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Resumo

Cegueira de mudança é um fenômeno de atenção visual, segundo a qual alterações em uma apresentação visual passam despercebidas sob determinadas circunstâncias específicas. Este protocolo descreve uma variação sobre o paradigma de cintilação para investigar a cegueira de mudança que é adequado e eficaz para a investigação com pombos.

Resumo

Cegueira de mudança é um fenômeno de atenção visual, segundo a qual alterações em uma apresentação visual passam despercebidas sob determinadas circunstâncias específicas. Enquanto muitos procedimentos laboratoriais têm sido desenvolvidos que produzem a mudança de cegueira em humanos, o paradigma de cintilação surgiu como um método particularmente eficaz. No paradigma da cintilação, dois displays visuais são apresentados em alternância com o outro. Se sucessivas exposições são separadas por um intervalo curto entre estímulo (ISI), detecção de mudança é prejudicada. A simplicidade do procedimento e a definição operacional clara, baseada no desempenho de cegueira de mudança tornam o paradigma de cintilação well-suited ao investigação comparativa, usando animais não-humanos. Na verdade, uma variante foi desenvolvida que pode ser implementado em câmaras operante para estudar mudança cegueira em pombos. Os resultados indicam que os pombos, como seres humanos, são piores em detectar a localização de uma mudança se dois displays consecutivos são separados no tempo por um ISI em branco. Além disso, a detecção de mudança dos pombos é consistente com um processo de busca ativa, por localização-local que exige atenção seletiva. A tarefa de cintilação, portanto, tem o potencial de contribuir para as investigações da dinâmica de atenção espacial selectivo dos pombos em comparação com os humanos. Ele também ilustra que o fenômeno da cegueira de mudança não é exclusivo de percepção visual dos seres humanos, mas pode ser uma consequência geral da atenção seletiva. Finalmente, enquanto os aspectos úteis da atenção são amplamente apreciados e compreendidos, também é importante reconhecer que eles podem ser acompanhados por imperfeições específicas tais como mudar a cegueira, e que estas imperfeições consequências através de uma ampla variedade de contextos.

Introdução

Psicologia cognitiva demonstrou repetidamente marcantes e muitas vezes surpreendentes imperfeições em nossos próprios processos cognitivos. Alguns dos exemplos mais notáveis incluem mas não estão limitados a falsas memórias1, decisão suboptimal heurística2e raciocínio estatístico com defeito3. Uma adição mais recente para esta lista é o fenômeno da cegueira de mudança. Cegueira de mudança é uma falha consistente de atenção, em que uma falha observar alterações nem proeminentes para o ambiente. Em uma demonstração4, experimentadores tinham um indivíduos de abordagem da Confederação para solicitar instruções. Durante a conversa, trabalhadores carregando uma porta passaram entre os dois, brevemente interromper o contato visual e fornecendo uma oportunidade para trocar os confederados para uma pessoa diferente. Após essa troca sub-reptícia, a maioria das pessoas falharam ao notar que seu parceiro de conversa não era mais a mesma pessoa. Essa falha é surpreendente, porque as alterações de momento a momento parecem ser sinais de eventos potencialmente importantes que deveriam chamar a nossa atenção.

Para melhor compreender como e por que a cegueira de mudança ocorre, pesquisadores têm trazido para o laboratório e desenvolveu vários procedimentos engenhoso5,6,7,8 para estudá-lo sob os mais condições controladas. Uma abordagem particularmente bem sucedida foi apelidada de "a tarefa de cintilação"9. Neste procedimento, os experimentadores edição fotografias através da remoção de um recurso, em em seguida, apresentou as imagens aos participantes, de forma alternada entre as versões originais e modificadas. Os participantes viram rapidamente as diferenças. No entanto, se um campo em branco breve foi inserido entre consecutivos deteção de mudança de imagens (produzindo um display piscando para que o procedimento é chamado) foi muito mais difícil, resultando no pior precisão e tempos de resposta mais lentos. Este procedimento é atraente porque ele fornece uma medida exacta da cegueira de mudança, e é fácil de manipular a aspectos específicos do visor, como o tamanho, saliência ou momento de uma mudança.

O paradigma de cintilação provou para ser uma poderosa ferramenta para o aprendizado sobre a percepção e a atenção em humanos10. O efeito é surpreendentemente poderoso e persistente. Cegueira de mudança pode ocorrer por alterações ao objeto único em um simples animação11e quando olhando diretamente para uma mudança de localização12. Mesmo experiência com a cegueira de mudança e conscientização do fenômeno não elimine-a13. Além disso, a mudança cegueira é bastante diversificada e pode ser induzida por um número de eventos, tais como olho sacadas5, mudsplashes14, filme cortes7ou oclusão visual4. Um fenômeno paralelo ocorre nas modalidades tátil16 , indicando que ele não pode ser exclusivo a estímulos visuais e pode ser um fenômeno mais geral de atenção e auditivo15 .

Os seres humanos, claro, são não é o único animal que faz uso de atenção. Pombos, por exemplo, mostram muitas das mesmas habilidades de atenção que os humanos fazem. Eles podem selecionar características específicas para processamento preferencial (como quando eles usam uma imagem de busca para encontrar alvos específicos de comida)17,18. Eles podem direcionar a atenção em direção a regiões específicas ou localizações espaciais19. Eles podem deslocar sua atenção entre os níveis hierárquicos da organização20,21. Eles também podem dividir a atenção entre os diferentes aspectos de uma exposição de estímulo22,23. Então, parece que os pombos possuem muitos as mesmas habilidades que fazem atenção útil para seres humanos. Se a cegueira de mudança tem a ver com algumas das limitações inerentes de atenção, esperamos ver um efeito de cegueira de mudança paralela em pombos (e talvez outros animais). Além disso, recentemente tem havido vários estudos bem sucedidos da deteção da mudança conduzida usando pombos, implementando amplamente variados métodos24,25,26,27, 28.

Recente pesquisa29,30,31,32 adaptou-se o paradigma de cintilação para investigar a cegueira de mudança em pombos e tem produzido resultados que cegueira humana mudança em paralelo. O presente relatório descreve um método simples para implementar este procedimento em uma câmara operante. Como com versões humanas da tarefa, é fácil de isolar e manipular os aspectos específicos da apresentação de estímulo a fim de investigar a sua influência sobre a deteção da mudança e mudar de cegueira. Assim, o procedimento deve constituir um instrumento valioso para a pesquisa sobre as limitações da atenção aviária e na medida em que eles são semelhantes das limitações da atenção humana.

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Protocolo

O procedimento descrito aqui é de acordo com o escritório do laboratório Animal Welfare e nos serviço de política de saúde pública no cuidado humano e uso de animais de laboratório e foi aprovado do Whitman College cuidado institucional do Animal e Comitê de uso.

1. reduzir os pesos dos pombos

Nota: Os pesos dos pombos são reduzidos a 80-85% de sua alimentação livre de peso33 para garantir que as aves saudáveis e devidamente motivado para trabalhar por comida.

  1. Aves de ingênuo de casa em gaiolas individuais com acesso ilimitado a água, areia e comida.
  2. Pese cada pombo aproximadamente ao mesmo tempo cada dia para 2 a 4 semanas, ou até o peso de cada pássaro livre-alimentação se estabilizou.
  3. Calcule um peso-alvo para cada pombo igual a 85% do seu peso estável livre-alimentação.
  4. Restringir alimentos para reduzir o peso do cada pombo gradualmente até o peso-alvo seja atingido34. Os pombos devem ainda têm acesso irrestrito a água e o grão.
    Nota: Publicados experimentos usando este protocolo29,30,31,32 produziram resultados significativos usando entre 4 e 6 pombos por condição. Números semelhantes devem ser adequados para uma replicação direta ou variação sutil. Variações que reduzem a magnitude do efeito de cegueira de mudança poderiam exigir uma amostra maior.

2. Treine os pombos a bicar estímulos exibidos sobre as chaves de resposta na câmara operante e comer o grão do funil comida

Nota: Sessões de formação e experimentais requerem controle de computador precisa, com resolução temporal de menos de 1 ms. Use uma linguagem de programação flexível (consulte Tabela de materiais) para controlar as câmaras operante através de um i/o relay.

  1. No início da sessão de cada dia, pesa pombos e colocá-los em câmaras operante (ver Tabela de materiais). Ingênua pombos podem precisar de tempo para se aclimatar à manipulação, pesagem e transporte de e para a câmara operante.  Até lá, tome cuidado extra para lidar com aves delicadamente e monitorá-los por sinais de estresse.
  2. Execute 100 testes por sessão diária. Para cada julgamento:
    1. Selecione aleatoriamente um elemento de estímulo visual (por exemplo, uma cor ou linha) e uma das três teclas (ver Tabela de materiais) na câmara operante. Iluminar o elemento de estímulo selecionado na chave relevante usando um projetor de estímulo compatível (consulte Tabela de materiais).
      Nota: Os horários de início e deslocamento das lâmpadas incandescentes que são padrão em muitas câmaras operante são demasiado lentos para ser apropriado para este método. Substituir qualquer incandescentes na câmara operante com um equivalente de LED mais rápido e em seguida, confirme que o exibe aparece conforme o esperado e que o aparecimento de estímulos é nítido (menos de 1 ms de início ao brilho de pico).
    2. Espere até que um pombo bica a chave em que o estímulo é exibido. Não reconhece pecks a quaisquer outras chaves.
      Nota: Pombos experientes podem saber imediatamente a bicar as chaves de resposta iluminada. Ingênua ou dar bicadas dos pássaros menos experientes podem ser moldado usando procedimentos de35 handshaping ou autoshaping, como eles seriam para outras tarefas do laboratório.
    3. Após um único peck para a chave de resposta adequada, limpar o visor de estímulo e fornecer acesso a grão do funil comida por 2-3 segundos.
  3. No final de cada sessão, remover pombos de câmaras operante e pesá-los antes de retorná-los para suas gaiolas em casa. Ajuste o tempo de acesso de alimentos entre sessões para manter pesos de execução individual dos pássaros em 80-85% de seus pesos livres-alimentação.
  4. Continue as sessões de pré-treinamento até pombos respondem rapidamente e consistentemente para todos os elementos de estímulo individuais a serem incluídos no experimento, em todas as chaves de resposta três.

3. trem pombos procurem e Peck alterações apresentadas na resposta chaves

  1. No início da sessão de cada dia, pesa pombos e colocá-los em câmaras operante.
  2. No início de cada um dos 100 ensaios em uma sessão diária, determine os detalhes da tela próximo estímulo. Detalhes para cada julgamento podem ser selecionados aleatoriamente pelo software de controle experimental. Um programa de exemplo para executar uma sessão experimental diária é incluído como um arquivo suplementar (change.cpp); elementos presentes lá também poderia ser usado para executar as ações mais simples no passo 2.
    1. Escolha aleatoriamente um intervalo entre estímulo (ISI) de 250 ms ou ms 0 (com p = 0,5 para cada um).
    2. Aleatoriamente, determine o número de repetições de alteração ao presente, ou 1, 2, 4, 8 ou 16 (com p = 0,2 para cada um).
    3. Defina uma exibição de estímulo original que consiste de um ou mais elementos (a cores ou linhas apresentadas durante pretraining) em cada chave de resposta.
    4. Altere a exibição de estímulo original para definir uma exibição modificada adicionando, excluindo ou alterando um elemento em uma chave. Veja a Figura 1 para obter exemplos de displays de estímulo original e modificada.
    5. Certifique-se de que os pombos não verá todos os displays de estímulo possível durante o treinamento. Se necessário, designar um subconjunto de displays para transferência (passo 4) e abster-se de apresentá-las durante o treinamento.
  3. Presente de 5 s julgamento inter intervalo (ITI), com o houselight na e todas as chaves de resposta escuras para separar cada julgamento do julgamento imediatamente precedente.
  4. Apresente um estímulo usando os valores determinados para o atual julgamento em passo 3.2.
    1. Ilumine os elementos de estímulo que compõem a exposição original para 250 ms.
    2. Limpar o visor de estímulo e esperar por um ISI de 0 ou 250 ms.
    3. Ilumine os elementos de estímulo que compõem a exposição modificada para 250 ms.
    4. Limpar o visor de estímulo e esperar por um ISI de 0 ou 250 ms.
    5. Repita as etapas 3.4.1 a 3.4.4 até a conclusão do número de repetições previamente determinada para o julgamento atual. Apresentar todas as repetições na sua totalidade e ignorar qualquer keypecks durante a apresentação do estímulo.
  5. Iluminar-se todas as chaves de resposta três com luz branca e espere até um pombo bica uma das três resposta chaves. Considere o primeiro peck em qualquer chave de resposta após apresentação do estímulo completa para ser a resposta para esse julgamento. Consulte a Figura 2 para uma descrição esquemática de ensaios realizados com ou sem um ISI.
  6. Limpar todas as chaves e concluir o julgamento com reforço ou um sinal de erro:
    1. Se a resposta de um pássaro estava na chave que exibida uma mudança, fornecem acesso ao grão do funil comida para 2-3 s.
    2. Se a resposta de um pássaro não estava na chave que mudou, mude a houselight entre ligado e desligado a cada 0,5 s por 10 segundos para indicar uma resposta incorreta.
  7. No final de cada sessão, remover pombos de câmaras operante e pesá-los antes de retorná-los para suas gaiolas em casa. Ajuste o tempo de acesso de alimentos entre sessões para manter pesos de execução individual dos pássaros em 80-85% de seus pesos livres-alimentação.
  8. Continue a sessões diárias de treinamento até a precisão das respostas dos pombos é estável e confiável melhor precisão de oportunidade de 33%. Um arquivo de exemplo é fornecido (change.xlsx) que analisa os dados brutos para mostrar os efeitos da presença do ISI e número de repetições.

4. apresentar ensaios romance transferência dentro sessões diárias

  1. Siga o procedimento exatamente como descrito no passo 3, mas sem qualquer potencial exibe excluídos (ver passo 3.2.5).
    Nota: Com um grande número de potenciais exposições de estímulo, não é necessário excluir potenciais exposições durante o treinamento e apresentá-los mais tarde. Nesses casos, simplesmente continue o treinamento como normal, como nunca-antes-visto exibe ocorrerá naturalmente.
  2. Analise a precisão na novela, nunca-antes-visto estímulo exibe, excluindo qualquer exibe os pombos têm encontrado anteriormente. Melhor do que a precisão de oportunidade confirmará que pombos aprenderam uma regra de detecção de mudança geral e não dependemos de memorização do estímulo familiar exibe.

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Resultados

O resultado principal de interesse é a diferença de precisão entre os ensaios com e sem um ISI. Em particular, a definição operacional de cegueira de mudança no paradigma da cintilação é precisão de mudança-deteção significativamente reduzida em ensaios com um ISI em relação a julgamentos sem um ISI. Este efeito pode ser visto na Figura 3, que mostra dados publicados anteriormente29. No experimento, pombos detectou alter...

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Discussão

O método apresentado aqui é inspirado o chamado "paradigma de cintilação", comumente usada pelos psicólogos cognitivos para estudar mudança de cegueira em humanos9. Nesta pesquisa humana, a cegueira de mudança é definida operacionalmente como a deficiência na deteção de mudança produzida pela presença de um ISI que interrompe as transições entre ecrãs de estímulo. O mesmo é verdadeiro para a implementação de pombo descrita aqui. Além disso, os seres humanos tendem a aproximar-...

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Divulgações

O autor não tem nada para divulgar.

Agradecimentos

O autor estende graças aos membros da Whitman College laboratório de psicologia comparativa por sua ajuda na coleta de dados, incluindo Mark Arand, Michael Barker, Eva Davis, Kuba Jeffers, Brett Lambert, Tara Mah, Theo Pratt, Tvan Trinh, Lyla Wadia e Patricia Xi.

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Materiais

NameCompanyCatalog NumberComments
Small Environment CublicleBRS/LVESEC-002
Pigeon Intelligence PanelBRS/LVEPIP-016
Grain FeederBRS/LVEGFM-001
Pigeon Pecking KeyBRS/LVEPPK-001
Stimulus projectorBRS/LVEIC-901
LED LampMartek Industries, Cherry Hill NJ1820
I/O moduleAcces IOUSB-IDIO-8
Personal ComputerDellOptiplex 3040
Visual C++Microsoft
White Carneau pigeonsDouble-T Farm

Referências

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