本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
作為我對女性動物行為研究人員系列訪談的一部分，在這篇文章中，我將採訪朱莉·莫蘭-費隆。莫蘭-費隆博士是加拿大渥太華大學的助理教授，她的研究方向是動物的認知如何受環境塑造。莫蘭-費隆博士在加拿大麥吉爾大學獲得博士學位，此後在加拿大和英國從事過一系列主題的研究，包括創新、社會學習和文化，研究物件包括圈養和野生鳥類。
動物認知研究人員面臨的一個問題是，如何在受控條件下測試野生動物，從而瞭解它們的行為。通常，研究圈養動物的認知要容易得多，這或許就是為什麼絕大多數關於認知的研究都是在實驗室進行的。然而，觀察圈養長大的動物的認知，甚至測試在野外捕獲並帶入實驗室的動物，不一定能揭示動物在自然環境下的行為方式。如果我們希望真正瞭解野生動物的行為以及它們之間的差異，測試野生個體非常重要。然而，這也會帶來一系列自身的問題：野生動物很難追蹤，或者如果為了測試而暫時捕獲，它們會感到壓力。因此，希望研究野生動物行為和認知的研究人員必須想出巧妙的技術來解決具體問題。朱莉·莫蘭-費隆最近發表的一篇論文展示了一種研究大山雀聯想學習的新技術。在這裡，我向莫蘭-費隆博士詢問了一些關於這項新技術以及她使用該技術發現的問題。
您的裝置是如何工作的？
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基本原理是斯金納箱——一種操作性裝置，它包括按鈕，這些按鈕可以被按下以記錄動物在彩色燈光顯示時的反應。然而，我們的裝置不同，我們不是將動物放在實驗室的箱子裡，而是將箱子放在自然棲息地中，讓動物與之互動。
該箱子與射頻識別 (RFID) 閱讀器連線，該閱讀器透過嵌入塑膠腿環中的無源整合應答器 (PIT 標籤) 檢測訪問該裝置的鳥類的唯一 ID。這使得個體能夠按照自己的節奏完成使用者定義的學習程式的連續階段，失敗和成功的試驗資料由行動式電池供電裝置自動記錄。
您在使用該裝置的研究中能夠收集到哪些型別的資訊？
我們收集的第一個資料集檢查了一個非常簡單的測試中學習率的個體預測因素：3 種顏色同時顯示在 3 個按鈕上，每個按鈕的空間位置在每次試驗中隨機選擇。啄擊紅色亮起的按鈕可以從旋轉的餵食輪中獲得一條麵包蟲，但啄擊黃色或綠色則不會獲得獎勵，並且會延遲 15 秒，直到下次有機會註冊選擇。起初，個體必須探索該裝置並在機會水平上進行操作（參見影片 1）。然而，隨著反覆訪問該箱子，鳥類在選擇上變得越來越準確，其中一些鳥類最終非常有效地掌握了該程式（參見影片 2）。
影片 1
影片 2
有趣的是，幼鳥比成年鳥更可能訪問和使用該裝置，並且往往學習得更快。這是否是由於覓食策略的更高可塑性，或者更多地投入學習，因為幼鳥可能會被成年鳥（它們比幼鳥佔優勢）排除在更傳統的資源之外，或者有更長的時間範圍來使用學到的技能，仍有待調查。先前在圈養環境中成功解決新覓食問題的個體在野外也比那些沒有解決圈養任務的個體學習得更快，這表明這些個體可能更能夠和/或更有動力在各種生態環境中學習新的覓食任務。
為什麼聯想學習能力對野生鳥類很重要？
所有動物，包括無脊椎動物，都能夠進行聯想學習——這表明它對大多數物種來說都是非常重要的能力。在鳴禽中，學習很重要，例如，在識別和避開捕食者、充分應對配偶和競爭對手，以及決定是尋找食物還是從其他覓食者那裡乞討（這是我在蒙特利爾魁北克大學做博士後研究的主題）。雖然心理學家已經對學習原理進行了幾十年的深入研究，但要了解學習能力在野外何時受到自然選擇或性選擇，還有很多工作要做。我希望現代技術的發展將為進一步理解學習的適應性價值提供新的研究途徑。
您認為類似的裝置可以用於研究其他物種的學習嗎？
我當然希望如此！我預計，在野外對新物體表現出低新物體恐懼症或高好奇心，並且可以被標記以允許裝置自動識別個體的物種將是潛在的研究物件。我們裝置的一個有用的概念可以應用於其他研究系統，即前面板上的按鈕由透明塑膠容器組成。這些容器可以開啟以插入食物獎勵，這些獎勵可以作為野生動物的引誘劑，但永遠不會被吃掉和耗盡，從而為所有訪客提供相同的吸引力刺激。
未來您想使用您開發的這項技術提出哪些型別的問題？
目前，我主要感興趣的是調查自然種群中學習表現差異的原因和後果，以便了解為什麼個體在學習方式和學習效果方面存在差異，以及何時較高或較低的學習能力會導致適應性益處。這非常具有挑戰性，因為不僅需要收集關於學習表現的資料，還需要收集關於可能影響學習或適應性的其他個體特徵（例如，性格）以及生活史特徵的資料……因此，我預計這將使我們在未來幾年內保持忙碌。我也對社會（例如，群體大小和組成）和生態（例如，棲息地、捕食風險）背景對學習的影響，以及決定繼續收集可能導致學習或創新的新資訊與依賴於通常的、已知的行為之間的關係感興趣。
在野外研究鳥類時，您遇到過哪些問題和陷阱？
野外自願學習試驗的一個問題是，有些鳥類是非常好的學習者，並且傾向於大量使用該箱子，從而幾乎沒有給其他鳥類使用它的機會。因此，當研究社會性物種時，在一個給定地點使用多個複製品非常重要，但這仍然導致只有一部分個體參與實驗。在法國收集的新資料集（Cauchoix 等人，正在準備中）中，我們發現使用這些學習箱的野外和圈養試驗的參與率非常相似，因此我過去認為野外試驗的一個缺點實際上可能是認知測試不可避免的現實，即並非所有個體都願意參與。
對於剛剛開始科學事業的人，您有什麼建議？
我認為，選擇自己感興趣、能自發吸引自己的研究課題非常重要。對我來說，這意味著在我職業生涯的每一步都轉到一所新的大學，這樣我就可以加入一個實驗室，在那裡我可以學習解決我真正想要回答的問題所必需的新技能。這樣，即使實驗失敗或結果令人失望，我也可以找到重新開始的精力，或者寫出結果，以便儘可能有效地與同行交流，並堅持下去。我也從不害怕問很多問題，當我無法自己找到解決方案時，會聯絡其他研究人員尋求建議。這樣做，我發現大多數科學家都是非常友善、充滿熱情的人，他們願意花時間幫助他人，這讓我為成為這個社群的一份子感到自豪。如果您在某個時間點無法實現您的夢想專案，請將其寫下來並放在手邊以備將來使用，因為正確的機會可能遲早會出現……當我意識到仍然沒有任何關於任何認知特徵的選擇測量時，我還是一個博士生，並且意識到這需要解決，但看不到如何解決。五年後，我搬到牛津大學試圖解決這個差距，並且現在我在渥太華大學建立了自己的實驗室後，仍然和我的學生和合作者一起追求這個目標。強烈的興趣往往不會隨著時間而消退！
參考文獻
Morand-Ferron, J., Hamblin, S., Cole, E. F., Aplin, L. M., & Quinn, J. L. (2015). Taking the operant paradigm into the field: associative learning in wild great tits. PloS one, e0133821.