modern etológiai kutatások és következtetések az ember...

Etológia Emelt

A viselkedés mérése

Miklósi Ádám

egyetemi tanár

ELTE TTK Etológia Tanszék

2018

[email protected]

A viselkedés leírása: A viselkedés, mint fenotipikus jellemző

• A viselkedés folyamatos esemény

• Tagolás, magatartás elemek/egységek,

fajspecikus „lista”: etogram (~2000 óra)

• Elnevezés: forma és funkció alapján

• Elemzés szintjei (izom, testrész, test)

• Statisztikai leírás Flirtation by Kim Wyatt

Viselkedés: Élő szervezetek (egyedek vagy csoportok) belsőleg

koordinált térbeli és időbeli akciója és póza testre szabottan (vagy

akciójának hiánya) külső vagy belső ingerre (eltekintve az

egyedfejlődésként értelmezhető változásoktól) (Levitis et al 2009).

A viselkedés leírása: A megfigyelés

A viselkedés leírása és jellemzése (adat)

Viselkedéselem:

Pozíció – forma….

Térbeli helyzet …

Irányultság ….

(Intenzitás)

A viselkedés leírása: Viselkedési elemek leírása és az etogram

A vadászó farkas etogramja (MacNulty és mts 2007)

A viselkedés leírása: Megbízhatóság

A mérés reprodukálhatósága – megbízhatóság

Egy megfigyelő esetében

Sok megfigyelő esetében

Megfigyelők közötti egyezés problémái

látás-hallás

Viselkedés ismerete (tapasztalat)

„Elfogultság”

Rögzítési hiba

Élőben nehéz, videofelvétel – hiányos információ lehetősége

A viselkedés leírása: Megfigyelők egyezése

Az egyezés kvantitatív mérése (alapkövetelmény!)

1. 2 vagy több megfigyelő adatainak összevetése

2. Adatok kb. 20%-ának felhasználása

3. Statisztikai mérőszám megadása

4. 0-1 vagy 0-100 %, sokféle módszer, nincs

objektív küszöb (>90%)

Etológia Gyakorlat!

A viselkedés leírása az időben

Video

1 viselkedés elem, „pontszerű”

Több viselkedés elem (időtartam)

Több viselkedés elem (időtartam) teljes lefedettség (nem átfedő)

Több viselkedés elem (időtartam) teljes lefedettség (átfedő, nem kizáró)

idő

„áll”

„kapar”

A viselkedés leírása: Kvantitatív elemzés

Több viselkedés elem (időtartam) teljes lefedettség (átfedő, nem kizáró)

Megfigyelés

kezdete

latenciaidőtartam

intervallum

gyakoriságMegfigyelés

vége

Összegzés – idői mintázat elvesztése!

Viselkedéskódoló

programok:

Observer

Watcher

Solomon Coder!

A viselkedés jellemzésére általában használt mérőszámok


a c a a a b c b a c a b a c c b a a c a b a

idő

Időbeli összefüggések vizsgálata – szekvencia elemzés

Az egyes viselkedéselemek kölcsönösen befolyásolhatják előfordulási

valószínűségüket

Markov láncok: az egyik elem a véletlennél nagyobb valószínűséggel

befolyásolja egy másik megjelenését

0-rendű: elemek függetlenek

1-rendű: a megelőző elemnek van hatása

2 –rendű: a 2 megelőző elemnek van hatása

Átmenetimátrix

Követ: a b c Összes

Megelőz: A 7 0 20 27

B 9 10 18 37

c 8 11 3 22

Összes 24 22 41 87

Várható értékekkel

való összevetés

Chi négyzet teszt


d e w d e k w w a b c d e k w w a b k c w d e c

idő

Mintázat elemzés (Pattern analysis)

Mintázatok előfordulásának valószínűsége adott intervallumon belül

Számításigényes – Theme programcsomag

Időbeliség vizsgálatához nagyobb adatmennyiség szükséges!!

A viselkedés leírása: Modern módszerek

„brain in the loop”

Az „automatizálás”:

Előnyök: Olcsó és hatékony (ha működik)

Az ember mással tud foglalkozni

Nagy mennyiségű adat gyűjtése

Hátrány: Nincs közvetlen tapasztalat

Nincs kapcsolat az állatokkal

Fejletlen technológia


Skinner – doboz: tanulás tesztek

Automatikus adatrögzítés

„Vizi útvesztő” - helytanulás

Mozgás útvonalának elemzése


„Intellicage”

Fenotipizáló rendszerek:

„bentlakásos” ketrecek

Folyamatos adatrögzítés

Többféle teszt/megfigyelés elvégzése:

Pl. aktivitás, preferencia/fóbia

Helytanulás, memória

Szociális versengés

De:

helyhez kötött

sok esetben nem végezhető (pl. terep)

állatok mozgása korlátozott


Emberek + kodoló program „Intellicage”

3 egértörzs összehasonlítása 2 laboratóriumban


Szabadon mozgó állatok viselkedés automatizált felismerése

Adatgyűjtés (érzékelők)

pl. gyorsulás mérő

pl. kamera

pl. mikrofon

Kategorizáció

Az ember meghatározza

egyes adathalmazok

mely csoportba

tartoznak

Tanítás (Gépi tanulási

módszerek)

A számítógép megtanulja

(matematikai algoritmusok)

ezeknek a adathalmazoknak a

felismerését (sok-sok próba)

Alkalmazás

A tanulást követően

(adatbázisok) a számítógép

alkalmazható további mérések

elvégzésére


Gyorsulás-

mérő

Video-

felvétel

Párosítás a számítógépben

„Tanulás”

Biológiai Fizika Tsz


Tréning

Validálás Kereszt validálás

VideoÉrzékelő

Viselkedéskódok

Mérések

közöttMérésen

belül (első

fele- második

fele)Eredmények:

Felismerési siker %

Elfogadható szint???

A mért adatokat ketté osztjuk: (1) tanító adatbázis, (2) teszt adatbázis

A viselkedés leírása: Modern módszerek?

2, 020, 59 0, 61

0%

20%

40%

60%

80%

100%

ML(∑2)

M/L

ML(∑6)

M/L

ML(∑10)

M/L

bad, dA=3

bad, dA=2

bad, dA=1

bad, dA=0

good

M – malinois

L – labrador retriever

Helyes felismerés

Tanítás

Teszt:

Ha nagyobb az adatbázis akkor javul a helyes felismerés aránya

Kérdések

Írja le saját szavaival, milyen lépésekben lehet szabadon élő

állatok viselkedését automatizált módon felismerni?

Mit jelen a viselkedésmérésben a „megbízhatóság”, és hogyan

lehet ezt biztosítani?

Mi a viselkedés definíciója, mi az etogram, és melyek a

viselkedés-leírás legfontosabb szempontjai?

The making of Behavioural Video

Protocols

http://cmdbase.org

Community platform for

sharing videos

Registration

Video upload

Video editing

Video playback, search

etc.

modern etológiai kutatások és következtetések az ember...

Documents