Методы исследования способности к абстрагированию. Выработка дифференцировочных условных рефлексов

Еще пример использования теста «выбор по образцу». Как дельфины видят мир

Критерии исследования способности формирования концепций

Зрительная система голубей на службе людям

Собаки различают человеческие и собачьи лица

Московские бродячие собаки ("The Financial Times", Великобритания) Susanne Sternthal

Способность к оценке отдаленных во времени событий

Методы исследования способности к абстрагированию

Как оценить нумерические способности животных, у которых нет языка?

Слоны оценивают количественную разницу по запаху

12.79M

rassudocnaa-deatelnost-zivotnyh2

1. Рассудочная деятельность животных

2.

Обобщение — мысленное выделение
наиболее общих свойств, объединяющих
ряд стимулов или событий; переход от
единичного к общему.
Абстрагирование - независимость
сформированного обобщения от
второстепенных, несущественных
признаков.

3.

Первичное обучение — процесс ассоциативный,
связанный с формированием конкретных реакций
на конкретные раздражители.
Вторичное обучение — процесс когнитивный,
основанный на формировании мысленных
представлений (образов).
Abstractus – отвлеченный, не связанный с
непосредственным восприятием реального мира
(аb – от, из; trahere – тянуть, тащить)
И. М. Сеченов: «удаление от чувственных корней, от
конкретного образа предмета, от комплекса
вызываемых им непосредственных ощущений»
(1935)

4.

- Как выражается способность к
абстрагированию?
Тождественность реакции на ряд ситуаций,
имеющих только один общий компонент.
Способность понять, какой признак ситуации
или задачи является главным , и выделять
его в новых предъявляемых задачах.

5.

Способность понять, какой
признак ситуации или задачи
является главным , и выделять
его в новых предъявляемых
задачах.

6. Методы исследования способности к абстрагированию. Выработка дифференцировочных условных рефлексов

S+ - подкрепляемый стимул
S- неподкрепляемый стимул

7. Выбор по образцу

• Match-to-sample task
(задача на
сопоставление с
образцом)
• Delayed-Match-To-Sample
(задача на
сопоставление с
образцом с отсрочкой)

8. Еще пример использования теста «выбор по образцу». Как дельфины видят мир

Дельфин Тино и шимпанзе Хлоя делают выбор по образцу

9. Способности к классификации

1. Дискриминация, или различение
2. Классификация на основе тренировки
3. Открытая система категоризации
(отнесение объекта к классу)
4. Формирование концепций
5. Способность устанавливать абстрактные
соотношения
Herrnstein R. J. Levels of stimulus control: A functional approach //Cognition. – 1990. – Т. 37. – №. 1-2. – С. 133-166.

10. Категоризация

1) естественные понятия, которые
объясняются обобщением стимула на
основе конкретных признаков
2) ассоциативные понятия, которые
объясняются обусловливанием второго
порядка.
Wright, A.A., Kelly, D.M. & Katz, J.S. Same/different concept learning by primates and birds. Learn Behav 49, 76–84
(2021). https://doi.org/10.3758/s13420-020-00456-z

11. Conceptio

• Система, понимание
• соединение, сумма, совокупность, система
• резервуар, хранилище ;
• формулировка (редакция)
• зачатие, принятие семени
• Идея, замысел

12.

Сходство vs абстрактное представление о
собаках?
Zeithamova D. et al. Brain mechanisms of concept learning //Journal of Neuroscience. – 2019. –
Т. 39. – №. 42. – С. 8259-8266. https://www.jneurosci.org/content/39/42/8259

13. Одинаковые или разные?

Katz J. S., Wright A. A. Issues in the comparative cognition of same/different abstract-concept learning //Current Opinion in
Behavioral Sciences. – 2021. – Т. 37. – С. 29-34.

14. 15. Критерии исследования способности формирования концепций

1. Предъявляемые стимулы должны быть
новыми. Стимулы переноса должны быть новыми.
2. Стимулы не должны повторяться.
3. Реакции на новые раздражители должны
подкрепляться идентично ответам на тренировочные
стимулы.
4. Критерии обучения должны быть одинаковыми в
обучающем тесте и в тесте на перенос. Полное
абстрактное концептуальное обучение происходит,
когда эффективность переноса эквивалентна
эффективности обучения, и обе находятся на высоком
уровне (>75%).
5. Воспроизводимость результата.

16.

Что можно узнать о восприятии животных на основе
концепции сходства и различия?
Claude Monet Dinner at Sisleys
Pablo Picasso Girl with a Hoop

17.

Claude Monet La Gare Saint-Lazare
Pablo Picasso Brick Factory at Tortosa
Watanabe S., Sakamoto J., Wakita M. PIGEONS'DISCRIMINATION OF PAINTINGS BY MONET AND PICASSO //Journal of the
experimental analysis of behavior. – 1995. – Т. 63. – №. 2. – С. 165-174.

18.

Моне
Пикассо
Ренуар
Матисс
Брак
Сезанн
Watanabe S., Sakamoto J., Wakita M. PIGEONS'DISCRIMINATION OF PAINTINGS BY MONET AND PICASSO //Journal of the
experimental analysis of behavior. – 1995. – Т. 63. – №. 2. – С. 165-174.

19.

Shigeru Watanabe
Шагал
Ван Гог
Watanabe, S. Van Gogh, Chagall and pigeons: picture discrimination in pigeons and humans. Anim.Cogn. 4, 147–151 (2001).

20. Зрительная система голубей на службе людям

Levenson R. M. et al. Pigeons (Columba livia) as trainable observers of pathology and radiology breast cancer images
//PloS one. – 2015. – Т. 10. – №. 11. – С. e0141357.

21. Визуальная категоризация у собак

a–d Тренировочные стимулы (a, b: S+; c, d: S-); e–h тестовые стимулы (e,
f: S+; g, h: S-); i пример для комбинирования с S+ в тесте 2. Новое
изображение собаки (j) и знакомые тренировочные стимулы (k)
Range F. et al. Visual categorization of natural stimuli by domestic dogs //Animal Cognition. – 2008. – Т. 11. – С. 339-347.

22.

Аппарат для тестирования и
собака в нем
Доля правильных выборов.
Биномиальный критерий, *Р < 0,05; **Р <
0,01; ***Р < 0,001

23. Собаки различают человеческие и собачьи лица

Предъявляемые стимулы
Направле
ние
взгляда
собаки

24.

Уильям Джеймс: «чувство тождества
является основой и основой нашего
мышления» («Принципы психологии»)

25.

Zeithamova D. et al. Brain mechanisms of concept learning //Journal of Neuroscience. – 2019. – Т.
39. – №. 42. – С. 8259-8266. https://www.jneurosci.org/content/39/42/8259

26. Как избежать эффекта Умного Ганса

27. Как предъявляют стимулы собакам

Здесь собака прикасается носом к
экрану, а из трубки подается еда
Видео: https://www.cbsnews.com/news/happy-mad-your-dog-cantell-just-by-looking-at-you/
В этом эксперименте фиксировался
взгляд собаки, поэтому хозяин
держит ее
Kis A. et al. The way dogs (Canis familiaris) look at human emotional
faces is modulated by oxytocin. An eye-tracking study. Front Behav
Neurosci. – 2017.

28.

Владелец с завязанными глазами
во время теста
Сью Сэвидж-Рамбо дает задания Бонобо
Канзи
https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=dBUHWoFnuB4&t=26s
Duranton C., Range F., Virányi Z. Do pet
dogs (Canis familiaris) follow ostensive and
non-ostensive human gaze to distant space
and to objects? R Soc Open Sci 4 (7):
170349. – 2017.
https://royalsocietypublishing.org/doi/full/
10.1098/rsos.170349

29. Когнитивные карты

Оса Ammophila у
гнезда
Задача поиска
обходного пути:
Лабиринт ТолменаГонзика
Эдвард Чейс
ТОЛМЕН
(1886—1959)

30. Способность к экстраполяции

• Решают: хищные
млекопитающие,
дельфины, врановые
птицы, черепахи,
крысы
• Не решают: рыбы,
амфибии, куры, голуби,
большинство грызунов
Исследование способности к экстраполяции в
опытах с ширмой. Общий вид установки для
опытов с хищными млекопитающими,
кроликами и птицами (рисунок Т. Никитиной)

31. http://metrodog.ru/

Метродоги Москвы
http://metrodog.ru/
«Можно я здесь прилягу?... Спасибо...
11.11.2006
В полночь, возвращаясь с работы, на «Парке
культуры» зашел в полупустой вагон
метро. Там вдоль вагона медленно шел
пес.
На скамейке на против сидела парочка и
парень. Между ними было как раз
достаточно пространства для этого пса. Он
подошел, посмотрел на пассажиров, как
бы спросил у них: «можно я тут прилягу»,
и забрался на свободное место. У девочки
справа в руках был забавный пакет. Пес
его вежливо понюхал, посмотрел на
девочку и улегся свернувшись калачиком.
Люди, глядя на этого пса, улыбались и
снимали его на камеры.»

32. Московские бродячие собаки ("The Financial Times", Великобритания) Susanne Sternthal

Московские бродячие собаки ("The Financial Times",
Великобритания)
Susanne Sternthal
«Я переехала в Москву вместе с семьей в прошлом году и была удивлена количеством бродячих
собак. Со временем, наблюдая за ними, я осознала, что у всех их, несмотря на некоторые
вариации в окрасе (одни - черные, другие - грязно-белые и бурые), есть нечто общее. Это
собаки среднего размера с густой шерстью, головами вытянутой формы и миндалевидными
глазами. У них длинные хвосты и уши торчком.
Но ведут они себя по-разному. Почти каждый день собаку можно встретить на станции метро.
Когда подходит поезд, она заходит в вагон, забирается на диван или, если свободных мест нет,
садится на пол, а через несколько станций выходит. Существует даже сайт, посвященным
бродячим собакам (http://www.metrodog.ru/), на котором пассажиры размещают фотографии и
видеоклипы, снятые на мобильные телефоны. Это документальные свидетельства о жизни
самых разумных представителей стаи, которые пользуются системой общественного транспорта
точно так же, как и остальные москвичи.
Откуда взялись эти животные? Ответу на этот вопрос посвятил свою работу Андрей Поярков, 56летний биолог, специалист по волкам. Главная тема его исследований - воздействие разных
сред на поведение и социальную организацию собак. Он начал изучать московских бродячих
собак около тридцати лет назад. Поярков утверждает, что за это время их внешний вид и
поведение эволюционировали, так как они постоянно адаптируются к изменениям в российской
столице. Почти все бродячие собаки города родились на улице - если собаку выгоняют из дома,
то это для нее фактически означает смертный приговор. По оценкам Пояркова, выживает менее
3 процентов.»

33.

Схема типичной охоты львов (Panthera
leo).
Пока прайд отдыхает на равнине (А),
одна самка выбирает место повыше
(1) и наблюдает за стадом антилоп и
зебр. В подходящий момент
молодые самки выстраиваются в
линию и начинают приближаться к
стаду (Б), в то время как самцы
защищают остальных членов семьи
от гиен или других хищников.
Молодые львицы гонят стадо (В) к
затаившейся самке (2), которая
выбегает им навстречу. Она
старается держаться близ тропинки
или между деревьями, где могут
укрыться жертвы. Тогда эта львица
выбирает слабую особь (Г), чтобы
убить ее (Д). Сначала хищники
сбивают жертву с ног, а потом
перекусывают ей шею. Разделение
добычи подчиняется строгим
правилам: самцы кормятся
первыми (Е), а уж потом львицы и
детеныши (Ж). (По Сендеровой,
2003.)
33

34.

Схема совместной охоты гиеновых собак (Lycaon pictus) (по Уленбрук, 2009).
34

35.

Косатка (Orcinus orca) выбрасывается на берег, чтобы
схватить детеныша морского льва.
https://nat-geo.ru/nature/matriarkhat-pir-i-karuseli-kak-okhotyatsya-kosatki/
35

36. Способность к оценке отдаленных во времени событий

• В. Хантер, Метод отсроченных
реакций, время отсрочки

37.

Когнитивные аспекты орудийной деятельности

38. Нумерическая компетенция у животных

39. Абстрагирование

• Умение выделить определенные составные
части из совокупности сложной ситуации
• Схватывание общего, что имеют между
собой ситуации
Как проявляется?
Тождественность реакции на ряд ситуаций,
имеющих только один общий компонент

40. Абстрагирование

Умение выделить определенные составные части из совокупности сложной ситуации
Схватывание общего, что имеют между собой ситуации
Как проявляется?
Тождественность реакции на ряд ситуаций, имеющих только один общий компонент

41. Методы исследования способности к абстрагированию

Christie, Stella, and Dedre Gentner. "Where hypotheses come from: Learning
new relations by structural alignment." Journal of Cognition and
Development 11.3 (2010): 356-373.

42.

• Что такое счет?

43. Как оценить нумерические способности животных, у которых нет языка?

Уровни нумерической компетенции (numerical competence).
Разработаны Гельманом и Галлистелом для исследования детей
(Gelman, Gallistel, The Child's Understanding of Number,1978) и
впоследствии адаптированные для применения к животным (Davis,
Perusse, Numerical competence in animals: definitional issues, current
evidence, and a new research agenda, 1988)
1) Способность различать множества по числу элементов (numerosity
discrimination, relative numerousness judgements) соответствует
суждению “больше – меньше” и не требует знаний об абсолютном
числе элементов;
2) оценка (estimation) – это способность “прикинуть” число элементов
во множестве (например, в стае “около 50 уток”);
3) субитайзинг (subitising)
4) счет (counting) – способность определить абсолютное число
элементов путем их пересчета.

44.

45.

• Отто Келер разработал новую экспериментальную
парадигму для исследования когнитивных
способностей животных

46. Сколько зернышек можно съесть птичке?

Голубь различает 1 и 2, 2 и 3 … 5 и 6.
2 зерна из 3, 4, 5
3 зерна из 4–7,
6 зерен из 7–13

47.

• Птица съедает три зернышка, а потом должна определить и
приподнять крышку с тремя пятнами (Браун)

48.

Относительная оценка множеств
• шимпанзе (Rumbaugh et al., 1987)
• мартышки (Olthof et al., 1997)
• голуби (Emmerton et al., 1997)
• серые вороны (Smirnova et al., 2000)
• дельфины (Kilian et al., 2003)
• жуки (Carazo et al., 2009) и другие животные

49. Tenebrio molitor – мучной хрущак

1 против 4 и
1 против 3,
но не 2 против 4
или 1 против 2
Cамцы могут различать источники запахов, отражающие 1 против 4 и 1 против 3 самок, но не 2
против 4 или 1 против 2, что указывает на то, что самцы T. molitor проявляют явное
предпочтение к источникам, отражающим большее количество самок-доноров, только при
соотношении численности ниже 1: 2.
Carazo, P., Font, E., Forteza-Behrendt, E. & Desfilis, E. (2009). Quantity discrimination in Tenebrio molitor:
evidence of numerosity discrimination in an invertebrate? — Anim.Cogn. 12: 462-470.

50. Слоны оценивают количественную разницу по запаху

Соотношения масс предлагаемых семечек:
1: 2, 1: 3, 1: 4, 1: 5, 1: 6, 2: 3, 2: 5, 3: 4, 3: 5, 4: 5, 5: 6
Elephants have a nose for quantity.
Plotnik JM1,2,3,4, Brubaker DL3, Dale R3, Tiller LN3, Mumby HS5,6, Clayton NS2.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Jun 18;116(25):12566-12571. doi: 10.1073/pnas.1818284116.

51. Сколько здесь уточек? Примерно.

52.

Адаптивная ценность способности
оценивать множества
• Для рыб (Agrillo et al., 2008)
• львов (McComb et al., 1994)
• новозеландских малиновок (Petroica
australis) (Hunt et al., 2008)
• муравьев (Reznikova, 1999; Gordon, 2010).

53.

Волки: чтобы загнать лося, требуется от шести
до восьми волков, а для того, чтобы
справиться с бизоном, требуется от десяти
до тринадцати волков.
картина «Лось и волки»

54.

Agrillo, C., Dadda, M., Serena, G. et al. Do fish count? Spontaneous discrimination of
quantity in female mosquitofish. Anim Cogn 11, 495–503 (2008).
https://doi.org/10.1007/s10071-008-0140-9

55.

Proportion of time near the larger shoal (mean § SE) in choice
test of experiment 1 (* one sample t-test, P < 0.05). A signifcant
choice for the larger shoal is found in comparisons 1vs2, 2vs3 and 3vs4

56.

57.

58.

59.

Полевые мыши муравьев сначала считают, а потом съедают
https://elementy.ru/novosti_nauki/432014/Polevye_myshi_muravev_snachala_schitayut_a_p
otom_sedayut

60.

61.

62. 63. Счет

Критерии счета (Gelman & Gallistel,1978):
• соответствие “один к одному” — каждому
пересчитываемому элементу должен
соответствовать особый символ (маркер);
• “ординальность” (упорядоченность) — символы
должны располагаться в стабильном порядке и
соответствовать пересчитываемым элементам;
• “кардинальность” — символ, соответствующий
последнему элементу, должен описывать общее
число элементов в множестве.
‘true counting’, ‘proto-counting’

64.

Чтобы выяснить, способны ли животные к символизации и
удовлетворяет ли их поведение указанным критериям,
необходимо ответить на следующие вопросы:
способны ли они устанавливать тождество между исходно
индифферентными для них знаками (например, арабскими
цифрами) и обобщенной информацией о числе элементов в
множествах разной природы;
способны ли они оперировать усвоенными цифрами как
символами (например, выполнять операции, аналогичные
арифметическим);
способны ли они использовать усвоенные символы для
нумерации (пересчета) элементов множеств и выполнять
число действий в соответствии с предъявленной цифрой?

65.

• Шимпанзе Аи (Artificial Intelligence)
(Matsuzawa, 1985; Matsuzawa et al., 1986)
• Шимпанзе Шеба (Boysen, Berntson, 1989;
1995; Boysen, 1993)
• Макаки резусы и капуцины (Beran et al.,
2008; Brannon & Terrace,1998)
• Лемуры ( Merritt et al., 2009)

66.

67. 68. Шимпанзе АИ

D. Biro, T. Matsuzawa. Use of numerical symbols by the chimpanzee (Pan troglodytes):
Cardinals, ordinals, and the introduction of zero. Anim Cogn (2001) 4 :193–199

69. Обучение счеты шимпанзе Шебы

Обучение соответствию «один к одному» и арабским цифрам.
https://www.wellbeingintlstudiesrepository.org/cgi/viewcontent.cgi?article=1
000&context=numera