Скорость реверсивного обучения как способ оценки когнитивной гибкости

При дрессировке собак, особенно нормативной, нам нередко приходится переучивать/корректировать уже сформированный навык. И в этом какие-то собаки проявляют невероятную гибкость и быстро формируют новое поведение, а другие упорно продолжают «настаивать» на своих старых привычках.

Способность «переучиваться», то есть проявлять когнитивную гибкость еще в начале 20 века заинтересовала ученых-физиологов. Для ее оценки был разработан метод, оценивающий скорость реверсивного обучения (reversal learning). При использовании данного метода животное со сформированным навыком касания конуса для получения подкрепления внезапно сталкивалось с обратной задачей, где подкрепление следовало за выбором шара. Количество повторов, необходимых для устойчивого «переучивания» с касания конуса на касание шара, можно измерить и использовать для сравнения когнитивной гибкости животных разных видов, возраста и пола. Впоследствии этот метод дал название целому направлению исследований, а термин «реверсивное обучение» прочно вошел в научный обиход (1,2).

Оценивая скорость реверсивного обучения, исследователи анализируют следующие показатели:

Количество повторов для формирования навыка (известно, что первичный навык формируется быстрее, чем обратный).

Количество ошибок до и после смены правил.

Характер ошибок. Ошибки делятся на регрессивные (когда после перехода к новой правильной стратегии испытуемый вдруг возвращается к старой, уже не работающей) и персеверативные (когда старый алгоритм продолжает использоваться вопреки новой информации). Например, собака, совершающая регрессивные ошибки, может пару раз правильно лечь, но затем снова "срывается" в хорошо знакомое действие "сидеть". Собака, совершающая персеверативные ошибки, упорно пытается сесть, хотя вы уже дали команду "лежать", и не обращает внимания на ваши попытки ее перенаправить.

Если у животного преобладают персеверативные ошибки, это может говорить о его когнитивной ригидности

Динамика. Как меняется стратегия решения по мере накопления опыта.

Исследования показывают, что скорость переучивания зависит от комплекса факторов. С одной стороны, на нее оказывают влияние чисто биологические явления, так как скорость реверсивного обучения связана с функционированием зон коры головного мозга, обрабатывающих связь стимула и вознаграждения и балансом нейромедиаторов дофамина и серотонина. С возрастом у собак скорость реверсивного обучения снижается: например, собаки старше 8 лет совершали большее количество персеверативных ошибок (симптом нарушения работы орбитофронтальной коры), чем молодые. Впрочем, это характерно и для людей (3)

Однако скорость переучивания определяется не только возрастом. На нее также влияют генетические факторы. Так, например, у малинуа была обнаружена связь между точечными заменами нуклеотидов в гене TAC1 и уровнем их обучаемости.

Установлена корреляция между породой и скоростью переобучения. Оказалось, что заводские породы, работающие в кооперации с человеком (немецкие овчарки, бордер-колли, корги, шотландские и австралийские овчарки, ретриверы) имеют больше сложностей с реверсивным обучением, чем породы, работающие независимо от человека (мастифы, терьеры, бульдоги, хаски, маламуты, сиба-ины) (4)

Кроме того, большую роль играет индивидуальный жизненный опыт и социальные взаимодействия. Исследования показали, что собаки, выращенные с 3 до 15 недель в специальных боксах в изоляции сильно уступали по скорости реверсивного обучения собакам, которых выращивали в аналогичных боксах, но дважды в день выпускали на прогулки (5).

Для успешного переучивания важной оказалась и личность дрессировщика. Если жестовый сигнал подавал хозяин, а не незнакомый человек, собаки быстрее обучались новому навыку. То есть, связь между собакой и хозяином играет не последнюю роль в скорости реверсивного обучения (6).

Таким образом, на скорость реверсивного обучения влияют физиологические параметры (возраст, гормональный уровень), генетическая и породная предрасположенность, прошлый опыт и качество контакта между собакой и ее владельцем.

Автор текста студентка Школы для инструктора и владельцев Елена Сысолятина

Литература

1. Boutet I, Ryan M, Kulaga V, McShane C, Christie LA, Freedman M, Milgram NW. Age-associated cognitive deficits in humans and dogs: a comparative neuropsychological approach. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2005 Mar;29(3):433-41. doi: 10.1016/j.pnpbp.2004.12.015. PMID: 15795052.

2. Weiss EO, Kruppa JA, Fink GR, Herpertz-Dahlmann B, Konrad K and Schulte-R?ther M (2021) Developmental Differences in Probabilistic Reversal Learning: A Computational Modeling Approach. Front. Neurosci. 14:536596. doi: 10.3389/fnins.2020.536596

3. Piotti, P., Szab?, D., Bogn?r, Z. et al. Effect of age on discrimination learning, reversal learning, and cognitive bias in family dogs. Learn Behav 46, 537–553 (2018). https://doi.org/10.3758/s13420-018-0357-7

4. Qwqdiqn Q; Protopopova Q : Exploring breed differences in discrimination, reversal learning, and resistance to extinction in the domestic dog (Canis familiaris). Sci Rep 2024 oct 15, 14:24143

5. Fuller J. Transitory effects of experimental deprivation upon reversal learning in dogs. Psychon Sci 4, 273-274 (1966)

6. Elgeir A. Learning and owner-stranger effects on interspecific communication in domestic dogs (Canis familiaris)

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: link.springer.com

Комментарии: