Treino de repertório sucessivo ou misto sobre a resolução de problema em Rattus norvegicus

Successive or mixed repertory training on the problem solving in Rattus norvegicus

Este trabalho está sob uma Licença Internacional Creative Commons Atribuição-NãoComercial-Compartilhamento Pela Mesma Licença.

Epstein, Kirshnit, Lanza e Rubin (1984) desenvolveram um procedimento empírico de teste de recombinação de repertórios conhecido hoje como teste de deslocamento de caixa (Cook & Fowler, 2014). No experimento, os pombos tiveram dois repertórios treinados de maneira alternada (em sessões distintas): 1) empurrar a caixa de maneira direcionada a um alvo verde (green spot), e 2) subir e bicar uma banana de plástico. O treino de empurrar direcionado consistiu no reforçamento de respostas de empurrar a caixa na direção do alvo verde. Respostas de empurrar na ausência do alvo não foram reforçadas. O treino de “subir e bicar” foi realizado com uma caixa de papelão fixa ao piso da câmara experimental. Na ausência da “banana” e presença do alvo o pombo deveria empurrar a caixa. Na presença da .banana. e ausência do alvo o pombo deveria subir e bicar. Os pombos passaram por uma sessão na qual a presença da “banana” e ausência da caixa, as respostas de pular e voar na direção da “banana” não foram reforçadas (extinção de respostas de força bruta).

A situação problema, o teste de deslocamento de caixa, consistia na seguinte configuração: a) “banana” fora do alcance b) caixa no lado oposto a posição da “banana”. A resolução do problema ocorria caso o pombo empurrasse a caixa na direção da “banana”, subisse na caixa e bicasse a “banana”. Os sujeitos que receberam apenas uma parte do treino não conseguiram resolver o problema (dois sujeitos foram treinados apenas em “bicar”, mas não subir; dois sujeitos foram treinados em “subir e bicar”, mas não em “empurrar”; dois sujeitos foram treinados em “subir e bicar” e “empurrar”, mas não em “empurrar direcionado”). Todos os sujeitos que receberam o treino dos dois repertórios resolveram o problema, indicando assim que o treino de habilidades pré-requisito é fundamental para ocorrência da resolução.

Ainda com pombos, alguns estudos replicaram a recombinação de dois repertórios, com adição de testes adicionais (Cook & Fowler, 2014; Neves Filho, 2015), e também observaram a recombinação de três (Epstein, 1985; Luciano, 1991) e quatro repertórios (Epstein, 1987). A recombinação de repertórios, como descrita por Epstein (1985) foi também observada em macacos-prego (Neves Filho, Carvalho Neto, Barros, & Costa, 2014; Neves Filho, Carvalho Neto, Taytelbaum, Malheiros, Knaus, 2016) corvos da Nova Caledônia (Neves Filho, 2015; Taylor, Elliffe, Hunt, & Gray, 2010) e humanos (Sturz, Bodily & Katz, 2010). Apesar dos diversos trabalhos experimentais com pombos, e a observação do fenômeno em diferentes espécies, em diferentes problemas, trabalhos que utilizaram ratos (Rattus norvegicus) como sujeitos em uma situação experimental similar ao teste de deslocamento de caixa de Epstein et al. (1984) tem chamado a atenção da área, devido a apresentaram em sua maioria, diversos dados negativos (Leonardi, Andery & Rossger, 2011; Neves Filho, 2016).

Delage (2006), por exemplo, treinou dois repertórios sucessivamente: a) subir na caixa e puxar uma argola b) empurrar direcionado a um alvo. Para o primeiro sujeito, o repertório de subir e puxar foi treinado separadamente em duas respostas: puxar a argola (acessível) e subir na caixa fixada no piso e erguer-se. Para o segundo sujeito houve treino de “puxar a argola” e treino de “subir na caixa e puxar a argola”. No teste, o primeiro sujeito apenas empurrou a caixa durante a sessão, mas não subiu e puxou. O outro sujeito empurrou direcionado à “banana”, subiu, mas não se ergueu e puxou a corrente. O primeiro sujeito passou por uma retomada de treino dos repertórios e então foi submetido novamente ao teste. Nessa nova sessão de teste, o sujeito emitiu respostas em direção à caixa e à corrente, porém somente passados 29 minutos de sessão, o rato empurrou a caixa para baixo da corrente, olhou para a corrente, subiu e puxou. Porém, em outras tentativas o rato não executou as respostas necessárias para a resolução. O autor concluiu que a caixa foi empurrada para baixo da corrente ao acaso, configurando uma situação discriminativa para a ocorrência do “subir e puxar a corrente”.

Em outro estudo, Tobias (2006), que teve por objetivo ser uma replicação sistemática de Epstein (1985), foram utilizados três ratos como sujeitos experimentais (S1, S2, S3). O S1 teve três repertórios treinados: “empurrar o cubo de maneira direcionada”, “subir no cubo e erguer-se” e “puxar a corrente”. O S2 foi treinado a: “empurrar o cubo de maneira não direcionada”, “subir e erguer-se no cubo” e “puxar a corrente”. O S3 foi treinado apenas a “subir no cubo e erguer-se” e “puxar a corrente”. O sujeito S1 emitiu os repertórios de maneira aleatória e conseguiu puxar a corrente. O sujeito S2, resolveu o problema duas vezes durante a sessão de teste, porém esse sujeito foi submetido a uma sessão adicional de “subir e puxar” antes do teste. O S3 não resolveu o problema.

Em um terceiro estudo (Ferreira, 2008), foi verificado se uma mudança da ordem dos repertórios treinados poderia influenciar no desempenho dos sujeitos durante o teste. Um sujeito aprendeu primeiro a subir em uma caixa e puxar um triângulo preso a uma corrente, que acionava um bebedouro, e depois a empurrar uma caixa na direção de uma luz. Outros dois sujeitos aprenderam o repertório de empurrar na direção da luz, e depois foram treinados a subir na caixa e puxar o triângulo. Os sujeitos que passaram pela segunda ordem de treino precisaram de um menor número de sessões para estabelecer os repertórios. Os resultados mostraram que o sujeito que aprendeu primeiro a “subir e puxar” e depois a “empurrar direcionado” (treino mais longo) resolveu o problema de forma súbita, contínua e direcionada. Um dos dois sujeitos que passou pela ordem de treino “empurrar direcionado” e depois “subir e puxar” resolveu o problema, mas houve um intervalo de dois minutos entre a resposta de empurrar na direção do triângulo e subir e puxar. O outro sujeito não resolveu o problema. Nesse experimento, o sujeito que resolveu o problema de maneira fluida havia sido submetido por um maior número de sessões de treino em comparação com os demais sujeitos. Esse dado sugere que a resolução de problemas pode ser proporcional ao nível de proficiência dos sujeitos quanto às habilidades pré-requisito.

Nos trabalhos realizados com ratos até então, o sujeito emitia a resposta de subir e puxar em relação a um objeto (corrente, triângulo, etc) que não é o próprio estímulo reforçador, devido a isto, Leonardi (2012) teve o objetivo de implementar modificações nos procedimentos empregados em experimentos com ratos. O autor introduziu um bebedouro móvel na câmara experimental que era apresentado ao sujeito de forma contingente a resposta alvo, i.e. o sujeito não precisava deslocar-se para emitir a resposta consumatória. Dois ratos tiveram treino das habilidades de: 1) empurrar direcionado e 2) subir e erguer-se.

Na situação de teste nenhum sujeito resolveu o problema. O sujeito 1 empurrou na direção do bebedouro, subiu e ergueu-se em direção ao bebedouro, mas não estava a uma distância suficiente para produzir o acionamento do bebedouro. O sujeito 2 emitiu respostas de empurrar em direção ao bebedouro até a posição adequada para subir e beber, mas apenas subiu no cubo erguendo-se em direções contrárias ao bebedouro, não emitindo a resposta de beber. Possivelmente, o deslocamento do bebedouro até o sujeito, contingente às respostas alvo durante os treinos comprometeu a emissão de resposta consumatória ao final da cadeia do que deveria ser a resolução do problema.

Além disso, um aspecto importante salientado no estudo de Leonardi (2012) é a topografia da resposta de empurrar o cubo apresentada pelos sujeitos. Um dos sujeitos empurrava o cubo com as patas, produzia um deslocamento maior do cubo em comparação ao deslocamento produzido pelo sujeito que empurrava com o focinho, o que aparentemente facilitou o desempenho de deslocamento do cubo.

Dicezare (2017) treinou dois ratos nas habilidades de “empurrar o cubo” e “subir no cubo e subir em uma plataforma”. Foram utilizados pedaços de cereal como estímulo reforçador. Na fase de teste de Insight, o cubo ficou posicionado no lado oposto à plataforma, de forma que a resolução consistiu em empurrar o cubo na direção da plataforma, subir no cubo e depois na plataforma. Os sujeitos resolveram o problema na primeira tentativa (tempo de resolução de 20 segundos para o sujeito 1, e 8 segundos para o sujeito 2). Pontua-se aqui que, na situação de teste, a plataforma ficou posicionada no mesmo quadrante em que ficavam as divisórias utilizadas durante o treino de empurrar direcionado. Foi realizado um teste de generalização posterior ao teste de insight. Com o cubo no meio da câmara experimental, a plataforma ficou posicionada no lado oposto em que ficaram as divisórias durante o treino de empurrar. O objetivo desse teste foi verificar qual fator controlava a resposta de empurrar (a plataforma ou a posição). Os resultados mostraram que os sujeitos empurravam o cubo sob controle da posição e não da plataforma. Foi realizada então uma fase de re-treino das habilidades de “empurrar o cubo” e “subir no cubo e subir da plataforma”. Nessa fase, a plataforma e a divisória mudaram de posição diariamente. Em seguida, foi realizado o re-teste em que ambos os sujeitos apresentaram fluidez e continuidade na resolução da tarefa, o sujeito 1 na primeira tentativa e o sujeito 2 na segunda tentativa, atendendo assim aos critérios para recombinação de repertórios.

Os estudos experimentais com ratos descritos até aqui apontam alguns fatores importantes para a produção de resolução de problemas. O primeiro é o número de sessões de treino de habilidade, o comportamento de “empurrar direcionado” demora muito mais para ser treinado, se comparado ao comportamento de “subir no cubo e puxar” (Delage, 2006; Ferreira, 2008; Tobias, 2006). O segundo fator seria a ordem de treino, em que possivelmente a última resposta treinada chega na situação problema com maior probabilidade de ocorrência dado seu treino recente (Ferreira, 2008). Trabalhos realizados com macacos-prego em tarefas de “encaixar e pescar” evidenciaram esse fator (Neves Filho, Carvalho Neto et al. 2016). O terceiro seria a topografia da resposta que pode facilitar a execução dos repertórios e consequentemente a ocorrência da resolução (Leonardi, 2012). Além disso, após todos os dados negativos destes estudos, surgiram demonstrações de recombinação de repertórios em ratos em um procedimento alternativo, que treina e testa duas respostas que seriam mais ecologicamente relevantes para a espécie, cavar e escalar (Neves Filho, Stella, Dicezare, Mijares, 2015). Os autores e autoras destes estudos (Neves Filho et al. 2015; 2016b) com o procedimento de cavar e escalar sugerem que o procedimento de deslocamento de caixa seria um procedimento pouco adaptado para testar o fenômeno com ratos, na medida em que se trata de um procedimento primordialmente visual, e ratos albinos são conhecidos pela sua baixa acuidade visual (Prusky, Harker, Douglas, & Whishaw, 2002).

Entretanto, recentemente, Santos (2017) testou os efeitos das diferentes topografias da resposta sobre a resolução do teste de deslocamento de caixa com ratos, e obteve dados positivos. Seis ratos foram divididos conforme a condição experimental: quatro sujeitos foram treinados a empurrar o cubo utilizando as patas dianteiras e dois sujeitos foram treinados a empurrar o cubo utilizando o focinho. Todos os sujeitos resolveram o problema, apenas um dos sujeitos (que foi treinado a empurrar com as patas) emitiu, entre os dois repertórios, respostas que não faziam parte da resolução, não sendo considerada de forma fluida. Os resultados mostraram que ambas as topografias de resposta de empurrar possibilitaram a resolução do problema, porém a topografia de empurrar com as patas permitia melhor contato visual com a argola. No experimento de Santos (2017) foi observada uma diferença no número de respostas emitidas nas fases de treino de cada habilidade. Respostas de Subir e Puxar ocorreram sempre em maior número do que respostas de empurrar o cubo.

Considerando que os trabalhos experimentais descritos até aqui que utilizaram ratos como sujeitos em tarefas de deslocamento de caixa não atingiram resultados precisos, é possível observar uma inconclusão a respeito das variáveis de treino que são imprescindíveis para obtenção da resolução de problemas. A ordem de treino foi testada no estudo de Ferreira (2008), porém houve uma falta de controle com relação aos índices de aprendizado dos sujeitos. Esse mesmo fator parece ter sido relevante nos trabalhos de Delage (2006), Leonardi (2012) e Santos (2017). Em tarefas de “encaixar e pescar”, com macacos-prego, por exemplo, a quantidade de treino foi relevante para a obtenção de resolução de problemas (Neves Filho, Carvalho Neto et al. 2016). Na tarefa de “cavar e escalar” não houve diferença entre os resultados dos dois grupos (sucessivo e concomitante), porém esse tipo de tarefa oferece apenas uma opção de resposta no início do teste (cavar), dificultando assim o isolamento dessa variável (Neves Filho, 2015). Em relação a tarefa de deslocamento de caixa, torna-se necessário a elaboração de um estudo cujo índice de aprendizado dos repertórios seja semelhante, porém, a ordem de treino seja diferente.

O objetivo do presente estudo foi verificar os efeitos de duas ordens de treino (sucessiva e mista) sobre a resolução de problemas em uma tarefa de deslocamento de caixa, utilizando ratos como sujeitos experimentais. O trabalho de Santos (2017) mostrou que, com o treino adequado, é sim possível observar e estudar a recombinação de repertórios no teste de deslocamento de caixa com ratos, algo que até então se mostrava difícil (Neves Filho, 2016). O treino misto é uma tentativa de diminuir os efeitos da ordem em que os repertórios são treinados, durante a fase de teste, de modo a facilitar ainda mais a recombinação nesse procedimento. Adicionalmente, os dados obtidos podem ser comparados com dados de outros procedimentos, de modo a possibilitar que os mesmos conjuntos de variáveis de treino tenham seus efeitos comparados entre espécies e procedimentos distintos.

A tabela 1 mostra o número de sessões que cada sujeito foi submetido em cada fase experimental. Todos os sujeitos resolveram a tarefa final.

Tabela 1
Número de sessões realizadas em cada fase

Teste: desempenho geral

Todos os sujeitos resolveram o problema. O par TS emitiu a resposta final mais vezes (20 no total), enquanto que o par TM emitiu 10 respostas de resolução no total (Figura 6). Quanto a emissão de respostas pré-requisito sem ocorrência de resolução do problema, o par TS emitiu 56 respostas de “Empurrar o cubo” (A1, 31 respostas e A3, 25 respostas) e o par TM emitiu 73 respostas de “Empurrar o cubo” (A2, 37 respostas e A4, 36 respostas). Ocorreu ainda 45 respostas de “Erguer-se em direção à argola” emitidas pelo par TS (A1, 25 respostas e A3, 20 respostas), enquanto que o par TM emitiu 19 respostas (A2, 7 respostas e A4, 12 respostas).

Figura 6
Gráfico da frequência acumulada de respostas de resolução de problema de cada sujeito pelo tempo em minutos da sessão de teste

As respostas mais emitidas durante essa fase foram relacionadas ao cubo ou a argola (empurrar o cubo 129 respostas; subir no cubo: 68 respostas; erguer-se em direção a argola: 64). A figura 7 ilustra a resolução do problema pelo sujeito A1.

Figura 7
Resolução do problema (sujeito A1). A figura mostra o sujeito empurrando o cubo (A), posicionando-o embaixo da argola (B) e subindo e puxando a argola (C).

No presente estudo foram ensinados dois comportamentos separadamente: empurrar o cubo e subir e puxar uma argola. Os dados mostraram que o ensino desses repertórios favoreceu a ocorrência de resolução de problemas durante o teste, corroborando com Epstein et al. (1984). No presente estudo não foram utilizados grupos controle com o treino de somente um dos repertórios, na medida em que estudos anteriores já demonstraram que sem o treino completo de repertórios pré-requisito para uma tarefa, a recombinação não ocorre (para uma revisão, conferir Neves Filho, 2016). Entretanto, os dados aqui descritos mostram uma resolução eficiente no teste de deslocamento de caixa com ratos, resolução essa que até então se mostrava difícil, dado o número de dados negativos da área (Leonardi, Andery & Rossger, 2011; Neves Filho, 2016). Os critérios de aprendizagem alcançados pelos sujeitos durante os treinos de habilidades podem ter favorecido a recombinação dos repertórios durante o teste.

Os sujeitos do par que passou por treino misto foram capazes de resolver o problema tanto quanto o par TS, esse dado corrobora com Neves Filho et al. (2016b) e Ferreira (2008) no que diz respeito a não relevância da ordem de treino para ocorrência da resolução, com ratos, tanto no procedimento de cavar e escalar como no teste de deslocamento de caixa. Com relação a quantidade de treino, o par TS foi submetido a uma fase de treino de empurrar em que foi exigido um alto critério de aprendizagem, a qual o par TM não foi submetido, ainda assim ambos os pares apresentaram resolução de problemas, indicando que a quantidade de treino, nesse caso, não afetou a ocorrência de resolução, de igual modo como em Neves Filho et al. (2016a), com macacos-prego, e em Taylor, Elliffe, Hunt, & Gray, (2010) e Neves Filho (2015) que utilizaram corvos da Nova Caledônia em diferentes tarefas. Mais pesquisas sobre este efeito precisam ser realizadas, aparentemente o efeito da ordem de treino afeta algumas tarefas, enquanto outras não. Isto acontece possivelmente por demandas e estruturas distintas dessas tarefas, ou mesmo por diferença entre espécies estudadas.

A ocorrência da resolução de problema nas demais tentativas realizadas após a primeira emissão de recombinação de repertórios (Figura 6) garantiram que essa primeira emissão não ocorreu de maneira aleatória, ou seja, que o sujeito tenha posicionado ao acaso o cubo abaixo da argola. Além disso, garantiu também que a resolução de problema não tenha acontecido apenas em uma posição específica a qual teria mais probabilidade de ocorrência.

Os sujeitos do TS foram os que resolveram o problema no menor período de tempo, na primeira tentativa. Entretanto, entre a emissão da resposta de “empurrar o cubo direcionado a argola” e a resposta de “subir e puxar a argola” ocorreram respostas que não levavam a solução do problema (o A1 emitiu a primeira resposta, mas direcionou-se ao bebedouro antes de subir e puxar; o A2 emitiu a primeira resposta, subiu e tocou a argola, desceu do cubo, direcionou-se ao bebedouro para depois novamente subir e finalmente puxar a argola). O sujeito A4 (par treino misto) emitiu respostas desse tipo entre os repertórios treinados, no momento da resolução do problema que ocorreu durante a segunda tentativa.

Quanto ao par que recebeu treino misto de habilidades antes do teste, esse teve a maior média de emissão de respostas de empurrar o cubo (par TM: 36,5; par TS: 28, dados médios) durante o teste, porém, esse par também foi o que menos emitiu respostas de erguer-se em direção a argola por exemplo (par TM: 9,2; par TS: 22,5, dados médios). Pode-se afirmar que o cubo, em comparação com a argola, controla mais o comportamento dos sujeitos durante a fase de teste. Muito provavelmente isso se deve ao fato de que em nenhum momento durante o experimento uma resposta em direção a argola foi reforçada sem a presença do cubo abaixo da argola. Além disso, respostas de erguer-se em direção a argola não tendo como consequência o contato com a argola, pode ter produzido um efeito de extinção sobre essa resposta.

O número médio das sessões de modelagem de empurrar o cubo representou mais que metade do número médio do total de sessões do experimento. Sendo assim, a fase de modelagem de “empurrar” continuou ocupando grande parte do tempo de experimento, como já observado nos demais experimentos que envolveram tarefa de deslocamento de caixa com ratos (Neves Filho, 2016). Em trabalhos que utilizaram a tarefa de “cavar e escalar”, a duração do treino completo para os dois repertórios foi menor, durando entre sete e vinte dias (Neves Filho et al. 2015; 2016b).

O presente estudo, somado ao estudo de Santos (2017), apresentam resultados positivos com ratos em tarefas de deslocamento de caixa, ambos utilizaram o mesmo equipamento que produz um contraste visual entre os estímulos acessíveis ao sujeito (alvo, cubo e parede da câmara experimental). Isso pode ter favorecido que os sujeitos alcancem os índices adequados de aprendizado das habilidades para ocorrência da recombinação durante a fase de teste. Os dados do presente estudo, por exemplo, indicam um aumento no número de respostas direcionadas ao cubo e à argola durante a fase de teste (respostas pró-solução), em relação a fase de pré-teste, indicando que o responder dos sujeitos estava sob controle desses objetos.

A mudança de posição do alvo durante a fase de treino de empurrar foi uma medida tomada para garantir que a resposta de “empurrar direcionado” estivesse apta a ser emitida para qualquer lado da câmara. Considerando que durante o treino da habilidade de empurrar o cubo, o alvo foi posicionado em diversos lugares abrangendo quase todo o perímetro da câmara, não foi possível verificar se durante o teste, os sujeitos emitiam a resposta de empurrar sob controle do estímulo “argola” ou sob controle de uma posição na câmara, a qual anteriormente, a resposta de empurrar na direção dela tenha sido reforçada. Futuras pesquisas que controlem a quantidade de posições do spot durante o treino de “empurrar” bem como realizem testes de generalização, podem verificar a relevância dessa variável para a recombinação de repertórios.

O presente estudo representa um avanço no estudo da recombinação de repertórios pois demonstrou resultado positivo na obtenção de resolução de problemas em tarefa de deslocamento de caixa utilizando ratos como sujeitos, o que demonstra também que com o devido controle de estímulos é possível estudar o fenômeno através dessa tarefa. Esse tipo de tarefa ainda apresenta sérias desvantagens devido ao longo período de tempo necessário para o treino de repertório, que pode inviabilizar demonstrações didáticas do fenômeno. Por outro lado, a tarefa de “cavar e escalar” ainda é o procedimento mais rápido no que se refere ao treino de repertórios e pode ser utilizada em trabalhos em que é exigido menor duração de tempo do experimento, como por exemplo estudos em estudos de neurociência ou farmacologia. Essa tarefa apresenta uma desvantagem em que os sujeitos teriam apenas uma opção de responder no início do teste, cavar a maravalha, enquanto que em procedimentos de deslocamento de caixa, os sujeitos teriam pelo menos duas opções: empurrar na direção ou afastar do alvo.

http://www.revistas.unam.mx/index.php/acom/article/view/75178/66552 (pdf)