L’Apprendimento nel cane… ma non solo nel cane!

Comportamento istintivo e appreso, condizionamento classico ed operante. Apprendimento sociale.

PREMESSA: L’apprendimento è un argomento vasto, complesso e affascinante, che va certamente approfondito, e non di poco. Qui trovate proprio solo i concetti fondamentali, ma ho deciso di fare un articolo anche io, sperando di poterli spiegare comunque in modo chiaro e semplice, almeno nei meccanismi base, se poi qualcuno fosse interessato posso fornire/suggerire materiale o indicazioni per eventuali approfondimenti.

ALTRA PREMESSA FONDAMENTALE : nel cane l’apprendimento funziona esattamente come per noi, e per gli altri animali. Qui si parla di cani perché il mio sito parla di cani, ma i concetti sono gli stessi per tutte le specie. Chiaramente le cose da apprendere non sono le stesse per tutti o per lo meno lo sono solo, più o meno, in parte. Ciò che resta uguale è comunque il meccanismo di apprendimento che è universale.

Finita la doverosa premessa proviamo a raccontare a parole nostre, come funziona l’apprendimento.

Tutti intuitivamente sappiamo cosa significhi apprendere, ma se mai ce lo chiedessero, esiste una definizione? In realtà più di uno studioso ha dato la sua, ad esempio

K. Lorenz definisce “apprendimento” ogni modificazione adattativa del comportamento.

Ma troverete altre definizioni. Il concetto però resta lo stesso, ovvero, dopo una data esperienza il soggetto acquisisce conoscenze che modificano in modo definitivo la struttura del suo cervello e di conseguenza il suo comportamento in determinati frangenti. Questo è sempre vero, escludendo i casi in cui tale modifica sia momentanea ed attribuibile a stanchezza malattia e quant’altro.

I comportamenti che ogni essere mette in atto, nei determinati momenti della sua vita, sono sempre un miscuglio fra ciò che contiene il suo DNA e le esperienze fatte durante la vita, in particolar modo sono importanti quelle fatte nella prima parte della vita, nel periodo evolutivo, anche se comunque durante tutta l’esistenza noi apprendiamo e mutiamo continuamente. Le esperienze fatte, possono chiaramente avere un effetto diverso sul soggetto, a seconda della genetica di chi le compie e/o a seconda delle esperienze stesse già fatte in precedenza da quel soggetto. Sostanzialmente, infatti, tutti gli esseri viventi crescendo apprendono, chi più chi meno, un certo numero di nozioni per districarsi nel mondo in cui vivranno. Siamo quindi tutti più o meno adattabili all’ambiente in cui ci troveremo a vivere, per questo più gli esseri sono complessi e superiori come capacità cognitive, più nascono immaturi, proprio per acquisire le conoscenze per poter vivere e riprodursi nell’ambiente nativo. Ovviamente …quello che impara una mosca e quello che impara un umano differisce di molto, ma dicono che anche le piante siano in grado di apprendere.

Poter apprendere, è indubbiamente un vantaggio, se noi tutte le mattine ci svegliassimo, e non ricordassimo più nulla delle esperienze fatte, sarebbe un problema. Provate a pensarci un attimo! Invece facciamo tesoro di tutto, anche in modo inconsapevole, del resto l’apprendimento comincia addirittura già dentro al ventre materno.

Torniamo ora un attimo a parlare di “madre natura”, e della dura selezione che opera sugli esseri viventi, facendo “vincere” i più idonei a sopravvivere in un certo ambiente, e viceversa. Ecco, poter apprendere è come già detto un vantaggio, per questo bene o male tutti gli esseri apprendono, perché poter prevedere il futuro da certi “segni” è … un vantaggio che ha fatto accedere alla riproduzinone chi lo possedeva, ! E presto vedremo il perché.

Innanzitutto il comportamento degli esseri viventi è in parte istintivo. Oggi si preferisce dire che vi sono dei comportamenti specie-specifici, o ad alto determinismo genetico, ma sempre quello è, ovvero, esistono degli stimoli, che sono in grado di “elicitare” determinati comportamenti in un essere di una certa specie, dove:

Elicitare, è il termine appropriato e dedicato, che si usa quando si parla del fatto che uno stimolo suscita un comportamento, comportamento che non ha bisogno di essere appreso, ma che è innato nel soggetto di una certa specie, ad esempio, la vista di una lepre che corre “elicita” il predatorio nel cane, ma non in una gallina.

Lo Stimolo invece si definisce come quel qualcosa che cambia nell’ambiente e che può attirare la nostra attenzione, un rumore, una luce, un profumo, il vento ecc ecc ecc.

Ogni specie ha degli stimoli che sono rilevanti per la stessa, ed altri che invece sono irrilevanti.

I comportamenti elicitati da stimoli chiave per la specie, sono solo “aggiustabili” con l’esperienza, sono schemi che la natura stessa ha plasmato con la selezione. Sono atteggiamenti che si innescano al presentarsi dello stimolo, a volte con altre eventuali discriminanti, ad esempio in un certo periodo ormonale, o solo con anche altri stimoli presenti ecc, e questi comportamenti vengono messi in atto perché sono legati al circuito della gratificazione, ovvero il mettere in atto gli stessi comportamenti provoca il rilascio di sostanze che gratificano il soggetto, che quindi non si comporta in quel modo perché per lui ha una logica farlo solo dopo aver acquisito conoscenze, ma nel caso di stimoli primari invece (altro sinonimo per indicare uno stimolo chiave o specie-specifico) il soggetto mette in atto un comportamento perché “sente che deve farlo”, e compiere quell’atto lo appaga. Insomma, penso che anche il concetto di istinto un po’ lo conosciamo tutti.

Ad esempio nei predatori, lo stesso predatorio è innescato da stimoli chiave anche senza necessità di nutrirsi, e in questo articolo ne abbiamo parlato in modo approfondito.

Chiaramente la natura, con la sua dura selezione, avrà favorito quei soggetti che mettevano in atto il comportamento più adatto in una certa situazione, facendo in modo di portare avanti la genetica in cui “vi sia scritto” che a quello stimolo si risponde con quel comportamento, e… ahime viceversa per chi invece non metteva in atto il comportamento più appropriato. Insomma, la natura seleziona gli schemi comportamentali esattamente con lo stesso meccanismo con cui seleziona le caratteristiche morfologiche di una specie. Sopravvive ed accede alla riproduzione il più adatto all’ambiente in cui si trova a passare la sua esistenza, e di conseguenza sarà molto probabilmente questo individuo, e non uno meno adatto, a trasmettere alla prole il suo DNA, generando individui con alta probabilità di avere le stesse caratteristiche.

Bene, degli stimoli che non hanno senso per la specie?

Beh, non hanno significato, ma chiaramente possono acquisirlo, del resto in qualche modo gli esseri viventi cercano di categorizzare tutto ciò con cui vengono in contatto, attribuendovi comunque un significato.

APPRENDIMENTO NON ASSOCIATIVO

Ora usciamo dal comportamento istintivo e cominciamo a parlare dell’apprendimento vero e proprio. Quando un soggetto è esposto a uno stimolo, che non sia specie specifico, ma non vi attribuisce un significato a lui utile, allora si parla di apprendimento non associativo, in poche parole, in questo caso quello stimolo può finire in due “scomparti”, o in quello dei “rumori di fondo”, quelle cose che ci sono, ma non ci facciamo più caso, e in questo caso parliamo di assuefazione, o quello degli stimoli che invece mettono preoccupazione e ansia e parliamo di sensibilizzazione.

Assuefazione: uno stimolo “inutile” o meglio non significativo per una specie, ma magari uno stimolo forte, può anche inizialmente far sobbalzare il soggetto che/se non se lo aspetta, ma presto al ripetersi occasionale dello stesso, si renderà conto che non succede nulla, e si “abituerà” allo stimolo non notandolo nemmeno più. Ad esempio se io abito vicino all’aeroporto, le prime volte prendo paura al decollo dei velivoli, ma poi non ci faccio più caso. Questo processo però è molto stimolo-specifico, il che significa che se lo stimolo varia un po, o se varia il contesto in cui questo si presenta, si ha di nuovo la risposta iniziale, o comunque una risposta simile a quella iniziale, tutta via poi si arriverà prima, di nuovo, all’assuefazione. Comunque sia, il processo di generalizzazione di questo stimolo è faticoso.

sensibilizzazione: Al contrario con la sensibilizzazione il soggetto dà una risposta fin esagerata a certi stimoli, risposta che nel tempo può anche aumentare di intensità, ed è anche facile, al contrario della assuefazione, che si arrivi a generalizzare a stimoli simili ma non uguali, anche in posti differenti. Addirittura si arriva ad avere la risposta negativa allo stimolo ancora prima che si presenti, anticipando lo stimolo stesso con altri che solitamente lo precedono, ad esempio un cane che ha paura del temporale, all’alzarsi del vento e/o al vedere il cielo oscurarsi comincia già ad andare nel panico prima ancora di sentire un tuono.

APPRENDIMENTO ASSOCIATIVO

Ma veniamo allora a spiegare cosa succede, se invece uno stimolo viene associato a qualcosa di utile. Quello che maggiormente ci serve e interessa capire, per “insegnare le cose al cane”.

Condizionamento classico

Tutti avrete sentito parlare di Pavlov, bene, lui era uno studioso che stava compiendo tutt’altro che esperimenti sull’etologia della specie, ma bensì si stava occupando di studi sulla digestione del cane, e per farlo raccoglieva la saliva da soggetti a cui era stata praticata una fistola nella guancia, in modo da poter prelevare direttamente la saliva “pulita”, e non contaminata dal cibo. Per provocare la salivazione presentavano semplicemente loro il pasto, e i cani si preparavano a mangiarlo e digerirlo salivando. Ecco, si accorsero che dopo un po’ di tempo, i cani cominciavano a sbavare prima ancora della vista/arrivo del pasto, ovvero ad esempio cominciavano a sbavare al suono della campanella che precedeva la distribuzione delle ciotole. I cani avevano appreso che il cibo arrivava sempre poco dopo aver udito quel suono. E questo inconsapevolmente, non ragionandoci su. Ecco, in questo caso si ha un condizionamento classico.

Insomma, il condizionamento classico o appunto Pavloviano fra uno stimolo chiave per la specie e uno stimolo non specie-specifico, si ha quando al presentarsi del relativo stimolo NON specie specifico, si ottiene una risposta simile a quella che si ha in presenza dello stimolo specie-specifico a cui lo stimolo neutro è stato condizionato. La risposta simile, viene detta risposta condizionata. La risposta elicitata dallo stimolo naturale si dice invece comportamento riflesso. Del resto non è che pensiamo, adesso mi viene l’acquolina, è una cosa che consciamente non si può controllare.

E attenzione che, ripeto, questo meccanismo di apprendimento cel’abbiamo anche noi, che lo sfruttiamo per addestrare i cani, tutti gli esseri viventi imparano in questo modo, ed è assolutamente un vantaggio, perché ci da una previsione di cosa sta per accadere, in base a certi segnali nell’ambiente, e ovviamente sapendolo in anticipo abbiamo il tempo di preparaci ad affrontare la situazione, qualsiasi sia la situazione in questione!

L’argomento sarebbe molto più vasto ma chiaramente, non possiamo dilungarci più di tanto. Ma adesso scommetto che penserete al clicker, e al “caricarlo” per poterlo usare in addestramento. Esattamente! Il clicker non è altro che uno stimolo rumoroso condizionato ad uno stimolo naturale! Di solito cibo, ma non necessariamente.

Una paio di cosette ancora però vale la pena dirle:

1. Assuefazione e inibizione latente: se per caso uno stimolo è precedentemente finito nel contenitore “rumori di fondo” sarà veramente difficile poterlo condizionare successivamente ad uno stimolo significativo!
2. Se il presentarsi dello stimolo condizionato non è più seguito, per un lungo periodo di tempo o numero di ripetizioni, dallo stimolo primario a cui era condizionato, si va in contro alla estinzione del condizionamento.
3. recupero spontaneo. Prendiamo lo stimolo estinto o addirittura contro-condizioniamolo con un altro stimolo, ad esempio contro-condizionato per “correggere” la risposta aggressiva di un soggetto in presenza di certe situazioni, bene, se per un certo periodo abbastanza lungo di tempo lo stimolo nuovo a cui ho condizionato il soggetto, non viene più presentato, o dopo tanto tempo si ripresenta uno stimolo condizionato e poi estinto per mancanza di associazione per molte ripetizioni allo stimolo naturale, alla sua ri-presentazione si verifica la vecchia risposta, e in questo caso si parla di recupero spontaneo.
   Questo avviene perché, come già detto, l’apprendimento provoca una vera e propria modifica nel cervello di un individuo, e quindi volente o nolente resta traccia comunque di ciò che è stato appreso in precedenza.

Condizionamento operante

Legge dell’effetto: Anche se il condizionamento operante lo associamo sempre a Skinner, il primo a definire la legge dell’effetto fu Thorndike nel 1911.

I comportamenti che sono seguiti da una soddisfazione saranno più stabilmente collegati a quella situazione cosicchè avranno più probabilità di essere emessi quando quella particolare situazione si ripresenterà.

Thorndike lo chiamava anche Apprendimento per prove ed errori.

Insomma, è la legge dell’azione-reazione. Un soggetto mette in atto un comportamento, in una data situazione e magari in presenza o meno di un altro stimolo, questa azione provoca una conseguenza. Se la conseguenza è vantaggiosa, piacevole, allora il soggetto aumenterà la frequenza di emissione di quel comportamento, e viceversa, chiaramente.

Esempio, se il cane annusa una candela si scotta, tenderà ad evitare di farlo di nuovo!
Se io scuoto l’albero di mele e ne cade una, cosicchè posso mangiarla, poi proverò a scuoterlo di nuovo.

L’addestramento del cane alla fine si bassa tutto su questo, cerchiamo di suscitare dei comportamenti, magari presentando anche stimoli chiave, o condizionati, o aspettiamo comunque che vengano emessi, e poi premiamo quelli desiderati per far si che il soggetto ne aumenti la frequenza di emissione … e ovviamente viceversa per quelli indesiderati.

Poi ci toccherà tornare su questo discorso per problemi di etica.

Quindi:

rinforzo: è quella qualsiasi cosa che, seguendo un comportamento emesso dal soggetto, ne aumenta la frequenza e la intensità dell’emissione.

Punizione: è quella qualsiasi cosa che, seguendo un comportamento emesso dal soggetto, tende a fare estinguere o comunque calare la frequenza e la intensità della emissione del comportamento stesso.

Dopodichè avrete sentito dire spesso rinforzo positivo, rinforzo negativo, punizone positiva e punizione negativa.

Bene, questo argomento è facile … quanto è facile confondersi. Spesso infatti si attribuisce un valore morale alle parole positivo e negativo, mentre si tratta proprio semplicemente di segno + e segno -, si quelli della matematica, dove positivo significa aggiungere, e negativo togliere.

Quindi:
rinforzo positivo: per aumentare la frequenza di emissione di un comportamento premio l’emissione dello stesso somministrando qualcosa di gradevole al soggetto, esempio il cane mi fa il seduto e io gli do un premietto. Questo è il classico metodo più etico che si utilizza per addestrare un cane!
Notare che, posso rinforzare il soggetto con un rinforzo secondario, ovvero uno stimolo condizionato, per questo il clicker funziona.

Quindi ovviamente un rinforzo primario è qualcosa che abbia significato in modo innato per la specie, quello secondario è qualcosa che ha acquisito un significato per il soggetto in seguito durante la sua vita.

rinforzo negativo: per aumentare la frequenza di emissione di un comportamento alleggerisco il soggetto di qualcosa di fastidioso togliendoglielo, ad esempio nella mia auto, finché non metto la cintura, suona un allarme MOLTO FASTIDIOSO, appena metto la cintura l’allarme, ahhh… finalmente cessa. In questa maniera l’auto mi rinforza l’azione di mettermi la cintura.

Attenzione, che non è il massimo dell’etica, però, provocare di proposito un fastidio/dolore al cane e rinforzare una sua conseguente azione togliendoglielo, per cui, a meno che ad esempio non rinforziamo il fatto che il cane venga da noi se si fa male, questo metodo non è proprio ben visto nell’addestramento moderno.

punizione positiva: come è molto intuibile, se io voglio estinguere un comportamento indesiderato, somministro qualcosa di doloroso/fastidioso al soggetto. Ad esempio, il cane mi ruba la cena dal tavolo e io gli assesto una pedata. Beh ecco qui diciamo, che si parla in genere di “stop” che dà anche la mamma, ma diciamo che ecco, magari non è il massimo, e ci sono anche altri modi/programmi da poter utilizzare per cercare di estinguere un comportamento da noi indesiderato, E che magari per il cane non è peraltro nulla di male per la sua etologia. Ad esempio un metodo è quello di proporre un comportamento alternativo o addirittura incompatibile con quello che verrebbe emesso in quel caso, e rinforzare quello! (DRI E DRO)

punizione negativa: Ho un altro modo per estinguere in un soggetto un comportamento indesiderato, ed è quello di levargli qualcosa che lui gradisce. Ad esempio quando si educa un cane, se gli si vuole insegnare a non saltare addosso per fare le feste, semplicemente quando ci assale per la gioia saltandoci addosso, noi ci giriamo, ed eventualmente ce ne andiamo proprio, levandogli l’oggetto dell’interesse cioè noi stessi. Negativa, perché appunto TOLGO, ma in realtà questo è un metodo “gentile”.

E’ utile sapere che Rooney & Coan nel 2011 hanno dimostrato, che l’apprendimento è più efficace e duraturo se il soggetto non è sottoposto a stress, dolore e fastidio ma invece si trova in condizioni di agio mentre apprende. Per cui non è solo per benevolenza verso i nostri cani, che è meglio non usare punizione positiva e rinforzo negativo, quantomeno in certi frangenti.

Per ciò, ricapitolando, si suggerisce come punizione la punizione negativa, e come rinforzo, il rinforzo positivo per premiare un’azione. Le altre due alternative di rinforzo e punizione molti le trovano non etiche, e si è dimostrato che sono anche meno efficaci.

In foto la classica skinner box con il topolino che apprende che premendo la leva viene somministrato cibo. La somministrazione del cibo rinforza l’azione di premere la leva. Se pero poi premendo la leva, il cibo non esce più per un bel po di volte, prima o poi il topo si stanca di premerla e il comportamento tenderà a calare di intensità fino ad estinguersi. In questa foto notiamo anche la presenza di uno stimolo discriminante, come evoluzione della scatola semplice con solo la leva. Quando la luce è accesa la leva funziona, quando è spenta no. Il ratto impara che solo quando la luce è accesa ha senso andare a premere la leva per ottenere cibo.

Ora, il discorso dell’apprendimento operante e veramente vastissimo, dovremmo parlare dei piani di rinforzo, sviluppare meglio i vari argomenti, ma già mi dicono che scrivo troppo, per cui lascio a voi la facoltà di chiedere o cercare approfondimenti sulle tematiche trattate nell’articolo.

Vorrei però trattare velocemente anche dell’apprendimento sociale.

apprendimento sociale

La parte di apprendimento che manca ci per finire, è la parte di apprendimento sociale, che ovviamente è prerogativa di specie come la nostra, come ad esempio anche dei primati o dei cani, che sono animali sociali, e che quindi hanno anche appunto una socialità.

I soggetti di un gruppo sociale hanno innanzitutto una propria cultura, magari diversa da quella di altri gruppi benchè geneticamente uguali, per cui la madre e/o gli altri membri del gruppo insegneranno ai piccoli in fase evolutiva, sia volontariamente, sia facendo da involontario esempio, quello che loro stessi hanno appreso.

C’è però molta confusione riuguardo l’argomento, e non vi è una sola interpretazione del fenomeno dell’apprendimento sociale, fenomeno per cui, apprendiamo delle cose tramite la vita condivisa con gli altri membri del gruppo, inoltre è chiaro che è un tipo di apprendimento che ha più efficacia fra conspecifici di conseguenza nell’addestramento/educazione di un cane è relativamente inutile conoscerne i meccanismi in modo capillare, se non per il fatto che a volte fa comodo che il cane giovane apprenda le cose che abbiamo già insegnato al grande, ma è un ‘arma a doppio taglio, in quanto impara anche i comportamenti che non ci piacciono e/o non siamo riusciti a correggere. E comunque è sempre bene cercare di avere un forte legame con il nuovo cucciolo, condividere con lui momenti in coppia, e non relegare tutto alla responsabilità dell’adulto.

Alcuni meccanismi dell’apprendimento sociale sono:

Incentivazione sociale: ovvero un soggetto mette solo in atto comportamenti specie-specifici (senza bisogno di apprenderli quindi) se e quando influenzato dal gruppo.

Apprendimento sociale: ovvero un soggetto mette in atto comportamenti in questo caso appresi se e quando influenzato dal gruppo.

Facilitazione sociale: la presenza di altri membri del gruppo può rendere più o meno accessibili alcune risposte comportamentali del soggetto, con l’effetto che appare intuitivo di aumento/calo delle stesse risposte.

Facilitazione della risposta: un soggetto osserva e decodifica un comportamento in un altro soggetto e eventualmente seleziona e riproduce una risposta già facente parte del repertorio dell’animale stesso.

Potenziamento dello stimolo/rinforzo locale : Se qualche membro del gruppo si interessa a una cosa, o a una posizione/luogo, si può notare un interesse anche da parte di altri membri. Chiaramente questo fenomeno porta i soggetti ad interagire/interessarsi a cose a cui lo sono già gli altri, magari a modo loro, ma è anche intuibile che genetica simile facilmente scatena comportamenti simili in situazioni simili.

Emulazione dello scopo: si ha quando il soggetto imita lo scopo da raggiungere, ma non necessariamente il modo per raggiungerlo.

Contagio: E un meccanismo incondizionato in cui l’azione istintiva di un soggetto del gruppo stimola l’emissione anche da parte degli altri soggetti. Es ululato, sbadiglio ecc.

Imitazione Razionale: imitazione di una azione ma usando altri mezzi/metodi. ad esempio, io vedo che il mio amico accende la luce con la mano, ma io ho i libri in mano e non posso, ed uso un ginocchio. NB questo vale per l’uomo perché nel cane si dice imitazione selettiva in quanto molti non ammettono l’idea che un cane sia realmente in grado di “imitare”, ma di fatto è la stessa cosa e anche il cane lo fa!

Al contraio parliamo di mimicking quando un soggetto imita una azione, ma non ne comprende l’utilità.

Il cane è o non è in grado di imitare?

già e difficile definire l’imitazione, perchè abbiamo visto ari fenomieni per cui si ottiene un comportamento per meccanismi che proprio “imitazione” non sono. Ma allora cos’è imitare?

Whiten & Ham hanno stabilito che: “l’imitazione è l’apprendimento di alcune parti di un comportamento mediante l’osservazione di un altro animale”, ma abbiamo appena visto che non necessariamente, i comportamenti scaturiti dall’osservazione sono veramente imitazione.

Zentall nel 2004 ha allora proposto questa definizione:
“L’imitazione è la forma di apprendimento che può essere presa in considerazione quando sono stati esclusi tutti gli altri meccanismi che potrebbero contribuire a elevare le probabilità di comportamenti simili:
– Facilitazione della risposta
– Contagio
– Potenziamento dello stimolo e rinforzo locale

tuttavia recenti studi hanno dedotto che si, il cane, è capace di una certa astrazione e capacità di “mettersi nei panni degli altri“, e quindi anche di imitare! Esattamente come anche noi non impariamo tutto in modo sociale imitando, ma anche con gli altri meccanismi descritti sopra propri di un grupo sociale.