野生阿拉伯狒狒参与多触摸屏选择任务与序列任务的预测因素：年龄、性别与优势等级的作用

《Animal Behaviour》：Predictors of participation in a choice and sequence task using multiple touchscreens in wild chacma baboons

　　

研究人员调查了野生阿拉伯狒狒（chacma baboons）参与多触摸屏（multi-touchscreen）研究的情况。参与的可能性随年龄增长而降低。参与持续时间随年龄增长而增加，在约10岁时达到峰值。雄性个体的持续参与时间长于雌性。优势等级（dominance rank）不影响任何一项参与度量。

研究背景与意义：认知（cognition）指动物获取、加工、储存环境信息并据此行动的能力。历史上，非人动物的认知测试多在受控实验室或圈养条件下进行。圈养研究虽揭示了工具使用、公平与合作理解等重要认知能力，但动物在野外使用这些能力可能受到限制，其适应性功能与进化方式仍存疑问，故野外认知研究结论更具生态效度。然而此类研究受个体参与变异的困扰：新恐惧（neophobia）、警觉、觅食权衡及优势等级介导的资源获取，均会影响个体是否参与及参与时长，进而塑造认知表现。参与可分为两个层级：短暂接触（cursory interaction，即朝向物体的短时探索行为）与持续参与（sustained engagement，即较持久的解决问题行为）。已有比较研究显示，野外认知任务平均个体参与率约17%，远低于圈养任务的77%，提示个体变异之外的障碍亦构成挑战。因此，理解野生种群中任务参与的变异，对校正采样偏差、确保认知能力研究结论的可靠性至关重要。

研究方案与主要结论：研究人员以纳米比亚Tsaobis自然公园两个习惯化的野生阿拉伯狒狒群体（J群64只、L群78只，该种群自1990年起被持续研究）为对象，于2022年旱季设置4台触摸屏，同时呈现选择任务与序列任务两种等奖励任务，未针对特定个体，允许所有个体自由参与，考察年龄、性别、优势等级对参与可能性、短暂参与、持续参与及任务偏好的预测作用。研究得出：参与可能性随年龄增长而下降；持续参与时长随年龄增长并在约7.3岁达到峰值，且雄性显著长于雌性；优势等级对各项参与指标均无显著影响。该研究首次在野生多触摸屏阵列情境下系统解析了任务参与的预测因素，为野外认知实验设计提供了实证依据。

关键技术方法概括：研究在约800 m²无围栏实验区设置4台15英寸电容式触摸屏（内置12 V电池供电约2小时），屏幕置于栅格笼中互距20 m呈半圆形排列、朝向相反，以避免相邻使用者互相观察。同时呈现选择任务（白色星形有奖励、白色十字无奖励）与序列任务（须先按红色圆形再按蓝色圆形方有奖励），位置每日随机轮换。流程分21天习惯化阶段（按压黄色六边形获奖励）与21天实验阶段。参与定义为屏幕定向行为（screen-directed actions, SDAs），即触摸或在臂展距离内检查屏幕；以60秒为界将参与划分为短暂参与（<60 s）与持续参与（≥60 s）。统计分析采用R语言的二项广义线性混合模型（binomial generalized linear mixed models, GLMMs）与线性混合效应模型（linear mixed-effects models, LMMs），以个体身份与场次编号作为随机效应；优势等级以'I&SI'方法计算，邻近社会网络（proximity social network）基于瞬时扫描采样（instantaneous scan sampling）构建。

研究结果：在参与可能性方面，61%的142只潜在参与者（非婴儿的68%）至少参与一次；年龄与参与可能性呈负相关（estimate = ?0.155, P = 0.041），即年轻个体更可能表现出屏幕定向行为，而性别、等级、群体、习惯化阶段参与、社会网络强度及先前奖励经验均无显著效应。在短暂参与时间方面，短暂参与中位时间为20 s（IQR = 27 s），所有解释变量均不影响个体的短暂参与总时长。在持续参与时间方面，持续参与中位时间为236 s（IQR = 453 s）；年龄呈二次关联（quadratic association），模型预测持续参与在7.3岁达峰值（约179 s）（线性项 estimate = 0.673, P < 0.001；二次项 estimate = ?0.048, P < 0.001）；雄性（中位数263 s）显著长于雌性（中位数81 s）（estimate = 0.939, P < 0.001）；等级与群体无显著影响；加入任务类型后模型解释力显著提升（χ²₁ = 4.432, P = 0.035），序列任务中的持续参与（中位数216 s）低于选择任务（中位数289 s）（estimate = ?0.215, P = 0.038）；习惯化阶段的屏幕定向行为时间与实验阶段持续参与时间呈正相关（estimate < 0.001, P < 0.001）。在任务偏好方面，年龄、性别、等级、群体、习惯化参与及社会网络强度均不影响个体在两种任务上的时间分配。

讨论与结论总结：研究人员指出，61%的参与率与圈养大群体研究相当，表明尽管存在自然觅食机会，野外群体仍被新颖喂食任务充分激励。年轻个体的高参与动机会造成采样偏差（sampling bias），使后续认知分析不成比例地反映低经验个体；年长个体与雄性的持续参与更久，可能与年长（5岁以上）雄性能量需求更高、以及雌性在雄性支配社会中更风险规避（risk averse）有关。等级无任何效应，表明多触摸屏设计缓解了优势介导的排斥（dominance-mediated exclusion），因被驱逐者可立即转移至邻近屏幕；两个群体总体参与无差异，或因邻近社会网络对参与无影响，天真的个体未受同伴带动而参与。任务偏好上虽无个体特征效应，但参与者在选择任务上投入更多持续参与时间，这符合最优觅射理论（optimal foraging theory）：选择任务的随机成功率（50%）高于序列任务（33%），所需动作更少、单位努力的奖励率更高，体现生态理性（ecological rationality）。研究建议：测试社会性灵长类时采用多设备设计以缓解等级垄断；按年龄与性别分层采样，或以两阶段模型（two-stage models）将参与概率与任务结果分开建模；评估解决问题技能（尤指幼体）时操纵奖励价值或密度，以克服其持续努力阈值偏低的限制。