Your Horse’s IQ – Blog 09 – Behavioural Experiments

Your horse’s IQ – Part 09

Der IQ Ihres Pferdes – Teil 09

  • We have talked about the different ways of learning and the role that memory plays in the process – and have come to the conclusion that offering a great variety of activities is the very best thing we can do to encourage the full cognitive potential of our horses.
  • The topic is endlessly interesting – but the scientific papers are unfortunately mostly very dry to read. I therefore always recommend Karen Pryor’s “Don’t shoot the dog”, which covers a lot of information about training and learning in an amusing (though scientifically correct!) way. In addition, we all think that we know our own horse best, don’t we … and our opinions are of course very subjective.

Scientific experiments on the other hand must be objective:

  • Behavioural science is more interested in facts and observations, which can be generalised. For this, experiments have to be built up in a way so that all the different conditions are so controlled that the experiment can be repeated exactly the same way to achieve consistent results.
  • At my stables this is impossible for me to do: the surroundings change (sometimes the neighbouring horse is in the paddock, sometimes not), the weather is never the same… and so on.
  • For meaningful behavioural studies the test horses are confronted with a very precisely defined situation.  Like this it is then possible to change only ONE of the aspects of whatever the test is about:
  • we could change the type of horse, the breed (to see whether heavier horses understand words better than others for example)
  • we could chose only stallions, or mares etc. to find out whether both sexes react to a given situation differently or not
  • we could have two test groups, where one was prepared in a certain way and the other not (to see whether a certain behaviour is learned or instinctual for ex.) and so on.
  • To reach this objectivity and avoid any interference by the handler, E.B. Hanggi furthermore trained her test horses to perform their task by “chaining”, which precludes the handler to be present at all, thus avoiding unintentional or unconscious signals.
  • Wir haben die verschiedenen Artens des Lernens und die Rolle, die das Gedächtnis dabei spielt, angesprochen – und sind zu dem Schluß gekommen, daß das Beste, das wir für unsere Pferde tun können, ist, ihnen so viele Aktivitäten  wie möglich anzubieten, um ihr volles Erkenntnis-Potential herauszukitzeln.
  • Das Thema ist endlos interessant – aber die wissenschaftlichen Veröffentlichungen leider oft sehr trocken zu lesen. Daher empfehle ich immer Karen Pryors Buch „Positiv bestärken – sanft erziehen“, das eine Menge Information in amüsanter (aber korrekt wissenschaftlicher!) Weise bietet. Darüber hinaus denken wir ja eh alle, daß wir unsere Pferde am besten kennen … und unsere Meinungen sind natürlich sehr subjektiv.

Wissenschaftliche Experimente müssen hingegen objektiv sein:

  • Verhaltenswissenschaft ist interessiert an Fakten und Beobachtungen, die verallgemeinert werden können. Daher müssen die Experimente so aufgebaut sein, daß alle Bedingungen so kontrolliert sind, daß sie in genau der selben Weise wiederholt werden können, so daß man konstante Ergebnisse erhalten kann.
  • In meinem Stall ist das gar nicht möglich: das Umfeld ändert sich dauernd (manchmal stehen Pferde nebenan, manchmal keine), das Wetter wechselt, die Aktivitäten um uns herum sind nie dieselben usw.
  • Für aussagekräftige Verhaltensstudien müssen die Probanden mit einer sehr genau definierten Situation konfrontiert werden. Nur so ist es möglich dann nur EINEN Aspekt des Tests zu verändern: 
  • Wir könnten den Pferdetyp, die Rasse ändern (z. B. um herauszukriegen, ob schwerere Pferde Wortkommandos besser verstehen)
  • wir könnten nur Hengste oder Stuten auswählen, um zu sehen, ob das Geschlecht in einer Situation einen Unterschied macht
  • oder wir könnten 2 Testgruppen haben, wovon eine irgendwie vortrainiert wird und die andere nicht, um zu erkennen, ob ein gewisses Verhalten eher erlernt oder angeboren ist –  usw.
  • Um solche Objektivität zu garantieren und jeglichen Einfluß durch den Trainer zu unterbinden, hat E.B. Hanggi ihre Testpferde mit „chaining“ (Kettenbildung) trainiert, was die Anwesenheit des Trainers während des Tests ganz erübrigt, so daß gar keine ungewollten oder unbewußten Signale ins Spiel kommen können.
HorseA-FComboSm
Objectivity:

  • We mentioned many times how we send messages to our horse via body language – often without realising it ourselves. To avoid this Evelyn Hangii established her test-box for horses and taught the horses to stand quietly in a “station” (a waiting area consisting of pylons with a bar spanning the front) between tests and stimulus exposure intervals, – and to walk forward only after the bar is lowered and select a stimulus presented in one of two or more windows by touching it with its nose, in order to find a food reinforcer in a feeder located on the bottom of the test apparatus. Then to walk away from the apparatus, halfway down the length of the stable breezeway, where they turn around, and walk back into the station to await the next trial. Horses learn this chain within two or three training sessions and retain it indefinitely.”

[See: Evelyn B. Hanggi, MS, PhD “The Thinking Horse”]

  • A scientific experiment set up like this excludes all unconscious interference and can be entirely objective. It further helps to let somebody evaluate what can be seen on video films, who doesn’t even know the topic of the research, as this makes the observation less biased.

Criterions of assessment:

  • The person in charge of the test must determine criterions of assessments, which can be observed and identified equally by others.  Which response by the horse will be considered to be excellent (speed or clarity of the horse’s response to a cue etc.), what is meant by satisfactory, basic or unsatisfactory? A fixed description for the criteria of learning standards is needed to evaluate whether a horse has acquired a specific skill.

Statistics:

  • As not all horses in the test will behave the same way, the outcome may not be readily evident. Which behaviour was shown by most of the horses tested? Also it has to be established whether the differences between the results happened by chance or whether there is a causal connection.

Structure of the experiment:

  • To structure an experiment in a beneficial way there needs to be communication with the horse. We have talked about this in many Blogs and I don’t want to repeat it here. For deeper understanding read the “Understanding your Horse” Blogs or you might want to listen to a lecture by K. A. Houpt

https://www.youtube.com/watch?v=rRAdVQYFGX4

or read her paper.

Houpt KA. Learning in horses. In: The thinking horse. Guelph, Canada: Equine Research Centre, 1995;

  • The structure of the experiment depends on what the study is trying to find out.

There are different types:

Descriptive Studies:

  • In such studies the scientists purely observe (for example the life in a herd) and record, when a certain behaviour occurs, how often, what seems to cause it, and so on. These studies are less specific and can lead to errors, as all animals in the herd also influence each other constantly and it can be very hard to pin down cause and effect precisely.

Experimental Studies:

  • Here a very precise experiment is planned and an individual test horse is challenged with a specific task or set of tasks and then the collected data is evaluated. Such studies may however lack the connection to a horse’s everyday behaviour and thus not give us the clues to his natural intelligence.

Determine the kind of observation:

  • When observing horses during behavioural experiments, the scientist can basically choose between three kinds of observation:

Scan-Sampling:  

  • Here a group of horses is „scanned“, i.e. observed during a certain time span, and everything that any one of them is doing is recorded.

Focus-Sampling: 

  • In focus sampling however, the scientist focusses on one individual horse of the group, and records everything, which that individual is doing over a certain time span.

Behavioural-Sampling:

  • Or s/he chooses behavioural sampling, where the observer waits for a specific behaviour to appear (let’s say a horse rolling, for example) and then describes all the surrounding circumstances, which triggered or accompanied that behaviour.

 

Technique of observation:

  • Each one of these kinds of observation is then recorded in a pre-determined way, which the conductor of the experiment lays out (either continually over a specific time span, or at determined intervals and so on) to make a meaningful statistical interpretation possible. The technique of the observation depends on what the study is trying to find out.
  • If this technique is not rigidly defined, the results of the observation leave too much room for speculation and interpretation and can’t truly be verified as scientific data.

 

Data and source of error:

  • After the statistics are evaluated, the scientist begins to interpret the data itself. Why does a horse behave in a certain way rather than in another? Was the structure of the experiment really conducive to observing a general response to a certain challenge? Were the horses equally motivated or were some of them stressed? Because remember: in the end s/he wants to find out whether such behaviour of the horse was intelligent (from the horse’s viewpoint and for his own purposes).
  • In modern research the scientists are trying to find out what the horse can deliver intellectually on their own and out of their free will. Therefore the experiments are now built up in a playful way and are sweetened with rewards.

 

Read on !

Objektivität:

  • Wir haben ja schon erwähnt, wie wir durch Körpersprache Botschaften an unser Pferd senden – und das oft ohne es selbst zu merken. Um eben das zu vermeiden hat Evelyn Hanggi ihre Testbox für Pferde eingerichtet und den Pferden beigebracht zwischen den Versuchszeiten (wenn sie mit einer Aufgabe konfrontiert werden),  ruhig in ihrer „Station“ zu parken (einer Wartestation mit Stäben seitlich und vorne einer Sperre) – und erst, wenn die Sperre sinkt, vorwärts zu gehen und einen Stimulus, der in einem oder mehreren Fenstern gezeigt wird, mit der Nase zu berühren, um dann eine Futterbelohnung unten im Testapparat zu entnehmen. Dann den Apparat zu verlassen und den Gang hinab zu gehen, wo sie umdrehen und sich wieder in die Wartestation begeben, um den nächsten Test abzuwarten. Pferde lernen diese Kette innerhalb von 2 oder 3 Trainingseinheiten und behalten sie für immer.

[siehe: Evelyn B. Hanggi, MS, PhD “The Thinking Horse”]

  • Ein so ausgerichteter Versuch vermeidet jegliche unbewußte Beeinflussing und ist daher ganz objektiv. Noch besser ist es, wenn auch jemand die Videoaufnahme des Tests auswertet, der nicht mal das Thema des Versuchs kennt, weil dann die Beobachtung weniger Vorurteile enthält.

Auswertungskriterien:

  • Der Gestalter des Experiments muß die Kriterien der Auswertung bestimmen, die dann ebenso von anderen beobachtet und identifiziert werden können. Welche Reaktion des Pferdes dann als ausgezeichnet betrachtet wird (Geschwindigkeit oder Klarheit der Reaktion usw.), oder selbst, was mit ausgezeichnet – genügend – ungenügend überhaupt gemeint ist? Man braucht hier eine genaue Beschreibung der Kriterien für den Lernstandard, um auswerten zu können, ob das Pferd eine bestimmte Fertigkeit gelernt hat.

Statistik:

  • Da sich ja nicht alle Pferde im Experiment gleich verhalten werden, ist das Resultat vielleicht nicht klar ersichtlich. Welches Verhalten wurde von den meisten Pferden gezeigt? Man muß auch bestimmen können, ob die Unterschiede der Resultate zufällig waren oder ob es einen kausalen Zusammenhang gibt.

Struktur des Experiments:

  • Um einen Test so zu strukturieren, daß er erfolgsversprechend ist, muß eine Kommunikation mit dem Pferd bestehen. Wir haben das schon in vielen Blogs besprochen und ich will es hier nicht wiederholen. Für besseres Verständnis lesen Sie die Serie “Understanding your Horse” oder hören Sie sich die Vorlesung von K. A. Houpt an

https://www.youtube.com/watch?v=rRAdVQYFGX4

oder lesen Sie den Artikel: Houpt KA. Learning in horses. In: The thinking horse. Guelph, Canada: Equine Research Centre, 1995;

  • Die Struktur des Experiments hängt davon ab, was man mit der Studie herausfinden will.

Es gibt verschiedene Typen:

Beschreibende Studien:

  • In diesen Beobachtet der Wissenschaftler nur (z.B. das Leben in der Herde) und registriert, wann ein bestimmtes Verhalten gezeigt wird, wie oft, was es vermutlich auslöst, usw. Solche Studien sind nicht sehr spezifisch und können zu Fehlern führen, da sich ja auch alle Pferde in einer Herde ständig gegenseitig beeinflussen, und es schwierig sein kann Ursache und Wirkung genau zu bestimmen.

Experimentelle Studien:

  • Hier wird ein Experiment genau geplant und ein einzelnes Pferd ganz konkret vor eine Aufgabe gestellt und die gesammelten Daten dann ausgewertet. Solche Studien vernachlässigen aber unter Umständen den Zusammenhang mit dem täglichen Verhalten eines Pferdes und geben daher nicht genau Aufschluß über seine natürliche Intelligenz.

Festsetzen wie man beobachten will:

  • Wenn man Pferde in der Verhaltensforschung beobachtet, kann der Wissenschaftler zwischen drei Arten auswählen:

Scan-Sampling: 

  • Hier wird eine Gruppe von Tieren in einem bestimmten Zeitraum  „abgescanned“ und alles, was jedes von ihnen macht, wird aufgezeichnet.

Focus-Sampling: 

  • Im Focus Sampling hingegen „focissiert“ der Wissenschaftler auf ein bestimmtes Individuum aus der Gruppe und zeichnet nur auf, was dieses eine über einen gewissen Zeitraum alles tut.

Behavioural sampling:

  • Oder sie oder er wählt das behavioural sampling, in dem der Beobachter darauf wartet, daß ein gewisses Verhalten passiert (zum Beispiel ein Pferd sich wälzt) und beschreibt dann genau die Umstände, die das Verhalten ausgelöst oder begleitet haben.

Technik der Beobachtung:

  • Jede dieser Beobachtungsweisen wird dann nach einer schon vorher bestimmten Art aufgezeichnet, die der Führer des Experiments so festsetzt (entweder kontinuierlich über einen bestimmten Zeitraum oder in bestimmten Intervallen usw.), daß eine bedeutungsvolle statistische Auswertung  möglich wird. Die Technik der Beobachtung hägt davon ab, was die Studie herausfinden will.
  • Wenn diese Technik nicht streng definiert ist, lassen die Ergebnisse zu viel Raum für Spekulation oder Interpretation und können nicht wirklich als wissenschaftliche Daten gewertet werden.

Daten und Fehlerquellen:

  • Nachdem die Statistiken ausgewertet sind, beginnt der Wissenschaftler die Daten selbst zu interpretieren. Wieso benimmt sich ein Pferd in einer gewissen Weise, aber das andere nicht? War die Struktur des Experiments wirklich für die Beobachtung einer gewissen Aufgabe föderlich? Waren die Pferde alle gleich motiviert oder waren manche gestreßt? Denn am Ende will der Beobachter ja herausfinden. ob das Verhalten des Pferdes intelligent ist (vom Standpunkt des Pferdes aus gesehen und für seine Zwecke).
  • In der modernen Forschung wollen die Wissenschaftler herausbekommen, was ein Pferd mit seinem Verstand freiwillig und von sich aus leisten kann. Deshalb werden nun die Versuche spielerisch aufgebaut und mit Belohnungen versüßt.

Lesen Sie weiter!

This entry was posted in Horse IQ. Bookmark the permalink.