するために使用されました。チェーン内の最後のヒヒがテストされるまで、この手順を繰り返した。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。

結果

図5に示すように、このような脅威のような負valenced行動を、以下の応答時間は、中性（ 例えば、オブジェクト操作）を、以下のものより有意に遅かった、と積極などグルーミングなどの社会的行動を、valenced。本研究では、社会的ムードが認知テスト中にパフォーマンスに影響を与えることを示しています。関心のある読者は、分離に比べて、 図6にMarzouki ら ¹⁰に、本 ​​研究の詳細な情報を見つけるでしょう、他人の存在が社会を示し、（応答時間がトレーラに存在する個体数とともに減少する）応答時間を減少させましたよく学習した応答の促進効果。この研究の詳細はユゲらに記載されています^。11 図7は、伝送試験（青の四角）中のパフォーマンスの向上ではなく、コントロールの（ランダム）条件（黄色の円）を示しています。粗腐植本研究で電子の詳細な情報はClaidière らに記載されています^。12

図5：3.1節からの具体的な結果がすぐに社会正、負または中性のイベント次の視覚探索タスクで応答時間（ミリ秒）を意味します。エラーバーは標準偏差（SD）を表します。

図6：3.2節からの具体的な結果をよく学んだ応答速度に関する社会プレゼンス効果。この図は、隣接するALDMテスト単位で各試行の間に存在する同種の数に応じて、平均応答時間（ミリ秒）を示しています。エラーバーは標準誤差（SE）を表します。

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図7：第3.3項から具体的な結果の伝送試験（青四角）の間の伝送イベント（世代）の数ではなく、ランダム制御の臨床試験（黄色の円）の間に増加したヒヒの成功（50試験のための報酬の平均数）。エラーバーはSEを表します。

ディスカッション

Primatologistsは常に認知の社会的、非社会的側面に強い関心を表明しています。しかし、理解のこれら二つのレベルの集積化が困難でした。社会のテストは時々あるが被験者¹³の非常に限られた数の、実験室で行われます。 ALDMユニットのネットワークはその点で4つの主要な利点を提供しています：（1）ALDM試験は高度に洗練された（コンピュータ化）プロトコルおよび認知過程のミリ秒の精度の測定値を使用しています。 （2）ALDM試験を研究し、動物の自然な社会的文脈の中で達成されます。我々の研究で行われたように（3）ALDMテストは、大規模なグループに提案することができます。 （4）ALDM試験は、社会的相互作用の自然発生を利用し、特定の社会的状況に個人を拘束しません。

ALDMネットワークは、したがって、社会的、非社会的要因を組み合わせ認知の統合や多次元分析のための道を開きます秒。

本稿では、3つのプロトコルを使用して、この統合的なアプローチを示しているが、他の多くの可能性は、これらのキーのイラストの横に存在します。たとえば、我々の研究室で収集した予備（未発表）証拠は、隣接する試験ユニットを使用して、サルはまた、彼らの社会的グループ内で最も強い親和結合を有することを示唆しています。この効果が確認された場合、その後ALDMテストの自動性は、長手ソシオメトリーの研究を容易にすることができるソーシャルダイナミクスに関する大量の情報の収集を可能にする（ 例えば、社会的距離の測定値に基づいて）、非ヒト霊長類です。

ALDMテストの制限は、この段階では不明です。例えば、被験者の活動レベルは、グループの社会構造（ 例えば、性比）によって影響を受ける可能性がどの程度まで依然として不明です。それにもかかわらず、ALDMテストは上の研究の間に明らかなギャップを埋めるために非常に有望なツールです個々の認知と社会的認知に重点を置いたもの。その使用は、個々の認知に影響を与えることができ、より正確にはその効果を測定するために、社会的因子を同定するための機会を提供します。さらに、我々の以前の研究はALDMテストはまた、動物福祉を促進することが示されている：彼らは、ストレス（コルチゾールレベルから推測し、異常常数）レベルを低下させる行動濃縮度の形態である^3。したがって、ALDM試験は、科学者と動物の両方のために非常に有益なようで、より広範囲に研究室や動物園で、将来的に使用されるべきです。

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
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, programmed in our laboratory
Food dispenser			Home made in our laboratory