Categorization is a cognitive process that enables individuals to recognize similar yet distinct stimuli as equivalent [1–3]. To categorize an object, agents must identify key features of the new object by applying what they have learned from previous interactions with objects in that category [4]. Thus, categorization eliminates the need for the agent to repeatedly investigate each new object, thereby significantly expanding its adaptive capabilities. However, the nervous mechanisms that regulate this process are still not well understood. The primary aim of the present study is to establish an experimental behavioral model that will facilitate the investigation of the neurobiological mechanisms underlying visual categorization learning.
Chickens (
First, the study investigated the effect of simultaneously presenting two new categories of “food” and “beads” on chicks’ behavior. The group that formed both “beads” and “new food” categories made more errors during the learning period, but performed as well as the group that only formed the “bead” category during the subsequent test. The study analyzed whether chicks could categorize objects (beads) of different sizes into a unified group. The chicks were trained with a floor of small beads and later tested with a different floor of larger beads. Results revealed that the chicks did not transfer their categorization ability from small to large beads. In the opposite scenario, where the chicks were presented with large beads during their training, and then offered small beads during the test, they refrained from pecking the smaller ones.
In the next stage, we examined how the object’s color affected the development of a novel category. The results showed that when the chicks were presented with the floor containing an additional color of beads, specifically yellow, they made the majority of errors while pecking the “new type of beads”. Then, the study evaluated whether the chicks could transition the classification of “beads” between color set № 1 (blue, pink, green, yellow, and black silver) and color set № 2 (light green, beige, blue, red, gold, and white), and vice versa. The findings indicate that the chickens do form the categories of “beads” in both versions of the task, and after training, do not peck at beads of the new color. Chickens are capable of categorizing “beads” and “food”, and can generalize within these categories.
Thus, this experimental study established the formation of categories in chickens during fast learning. Future application of the model will enable the investigation of the underlying neurobiological mechanisms in categorization learning.
Категоризация — когнитивный процесс, ведущий к способности воспринимать похожие, но не идентичные стимулы, как эквивалентные [1–3]. Для того чтобы отнести объект к какой-либо категории, агент должен научиться распознавать ключевые признаки нового объекта, применяя знания, полученные от предыдущих взаимодействий с объектами этой категории [4]. Таким образом, категоризация избавляет агента от необходимости исследовать каждый новый объект заново, существенно расширяя его адаптивные возможности. Однако нервные механизмы этого процесса до сих пор остаются малоизученными.
В качестве модельного объекта были выбраны цыплята (
Вначале исследовали, как изменится поведение цыплят, если им одновременно предъявить две новых категории: и «корм», и «бусинки». Группа, у которой одновременно формировались категории «бусинок» и «нового вида корма», совершала больше ошибок во время обучения, но в тесте вела себя так же, как группа, у которой формировалась лишь одна категория «бусинки». Затем оценивали, смогут ли цыплята объединить в одну категорию объекты (бусинки) разного размера. Для этого во время обучения им предъявляли пол с маленькими бусинками, а в тесте предъявляли пол с бусинками большого размера. Оказалось, что цыплята не переносят категорию с маленьких бусинок на большие. В обратной ситуации, когда цыплятам предъявляли большие бусинки при обучении, а в тесте предлагали маленькие, последние бусинки они не клюют.
На следующем этапе исследовали роль цвета объектов в формирование новой категории. Оказалось, если цыплятам в тесте предъявить пол с добавлением одного нового цвета бусинок — жёлтого, — то большая часть ошибок связана именно с клеванием «нового типа бусинок». Затем задачу усложнили и оценивали, смогут ли цыплята перенести категорию «бусинок» на основе набора цветов № 1 (голубой, розовый, зелёный, жёлтый, чёрный серебристый) на категорию «бусинок» набора цветов № 2 (салатовый, бежевый, синий, красный, золотистый, белый) и наоборот с набора цветов № 2 на № 1. Оказалось, что цыплята формируют категории «бусинок» в двух вариантах задач, и после обучения не клюют бусинки нового цвета. Из этого следует, что цыплята способны сформировать категорию «бусинок» и «корма» и обобщать внутри категории.
Таким образом, в данной экспериментальной модели удалось доказать формирование категорий у цыплят при быстром обучении. Дальнейшее применение модели позволит исследовать нейробиологические механизмы, лежащие в основе категоризационного обучения.