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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/2680

Title: Processing regularities without language
Other Titles: Elaborare regolarità senza il linguaggio
Authors: Versace, Elisabetta
Supervisor/Tutor: Vallortigara, Giorgio
Co-supervisor: Hauser, Marc
Issue Date: 18-Apr-2008
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: Natural environments contain different regularities: from the daylight/darkness cycle to the use of alarm calls to signal the presence of predators. Different species can hence find advantage of extracting regularities to adapt their behaviour to the physical and social environment. In this thesis I investigate the capabilities of different species to process visual and acoustic regularities. The experiments presented here are structured around the distinction between different types of regularities that can work as predictors – repetitions of the same event, item-based regularities, and abstract regularities – and correspondent computational capabilities. As a general working hypothesis, I have investigated whether the processing of abstract regularities requires the capability to extract item-based regularities and whether the processing of item-based regularities requires the capability to extract repetitions of the same events, in a hierarchical organization. Another line of research concerns the processing of positional regularities. These patterns refer to the specific locations of the stimuli, for instance the edges of a string, or the relative position of the tokens that compose a string. In the first study I used a new paradigm in which subjects, cotton-top tamarins, faced the problem of avoid auditory masking in the production of contact calls during intermittent background noise. In order to vocalize during silent intervals, tamarins could use information conveyed by repeated stimuli that functioned as valuable predictors of silent intervals. The results show that all subjects mastered the repetition of simple acoustical cues: tamarins extracted predictive acoustic cues from an intermittently noisy environment and used this information to time vocal output and avoid masking. Using visual configurations, I also studied the computational capabilities of these monkeys to process item-based and abstract regularities in the visual domain. Tamarins were first trained to discriminate between patterns consistent and inconsistent with either an item-base regularity – A(X)^n B – or an abstract regularity – Ai(X^nAi. In the subsequent test phase, they had to distinguish between new stimuli consistent or inconsistent with the target rule. The results are consistent with a hierarchical organization of computational capabilities: while tamarins promptly mastered the item-based pattern, they were able to generalize only partially to new stimuli consistent with the abstract regularity. Hence, although this thesis does not completely answer the empirical question about the hierarchical organization of regularity processing, it brings relevant data to the debate. The second line of research investigates regularity processing using using the interspecific comparison. Using the habituation-discrimination method with chimpanzees and an analogous method with human beings, I compared the strategies used in these species to encode positional information in acoustic sequences. Results suggest that both chimpanzees and humans, irrespective of the possession of language, have a bias in favour of the elements located at the edges of acoustical strings. In choosing the methods to study cotton-top tamarins, chimpanzees, and human beings, I have used different paradigms and modalities of presentation of the stimuli that take into consideration species-specificities (constraints and specializations). I have also paid close attention in designing experiments that can be used to study either positional regularities, repetitions of the same stimuli, item-based, and abstract regularities, while leaving the possibility to extend the study of the hierarchical organization of computational capabilities open.
Nell'ambiente troviamo svariate regolarità: dal ciclo giorno/notte all'uso di segnali d'allarme in presenza di predatori. Le diverse specie possono dunque trovare vantaggio dall'estrazione di regolarità che permettano di adattare il proprio comportamento all'ambiente fisico e naturale. In questa tesi studio le capacità di diverse specie nell'elaborare regolarità visive ed uditive. Gli esperimenti presentati sono costruiti intorno alla distinzione tra diversi tipi di regolarità che possono essere usate come predittori - ripetizioni degli stessi eventi, regolarità item-based e astratte - e alle corrispondenti capacità computazionali. Come ipotesi di lavoro generale ho indagato la presenza di una organizzazione gerarchica delle capacità computazionale secondo cui l'elaborazione di regolarità astratte richieda la capacità di estrarre regolarità item-based e l'elaborazione di regolarità item-based richieda a sua volta la capacità di estrarre ripetizioni degli stessi eventi. Un'altra linea di ricerca riguarda l'elaborazione di regolarità posizionali. Questi pattern fanno riferimento alle specifiche posizioni degli stimoli, per esempio gli estremi di una sequenza, o la posizione relativa degli elementi che compongono una sequenza. Nella prima ricerca ho impiegato un nuovo paradigma in cui i soggetti,tamarini posti in un ambiente con rumore di fondo, dovevano evitare il mascheramento acustico mentre producevano contact calls. Per produrre questi vocalizzi durante i periodi di silenzio, i tamarini potevano usare l'informazione trasmessa da stimoli ripetuti che fungevano da affidabili predittori della presenza di periodi di silenzio. I risultati mostrano che tutti i soggetti hanno padroneggiato la ripetizione di semplici segnali acustici: i tamarini hanno estratto i predittori dall'ambiente e hanno usato questa informazione per regolare la produzione dei loro richiami ed evitare così il mascheramento. Attraverso l'uso di configurazioni visive ho anche studiato le capacità computazionali di queste scimmie nell'elaborazione di regolarità item-based e astratte nel dominio visivo. I tamarini sono stati prima addestrati a discriminare tra pattern che corrispondevano o meno ad una regolarità item-based – A(X)^n B – o ad una regolarità astratta – Ai(X)^n Ai. Nella seguente fase di test dovevano discriminare tra nuovi stimoli corrispondenti o meno con la regola di riferimento. I risultati confermano l'ipotesi dell'organizzazione gerarchica delle capacità computazionali: mentre i tamarini hanno immediatamente avuto successo con la regola item-based, essi sono stati in grado di generalizzare solo parzialmente a nuovi stimoli corrispondenti con la regola astratta. Dunque, sebbene questa tesi non risponda completamente alla questione empirica sulla organizzazione gerarchica dell'elaborazione di regolarità, essa mette tuttavia in luce dati empirici rilevanti per questo dibattito. La seconda linea di ricerca indaga l'elaborazione di regolarità usando il confronto interspecifico. Usando il metodo di abituazione-discriminazione con gli scimpanzè e un metodo analogo con gli esseri umani, ho confrontato le strategie usate da queste specie per codificare l'informazione posizionale in sequenze acustiche. I risultati suggeriscono che sia gli scimpanzè che gli esseri umani, indipendentemente dal possesso del linguaggio, hanno un bias in favore degli elementi posizionati agli estremi di sequenze acustiche. Nella scelta dei metodi usati per studiare tamarini, scimpanzè ed esseri umani, ho usato diversi paradigmi e modalità di presentazione degli stimoli che tengono conto delle specie-specificità (vincoli e specializzazioni). Ho anche prestato attenzione a disegnare esperimenti che possano essere usati per studiare sia regolarità posizionali, ripetizioni degli stessi stimoli, e regolarità item-based e astratte, in modo da lasciare aperta la possibilità di estendere lo studio dell'organizzazione gerarchica delle capacità computazionali.
PhD cycle: XX Ciclo
PhD programme: PSICOLOGIA
Description: 2006/2007
Keywords: language, linguaggio, psicologia animale, animal psychology, comparative psychology, psicologia comparata, regularities, regolarità, computational capabilities, capacità computazionali, acoustic regularities, visual regularities, regolarità acustiche, regolarità visive, cotton-top tamarins, tamarini, chimpanzees, scimpanzè, primates, primati
Main language of document: en
Type: Tesi di dottorato
Doctoral Thesis
Scientific-educational field: M-PSI/02 PSICOBIOLOGIA E PSICOLOGIA FISIOLOGICA
NBN: urn:nbn:it:units-7236
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