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Novel insights into pigeons' cognitive abilities
functional class formation
Claudia Stephan
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Ludwig Huber
DOI
10.25365/thesis.29056
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29059.74797.398769-4
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Kategorisierung stellt einen der fundamentalsten kognitiven Prozesse zur Reduktion externer Informationen dar und umfasst Ebenen verschiedener Komplexität von schlichtem Auswendiglernen bis zu symbolischer Verknüpfung verschiedener Reize. Innerhalb der empirischen Untersuchung kognitiver Fähigkeiten im Tierreich scheinen anthropozentrische a priori Annahmen über die Komplexität vorhandener kognitiver Eigenschaften einzelner Tierarten zum Teil zu einer Vorauswahl der zu testenden Tierarten zu führen. So wurde beispielsweise gezeigt, dass Tauben ein außergewöhnlich gutes Gedächtnis für präsentierte Bilder besitzen und diese auch anhand von nur äußerst geringfügigen perzeptuellen Unterschieden zuordnen können. Trotz dieser ausgeprägten visuellen Wahrnehmungsfähigkeiten wurden Tauben jedoch kaum hinsichtlich höherer kognitiver Fähigkeiten wie zum Beispiel der Bildung von funktionellen Klassen untersucht. Die Bildung funktioneller Klassen erfordert die Extraktion einer gemeinsamen Funktion, die einzelnen Reizen gemein ist, und führt zur Bildung von Kategorien unabhängig von visuellen oder anderen perzeptuellen Ähnlichkeiten. Dieser Mangel an Untersuchungsergebnissen ist insofern überraschend, als dass die Ökologie dieser Vogelart ein schnelles Lernen von Konsequenzen aus Interaktionen mit verschiedenen Subjekten und Objekten und flexible Verhaltensstrategien durchaus vermuten lässt.
Aufgrund des Fehlens empirischer Evidenz bezüglich komplexerer Informationsverarbeitung bei Tauben zielen die vorliegenden Studien darauf ab, neue Einsichten in die kognitiven Fähigkeiten dieser Vogelart zu liefern, mit besonderem Schwerpunkt auf der Bildung funktioneller Klassen. Die hier präsentierten Ergebnisse zeigen, dass Tauben externe Informationen auf einem bislang unbekannten und komplexen Niveau verarbeiten. Tauben fassten einzelne Reize in Klassen zusammen indem sie auf vergangene Erfahrungen mit diesen rekurrierten. Im Speziellen waren die hier getesteten Tiere in der Lage, Bilder von einzelnen Menschen und Objekten einzig nach vorhandener Erfahrung mit den realen Menschen und Objekten innerhalb der Voliere zu unterscheiden. Darüber hinaus simulierte ich den Tauben die Anwesenheit eines ihrer relevanten Raubfeinde und testete die Tiere auf die Fähigkeit, Anzeichen dieser Bedrohung über verschiedene Sinnesmodalitäten zu integrieren sowie ihr Verhalten kontextabhängig zu modifizieren. Die hier getesteten Tauben zeigten nicht nur diese Fähigkeit, sondern schlossen außerdem die Dringlichkeit der Bedrohung aus der Sinnesmodalität, in welcher die Raubfeindpräsenz empfangen wurde.
Neben der Bildung funktioneller Klassen stand außerdem die Verbesserung methodischer Ansätze in der systematischen Untersuchung visueller Wahrnehmung und damit verbundener kognitiver Fähigkeiten im Vordergrund. Die zur Zeit bevorzugte Methode bedient sich der Präsentation von Bildern, wobei jedoch etliche daraus resultierende Nachteile in der Interpretation aufgenommener Daten zu berücksichtigen sind. Um diese Nachteile zu umgehen testete ich die Anwendbarkeit von Hologrammen zur wissenschaftlichen Untersuchung von visueller Wahrnehmung und Kognition. Menschen und Tauben wurden auf Unterschiede zwischen Hologramm- und Objektwahrnehmung gestestet (Hologramm-Objekt Äquivalenz) sowie auf die Übertragung von Unterscheidungen zwischen Reizen auf neue Ansichten dieser Reize innerhalb einer Präsentationsart (Hologramm oder Objekt).
Die Kombination aus methodischer Weiterentwicklung und einem Ansatz, der verschiedene Ausprägungen des Kategorisierungsvermögens in einem weiten Artenspektrum untersucht, ermöglicht eine umfassende und schlüssige Erfassung jener Faktoren, die zur Evolution verschiedener Kategorisierungsebenen führten. Die hier vorgestellten Experimente steuern empirische Befunde bei, welche die Fähigkeit von Tauben zeigen, externe Informationen unabhängig von physikalischen Ähnlichkeiten abstrakt zusammen zu fassen. Darüber hinaus zeigen die vorliegenden Ergebnisse, dass Tauben ihr Verhalten in Abhängigkeit des Kontexts, in welchem Informationen empfangen werden, variieren. Dies ist zudem der erste empirische Beleg, dass Tauben in der Lage sind Hologramme wahrzunehmen und diese unterscheiden können.
Abstract
(Englisch)
Categorization is one of the most fundamental cognitive processes, comprising levels that are characterized by different complexity and which range from route learning to symbolic relations. In empirical animal cognition research, it seems that a priori assumptions about the innate capacity of species to possess ‘higher cognition’ sometimes prevented the investigation of such abilities in species that are not
supposed to be genetically predisposed to show such ‘cognitive superiority’. For instance, pigeons were shown to memorize and discriminate pictorial stimuli on the basis of very subtle perceptual features, suggesting that the species’ visual perception abilities are outstanding. In contrast, pigeons are hardly considered as a model species to investigate higher forms of cognition and categorization, e.g. functional class
formation like found in primate communication systems, although the ecology of pigeons is likely to promote flexible learning of consequences that results from interactions with different external entities.
Based on this mismatch and the considerable lack of even negative results on abstract categorization in pigeons, the experiments presented here aimed to provide novel insights into pigeons’ ability to interpret external information on more abstract levels, namely on the basis of functional classes. I found pigeons to abstract classbinding
features of stimuli beyond perceptual similarity by referring to information
that the birds acquired in the past. More specifically, pigeons were able to
discriminate humans and inanimate objects on the basis of previous real-life
encounters alone. The birds were also tested in a simulated predatory context, using
visual and acoustic cues to predator presence. I found pigeons not only to match
predator cues across sensory modalities but also to infer changes in urgency,
dependent on previously perceived information and on contextual information.
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Additionally to functional class formation in pigeons, I addressed methodological
problems in the presentation of pictorial stimuli by testing pigeons and humans on the
discrimination of holograms and object-hologram equivalence. Holograms provide a
promising alternative to the presentation of pictures as they provide visual
information that equals the information perceived with real objects, including
information in the 3rd dimension. By this, I tried to provide an alternative
methodology to present stimuli that avoids some of the shortcomings and problems in
the interpretation of results yielded in experiments that used 2D stimuli.
The combination of novel methods in stimulus presentation and a more
unbiased selection of target species in the investigation of different categorization
levels represent a conclusive comparative approach to the investigation of factors that
led to the evolution of different cognitive abilities. This thesis aims to contribute
evidence for pigeons’ ability to summarize external information by features beyond
physical similarities, by showing context-dependent behavioural flexibility in the
birds and by providing very first results on the perception and discrimination of
holograms.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
pigeons predator recognition urgency categorization holograms familiarity object recognition
Schlagwörter
(Deutsch)
Tauben Raubfeinderkennung Dringlichkeit Kategorisierung Hologramme Wiedererkennung Objekterkennung
Autor*innen
Claudia Stephan
Haupttitel (Englisch)
Novel insights into pigeons' cognitive abilities
Hauptuntertitel (Englisch)
functional class formation
Paralleltitel (Deutsch)
Neue Einblicke in die kognitiven Eigenschaften von Tauben: Funktionelle Kategorisierung
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
204 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Stephen Lea ,
Shigeru Watanabe
AC Nummer
AC11187107
Utheses ID
25932
Studienkennzahl
UA | 091 | 437 | |