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Developing visual discrimination tasks for dogs

By 1988- Joana Maria Guilherme Martins Fernandes

Abstract

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2012The study of animal emotion has risen in the past decades, and because non-human animals cannot talk about their feelings, different techniques have been developed with the aim to understand emotions and improve animal welfare. Here, I intended to assess animal emotions by two different approaches, cognitive bias and lateralization of the brain. Cognitive bias studies have shown that individuals in a more negative affective state tend to interpret ambiguous cues more negatively rather than those in a positive affective state. Brain lateralization studies have shown the left hemisphere is responsible for the processing and control of positive emotions and the right hemisphere for negative emotions. In this project, I intended to develop a visual discrimination tasks for dogs. Firstly, a cognitive bias test, in which subjects were trained to response to human facial expressions (‘happy’ face vs. ‘angry’ face), and their reaction to ambiguous faces would be analysed. It was predicted that an individual in a putatively more negative state would interpret ambiguous faces more negatively. Finally, a brain lateralization test, in which ‘aggressive’ and ‘neutral’ dog facial expressions, and puzzle pictures of these two (control), were shown at the same time at both sides, left and right, to see whether dogs would present head-orientating bias, depending on the valence of the picture shown. A head-orientating bias to the left was expected when ‘aggressive’ stimuli were shown, and to the right when ‘neutral’ stimuli were shown. In the cognitive bias test, the subjects did not past the training phase, which might be related with practical issues. In the brain lateralization test, the stimuli presented did not have a significant effect on the frequency of head movements to the left or right, or on the latency to look and time spent looking at either side. Possible future investigations are discussed.As emoções surgiram num processo evolutivo para responder a necessidades naturais, como a sobrevivência e a reprodução, permitindo avaliar e tomar decisões, como por exemplo avaliar situações de perigo e de procura de alimento, sendo compostas por diferentes elementos: comportamento, fisiologia, cognição e consciência. O estudo das emoções animais tem vindo a crescer nas últimas décadas, e, pelo facto dos animais não-humanos não poderem falar dos seus sentimentos, diferentes técnicas têm vindo a ser desenvolvidas, com o objetivo de compreender as emoções e, consequentemente, melhorar o bem-estar animal. Neste projeto pretendeu-se aceder às emoções animais pelo desenvolvimento de métodos que envolveram estímulos visuais, particularmente expressões faciais, pois estas, juntamente com posturas corporais, são importantes na comunicação canina. Pensa-se que, de forma semelhante, também as expressões faciais do humano são relevantes para a comunicação interespecífica, devido a um processo co-evolutivo entre o homem e o cão, resultante da Domesticação. Deste modo, através de duas abordagens distintas, cognitive bias e lateralização do cérebro, pretendeu-se observar se e/ou como os cães discriminam estados emocionais de humanos e dos seus conspecíficos, utilizando expressões faciais como estímulo. Por semelhança com estudos em humanos, também estudos de cognitive bias em animais não humanos, como cães, ratos e galinhas, têm vindo a demonstrar que indivíduos em estados afetivos supostamente mais negativos, como, por exemplo, ansiedade, têm tendência a interpretar estímulos ambíguos mais negativamente, do que indivíduos em estados afetivos mais positivos, que, por sua vez, têm tendência a interpretar estímulos ambíguos mais positivamente. Por outro lado, relativamente ao estudo das emoções, observações de lateralização do cérebro demonstraram que a especialização diferenciada do processamento das emoções nos dois hemisférios, esquerdo e direito, permitem a ação simultânea de comportamentos. São exemplos a procura de alimento, controlado pelo hemisfério esquerdo, e a vigília de um possível ataque de um predador, controlado pelo hemisfério direito. O hemisfério esquerdo é, assim, responsável, entre outros aspetos, pelo processamento e controlo de emoções positivas, e o hemisfério direito pelo controlo e processamento de emoções negativas. No primeiro estudo, pretendeu-se desenvolver um teste de cognitive bias, no qual os sujeitos foram treinados a tocar num símbolo aquando da apresentação de uma fotografia de uma expressão facial humana “zangada”, e a tocar num símbolo diferente aquando da apresentação de uma fotografia de uma cara “sorridente”, de forma a observar, numa posterior fase de teste, de que modo os cães reagem a expressões faciais ambíguas, ou seja, que símbolo iriam tocar quando fossem apresentadas fotografias contendo elementos das duas expressões faciais. Se os cães apresentassem respostas de foro afetivo perante as diferentes imagens apresentadas, por exemplo, a associação de caras “zangadas” com eventos negativos, uma tendência para classificar imagens ambíguas como se fossem negativas (ex.: expressões faciais “zangadas”), sugeriria que os sujeitos teriam um cognitive bias negativo ou “pessimista”, o que poderia ser consequência de um estado afetivo negativo. Deste modo, o design experimental consistia num pequeno corredor finalizado num quadro (0,80 metros da posição do sujeito), onde estavam colocados dois símbolos distintos lado a lado (um triângulo preto e um círculo branco distanciados por 0,20 metros). As fotografias das expressões faciais encontravam-se por detrás deste quadro, e eram alternadamente puxadas por uma corda, sendo este o início de cada trial. Se o cão tocasse no símbolo correspondente à fotografia apresentada, era dada uma recompensa. Posteriormente, iria ser realizado o teste, em que se analisaria a correspondência entre o símbolo e as expressões faciais ambíguas que cada individuo iria apresentar. No estudo participaram 4 indivíduos de diversas raças e idades e cada sessão consistiu em 30 trials. O segundo estudo, um teste de lateralização do cérebro, também envolveu estímulos visuais: fotografias de expressões faciais, “agressiva” e “neutra”, de diversas raças de cães, e as respetivas fotografias-puzzle (imagens cortadas aos pedaços e rearranjadas de forma aleatória), usadas, entre outras razões, para prevenir a habituação à apresentação das expressões faciais. Cada fotografia foi apresentada ao mesmo tempo dos dois lados, esquerdo e direito, com a mesma distância relativamente à posição do sujeito, de modo a observar se os cães exibiriam diferentes movimentos da cabeça, dependendo da valência das fotografias apresentadas. Tendo em conta que o input visual recebido pelos olhos é enviado para o hemisfério contralateral do cérebro, era esperado que, aquando da apresentação das expressões faciais “agressivas”, os sujeitos movimentassem a cabeça para o lado esquerdo, processado e controlado pelo hemisfério direito, e, ao contrário, aquando da apresentação das expressões faciais “neutras”, os indivíduos virassem a cabeça para o lado direito, processado e controlado pelo hemisfério esquerdo. O design experimental consistiu num corredor escuro (2 metros de comprimento), onde o sujeito ocupava uma posição central, e, em cada topo, encontravam-se telas brancas onde foram colocadas as fotografias das expressões faciais. O início do trial consistia na apresentação das fotografias quando as luzes situadas por detrás de cada tela eram ligadas. Neste estudo participaram 18 indivíduos de diversas raças e idades, e foi constituído por 4 sessões de 6 trials. No teste de cognitive bias, os sujeitos não passaram da fase de treino, ou seja, não atingiram o critério estabelecido - 80% de respostas corretas por sessão (24 trials), o que poderá estar relacionado com problemas a nível prático. Além disso, 3 dos sujeitos apresentaram valores significativos de side bias para um dos símbolos, o que pode ser explicado pelo facto de que os cães tendem a repetir comportamentos que foram previamente aprendidos e bem sucedidos. Neste caso, é provável que os sujeitos tocassem, de forma consistente, no símbolo ao qual a primeira associação entre o comportamento “tocar” e a oferta de uma recompensa foi feita. Possíveis alternativas de investigação futura são discutidas, como, por exemplo, o desenvolvimento de um método em que não seja necessário um tipo de treino tão complexo como o aqui apresentado. Relativamente ao teste de lateralização do cérebro, numa abordagem geral, os diferentes estímulos apresentados não tiveram qualquer efeito significativo no movimento da cabeça para esquerda ou direita, na latência de reação aos estímulos e no tempo passado a olhar para os dois lados. No entanto, fêmeas grandes e machos pequenos apresentaram latências significativamente mais curtas para virar a cabeça para a direita e, também, mais tempo passado a olhar para o lado direito, relativamente a fêmeas pequenas e machos grandes. Isto pode ser explicado pelo facto de que o primeiro grupo referido apresente um hemisfério esquerdo dominante, e consequentemente, ser um grupo de indivíduos mais calmos, não evitando, por isso, os estímulos apresentados (viraram a cabeça e passaram mais tempo a olhar para estes). Contrariamente, é possível que o segundo grupo referido apresentasse um hemisfério direito dominante, tendo tendência para comportamentos de medo e agressividade e, consequentemente, evitar os estímulos apresentados. Presumivelmente, machos grandes tendem a ser mais agressivos, devido à vantagem de tamanho e predominância da hormona sexual testosterona e, por outro lado, fêmeas pequenas tendem a expressar comportamentos que envolvem medo, devido à desvantagem de tamanho e à produção de testosterona em pequenas quantidades. Pelo facto de os resultados não serem os esperados, também, neste caso, alternativas para este método são propostas para investigações futuras, como a utilização de estímulos visuais em forma de silhuetas de expressões faciais e/ou corporais, que potencialmente serão mais recetíveis no campo visual lateral. Para finalizar, é possível que indivíduos em estados afetivos mais negativos processem estímulos ambíguos no hemisfério direito e que, pelo contrário, indivíduos em estados afetivos mais positivos processem estímulos ambíguos no hemisfério esquerdo. Neste contexto, seria interessante desenvolver um método de cognitive bias, com base num tipo de teste de lateralização do cérebro como o apresentado neste projeto e, assim, aceder a estados afetivos em animais não-humanos, sem necessidade de haver um período de treino sendo, consequentemente, uma análise mais rápida e eficiente

Topics: Etologia, Comportamento animal, Cão doméstico, Domesticação, Teses de mestrado - 2012
Year: 2012
OAI identifier: oai:repositorio.ul.pt:10451/7368
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