Integration and use of information in the suboptimal choice task

Tese de Doutoramento em Psicologia Básica
Os animais vivem em ambientes altamente incertos, e qualquer informação que reduza
a incerteza é considerada valiosa uma vez que os ajuda a prever eventos futuros e a
comportarem-se de acordo com os mesmos. A presente dissertação explora uma situação em
que os pombos podem trocar comida por informação: usando um procedimento de esquemas
encadeados concorrentes, os pombos escolhem entre duas alternativas sendo que cada uma
delas leva a dois sinais possíveis que, após um atraso, são seguidos por comida com uma
determinada probabilidade. As alternativas diferem (1) na probabilidade global de reforço (2)
na probabilidade de reforço de cada sinal. Nesta tarefa, os animais preferem a alternativa mais
informativa mesmo quando esta é globalmente menos reforçada; a maioria dos modelos
teóricos explicam este fenómeno assumindo que os pombos sobre-estimam os sinais que são
sempre reforçados e ignoram os sinais não reforçados. O objetivo desta dissertação foi avaliar
sistematicamente duas das variáveis que tem sido sugeridas como responsáveis por esta
escolha subótima. Propomos um novo modelo, a hipótese Delta-Sigma, que considera que a
diferença na probabilidade de reforço entre os sinais, Delta (Δ); e o rácio das probabilidades
globais de reforço das alternativas, Sigma (Σ), podem explicar o comportamento dos pombos.
Na experiência 1, avaliamos o papel de Δ e na experiência 2, o papel de Σ. Os resultados
foram consistentes com a hipótese Delta-Sigma, demonstrando que os pombos preferem o Δ
maior e que a preferência é modulada por Σ. Nas experiências 3 e 4, testamos a independência
da construção do Δ, demonstrando que Δ iguais construídos com diferentes probabilidades de
reforço podem ter valores diferentes. Os resultados são parcialmente explicados pela nossa
hipótese e sugerem que existem outros fatores que podem afetar a preferência. Finalmente, as
experiências 5 e 6 propõe um mecanismo sobre o que é aprendido acerca do sinal não
reforçado. Os resultados demonstraram que este sinal desenvolveu propriedades inibitórias e
que estas propriedades estão correlacionadas com o desenvolvimento da preferência subótima.
No geral, os resultados aqui apresentados são a primeira avaliação sistemática das variáveis
sugeridas como responsáveis pela preferência subótima.
Animals live in highly uncertain environments, and any information that reduces
uncertainty is considered valuable as it aids to predict upcoming events and behave accordingly.
The present dissertation explores a situation in which pigeons can trade food for information:
using a concurrent-chain procedure, pigeons choose between two alternatives, each one of them
leads to two possible signals that, after a delay, are followed by food with a certain probability.
The alternatives differed in (1) the overall probability of reinforcement (2) each signals’
individual probability of reinforcement. In this task, animals prefer the most informative
alternative even when this leads to less reinforcement overall; most theoretical accounts explain
this phenomena assuming that pigeons overestimate signals that are always reinforced and
ignore non-reinforced signals. The objective of this dissertation was to systematically evaluate
two of the variables that have been suggested to be responsible for this suboptimal choice. We
propose a new model, the Delta-Sigma hypothesis, which states that the difference in
probability of reinforcement between the signals, Delta (Δ); and the ratio of the overall
probability of reinforcement between alternatives, Sigma (Σ) can account for pigeons’
behavior. In Experiment 1, we evaluated the role of Δ. In Experiment 2, we evaluated the role
of Σ. The results were align with the Delta-Sigma hypothesis, finding that pigeons preferred the
greater Δ and that the preference is modulated by Σ. In experiments 3 and 4, we tested the
independency of the construction of the Δ, finding that not all equal Δ built with different
probabilities of reinforcement have the same value. The results are partially explained by our
hypothesis and suggest that might be other factors affecting preference. Finally, experiments 5
and 6 proposed a mechanism for the signal associated with absence of reinforcement. The
results found that the signal developed inhibitory properties and that these are correlated with
the development of the suboptimal preference. Overall, the results presented here are the first
systematic evaluation of variables suggested as responsible of the suboptimal preference.
Finally, I would like to thank the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) for the scholarship that made all this possible (ref. PD/BD/114368/2016) and the University of Minho and CIPsi for the facilities.