Etológia Emelt A viselkedés mérése Miklósi Ádám egyetemi tanár ELTE TTK Etológia Tanszék 2018 amiklosi62@gmail.com
A viselkedés leírása: A viselkedés, mint fenotipikus jellemző 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 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
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!
1 viselkedés elem, pontszerű A viselkedés leírása az időben áll idő Több viselkedés elem (időtartam) kapar Több viselkedés elem (időtartam) teljes lefedettség (nem átfedő) Több viselkedés elem (időtartam) teljes lefedettség (átfedő, nem kizáró) Video
A viselkedés leírása: Kvantitatív elemzés A viselkedés jellemzésére általában használt mérőszámok Több viselkedés elem (időtartam) teljes lefedettség (átfedő, nem kizáró) latencia intervallum időtartam Megfigyelés kezdete gyakoriság Megfigyelés vége Összegzés idői mintázat elvesztése! Viselkedéskódoló programok: Observer Watcher Solomon Coder!
A viselkedés leírása: Kvantitatív elemzés 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 Várható értékekkel való összevetés Chi négyzet teszt Átmeneti mátrix 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
A viselkedés leírása: Kvantitatív elemzés Mintázat elemzés (Pattern analysis) 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 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
A viselkedés leírása: Modern módszerek Skinner doboz: tanulás tesztek Automatikus adatrögzítés Vizi útvesztő - helytanulás Mozgás útvonalának elemzése
A viselkedés leírása: Modern módszerek 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
A viselkedés leírása: Modern módszerek Emberek + kodoló program Intellicage 3 egértörzs összehasonlítása 2 laboratóriumban
A viselkedés leírása: Modern módszerek Szabadon mozgó állatok viselkedés automatizált felismerése Adatgyűjtés (érzékelők) pl. gyorsulás mérő pl. kamera pl. mikrofon Tanítás (Gépi tanulási módszerek) A számítógép megtanulja (matematikai algoritmusok) ezeknek a adathalmazoknak a felismerését (sok-sok próba) Kategorizáció Az ember meghatározza egyes adathalmazok mely csoportba tartoznak Alkalmazás A tanulást követően (adatbázisok) a számítógép alkalmazható további mérések elvégzésére
A viselkedés leírása: Modern módszerek Biológiai Fizika Tsz Gyorsulásmérő Videofelvétel Párosítás a számítógépben Tanulás
A viselkedés leírása: Modern módszerek A mért adatokat ketté osztjuk: (1) tanító adatbázis, (2) teszt adatbázis Video Érzékelő Viselkedéskódok Tréning Validálás Kereszt validálás Mérésen belül (első fele- második fele) Eredmények: Felismerési siker % Elfogadható szint??? Mérések között
2, 02 0, 59 0, 61 A viselkedés leírása: Modern módszerek? 100% bad, da=3 80% 60% 40% 20% bad, da=2 bad, da=1 bad, da=0 good Helyes felismerés 0% Tanítás Teszt: ML( 2) M/L ML( 6) M/L ML( 10) M/L M malinois L labrador retriever 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.