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Attenzione negli Animali: Cosa Abbiamo Imparato

Uno sguardo a come funziona l'attenzione in diverse specie animali.

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Attenzione tra le specieAttenzione tra le specienell'attenzione tra gli animali.Uno studio rivela somiglianze
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Quando pensi agli animali e alla loro intelligenza, potresti immaginarti un cane furbo o una scimmia birichina. Ma sapevi che l'Attenzione è una cosa seria anche nel regno animale? Aiuta i mammiferi come topi, scimmie e umani a trovare cibo, evitare pericoli e interagire tra loro. Questo articolo esplora come abbiamo studiato l'attenzione in queste diverse Specie e cosa abbiamo scoperto.

L'Importanza dell'Attenzione

L'attenzione è come quel colpo extra di espresso che ti aiuta a concentrarti quando studi o lavori. Senza di essa, i topi potrebbero diventare spuntini facili per gli uccelli, le scimmie potrebbero perdere il loro prossimo pasto e gli umani? Beh, potrebbero avere difficoltà a leggere le scritte piccole su una scatola di cereali. Quindi, fare attenzione è piuttosto cruciale.

In un laboratorio di neuroscienze, l'attenzione sostenuta significa rimanere concentrati su un compito specifico. Quando gli animali sono molto attenti, di solito lo dimostrano con pupille più grandi o un aumento del movimento. Ma c'è un problema: è difficile restare concentrati a lungo. Proprio come quando perdi la concentrazione durante una lezione noiosa, l'attenzione può oscillare. Questo significa che a volte gli animali sono concentrati e altre volte, meno.

Attenzione e Prestazioni

Quando gli animali o gli umani si concentrano su un compito, di solito performano meglio. Tendono a rispondere più velocemente e a fare meno errori. Tuttavia, c'è un gioco che si svolge nei loro cervelli chiamato compromesso tra velocità e precisione. A volte si concentrano sull'essere rapidi, altre volte sull'essere corretti. C'è anche la possibilità che le ricompense-come le leccornie-possano influenzare le loro strategie di attenzione.

Sembra chiaro che l'attenzione sostenuta è importante per molte specie, ma ecco la questione: come facciamo a confrontare i livelli di attenzione tra gli animali? Umani, topi e scimmie tendono a svolgere Compiti diversi, quindi confrontare la loro attenzione può essere come paragonare mele e arance.

Compiti Diversi, Animali Diversi

Prendi ad esempio un topo. Negli esperimenti, fanno spesso compiti che richiedono di muoversi fisicamente in una camera o correre su un tapis roulant per raggiungere ricompense. Gli scienziati osservano il loro comportamento e indovinano la loro attenzione in base a cose come il movimento e le leccate per le ricompense.

Le scimmie, invece, di solito lavorano su compiti visivi dove devono rimanere ferme e fare piccoli movimenti. I ricercatori hanno scoperto che quando le scimmie sono molto attente, diventano migliori nel notare cambiamenti sottili in ciò che vedono. Ma in questo contesto, il loro livello di attenzione può variare molto da un esperimento all'altro, portandole a distrarsi completamente.

E poi ci sono gli umani. Nei laboratori di psicologia, di solito affrontano compiti monotoni dove devono mantenere la concentrazione per rispondere correttamente agli obiettivi. Può diventare noioso e, di conseguenza, le distrazioni diventano comuni.

Un Approccio Naturale

Per capire davvero l'attenzione, abbiamo deciso di mettere tutte e tre le specie nello stesso contesto sperimentale. Abbiamo creato un ambiente di realtà virtuale (VR) che somigliava a un ambiente naturale. Invece di premere pulsanti, animali e umani potevano ‘camminare’ verso oggetti che sembravano foglie. Si muovevano liberamente, il che aiutava a catturare il loro comportamento in modo più naturale.

Questo nuovo setup ci ha permesso di analizzare le loro prestazioni oltre i soliti tempi di reazione e tassi di successo. Ad esempio, se un topo impiegava molto tempo a rispondere, potrebbe significare che era profondamente concentrato ma incerto sulla risposta o magari solo distratto.

Il Setup dell'Esperimento

Abbiamo impostato un compito semplice in cui i partecipanti dovevano scegliere tra due oggetti a forma di foglia nel mondo VR, che sembrava un pittoresco campo erboso con montagne. I topi correvano su una sfera speciale, mentre le scimmie e gli umani usavano palline di tracciamento. Potevano guardarsi intorno liberamente mentre si muovevano verso le foglie.

Usando i loro percorsi nella VR, abbiamo misurato le loro prestazioni in cinque modi diversi: accuratezza (quante volte indovinavano giusto), precisione (quanto accuratamente si avvicinavano agli oggetti), bias (se tendevano a favorire un oggetto rispetto all'altro), tempo di reazione (quanto velocemente si muovevano) e velocità (quanto rapidamente attraversavano l'ambiente).

Analizzando le Prestazioni

Analizzando queste cinque misure, abbiamo potuto avere un quadro più chiaro di come ciascuna specie si comportasse in base al loro stato di attenzione. Ad esempio, se erano molto accurati ma lenti, probabilmente erano in uno stato cauto, mentre chi si affrettava e faceva errori sarebbe stato in uno stato meno concentrato.

Per comprendere meglio questi Stati, abbiamo usato alcune tecniche di modellazione statistica avanzate che dividevano le prestazioni in quattro categorie: distratti (lenti e inaccurati), deliberati (lenti ma accurati), impulsivi (veloci ma inaccurati) ed efficienti (veloci e accurati).

Osservazioni Chiave

Quando abbiamo esaminato i dati, abbiamo scoperto che tutte e tre le specie trascorrevano più o meno lo stesso tempo in questi stati di attenzione. Avevano momenti in cui si trovavano in uno stato per diversi esperimenti di fila, portandoci alla conclusione che l'attenzione oscilla ma sembra seguire uno schema simile tra le specie.

Curiosamente, il tempo passato negli stati non rifletteva solo la qualità del compito. Abbiamo notato un ritmo nella durata degli stati, suggerendo che il modo in cui l'attenzione oscilla dipende meno dal compito e più da come gli animali gestiscono generalmente la loro concentrazione.

Attenzione nel Tempo

Abbiamo anche indagato la durata degli stati di attenzione. Sembra che gli animali rimangano in uno stato per circa sei esperimenti prima di passare a un altro. Alcune specie, come gli umani, tendevano a trascorrere più tempo in stati accurati rispetto a quelli meno accurati.

Quando abbiamo tracciato le transizioni tra gli stati, abbiamo trovato un modello. Gli animali erano più propensi a passare all'interno di una categoria di stato piuttosto che saltare tra diverse categorie. Ad esempio, un topo che era distratto era più probabile che rimanesse distratto o passasse a uno stato impulsivo piuttosto che cambiare improvvisamente a uno stato cauto e focalizzato sulla precisione.

Il Ritmo dell'Attenzione

Esaminando quanto spesso gli stati cambiavano, abbiamo scoperto un ritmo nella durata di questi stati di attenzione. Sorprendentemente, tutte e tre le specie hanno mostrato un picco simile nei cicli di attenzione, suggerendo che potrebbe esserci un aspetto evolutivo nel modo in cui l'attenzione funziona tra i mammiferi. Il ritmo per le scimmie e gli umani era di circa 55 esperimenti, mentre per i topi, era di circa 70 esperimenti.

Questa scoperta ha suggerito che non solo l'attenzione sostenuta è importante, ma segue anche un certo ritmo che potrebbe essere innato in queste specie.

Influenza del Compito sull'Attenzione

Ora, ti starai chiedendo se la difficoltà del compito giocava un ruolo in questi cambiamenti di attenzione. I nostri risultati hanno mostrato che le transizioni da uno stato di attenzione a un altro erano in gran parte poco influenzate da quanto fosse difficile il compito. Anche se compiti più difficili rallentavano le reazioni, questo non cambiava i meccanismi interni che governano le fluttuazioni dell'attenzione.

Questo suggerisce che il modo in cui l'attenzione cambia avviene principalmente sotto il controllo dell'animale, piuttosto che essere direttamente plasmato da quanto sia sfidante il compito.

Conclusioni

Alla fine, il nostro studio ha rivelato che gli animali possono essere piuttosto simili nel modo in cui prestano attenzione attraverso diverse specie, anche quando sono impegnati in compiti diversi. Abbiamo trovato caratteristiche condivise negli stati di attenzione, nelle loro durate e in quanto spesso cambiavano.

Questo tipo di ricerca potrebbe aiutare gli scienziati a capire meglio i processi cognitivi non solo negli animali, ma anche negli umani. Potrebbe portare a strategie più efficaci per studiare condizioni legate all'attenzione come l'ADHD sia negli umani che negli animali.

Chi lo sapeva che confrontare l'attenzione potesse essere così illuminante? Forse la prossima volta che ti senti distratto durante una riunione, puoi ricordarti che anche in natura, l'attenzione è una bestia difficile da domare!

Fonte originale

Titolo: Sharing the Spotlight: Uncovering common attentional dynamics across species

Estratto: Sustained attention is a key underlying process to many natural behaviours that are shared by multiple species. Yet the way it is commonly studied in a lab context precludes any meaningful cross-species comparisons. Here, we engaged mice, monkeys, and humans in the exact same, natural perceptual decision task in a VR environment. We captured their behaviour into several parameters along the speed/accuracy axes along which sustained attention is classically defined, and used HMMs to infer four attentional states. We show that the dynamics of these states, both in terms of their durations as well as the transitions between them, are much more similar between the species than might have been expected. Moreover, attentional state fluctuations seem to be internally generated. The task and analyses developed here represent a new approach to compare sustained attention across species in an objective, data-driven way.

Autori: Mina Glukhova, Alejandro Tlaie, Raul Muresan, Robert Taylor, Pierre-Antoine Ferracci, Katharine Shapcott, Olga Arne, Andrei Ciuparu, Martha N Havenith, Marieke L Schölvinck

Ultimo aggiornamento: 2024-11-01 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621490

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621490.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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