本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
作为我对女性动物行为研究人员系列访谈的一部分，在这篇文章中，我将采访朱莉·莫兰-费隆。莫兰-费隆博士是加拿大渥太华大学的助理教授，她的研究方向是动物的认知如何受环境塑造。莫兰-费隆博士在加拿大麦吉尔大学获得博士学位，此后在加拿大和英国从事过一系列主题的研究，包括创新、社会学习和文化，研究对象包括圈养和野生鸟类。
动物认知研究人员面临的一个问题是，如何在受控条件下测试野生动物，从而了解它们的行为。通常，研究圈养动物的认知要容易得多，这或许就是为什么绝大多数关于认知的研究都是在实验室进行的。然而，观察圈养长大的动物的认知，甚至测试在野外捕获并带入实验室的动物，不一定能揭示动物在自然环境下的行为方式。如果我们希望真正了解野生动物的行为以及它们之间的差异，测试野生个体非常重要。然而，这也会带来一系列自身的问题：野生动物很难追踪，或者如果为了测试而暂时捕获，它们会感到压力。因此，希望研究野生动物行为和认知的研究人员必须想出巧妙的技术来解决具体问题。朱莉·莫兰-费隆最近发表的一篇论文展示了一种研究大山雀联想学习的新技术。在这里，我向莫兰-费隆博士询问了一些关于这项新技术以及她使用该技术发现的问题。
您的设备是如何工作的？
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基本原理是斯金纳箱——一种操作性设备，它包括按钮，这些按钮可以被按下以记录动物在彩色灯光显示时的反应。然而，我们的设备不同，我们不是将动物放在实验室的箱子里，而是将箱子放在自然栖息地中，让动物与之互动。
该箱子与射频识别 (RFID) 阅读器连接，该阅读器通过嵌入塑料腿环中的无源集成应答器 (PIT 标签) 检测访问该设备的鸟类的唯一 ID。这使得个体能够按照自己的节奏完成用户定义的学习程序的连续阶段，失败和成功的试验数据由便携式电池供电设备自动记录。
您在使用该设备的研究中能够收集到哪些类型的信息？
我们收集的第一个数据集检查了一个非常简单的测试中学习率的个体预测因素：3 种颜色同时显示在 3 个按钮上，每个按钮的空间位置在每次试验中随机选择。啄击红色亮起的按钮可以从旋转的喂食轮中获得一条面包虫，但啄击黄色或绿色则不会获得奖励，并且会延迟 15 秒，直到下次有机会注册选择。起初，个体必须探索该设备并在机会水平上进行操作（参见视频 1）。然而，随着反复访问该箱子，鸟类在选择上变得越来越准确，其中一些鸟类最终非常有效地掌握了该程序（参见视频 2）。
视频 1
视频 2
有趣的是，幼鸟比成年鸟更可能访问和使用该设备，并且往往学习得更快。这是否是由于觅食策略的更高可塑性，或者更多地投入学习，因为幼鸟可能会被成年鸟（它们比幼鸟占优势）排除在更传统的资源之外，或者有更长的时间范围来使用学到的技能，仍有待调查。先前在圈养环境中成功解决新觅食问题的个体在野外也比那些没有解决圈养任务的个体学习得更快，这表明这些个体可能更能够和/或更有动力在各种生态环境中学习新的觅食任务。
为什么联想学习能力对野生鸟类很重要？
所有动物，包括无脊椎动物，都能够进行联想学习——这表明它对大多数物种来说都是非常重要的能力。在鸣禽中，学习很重要，例如，在识别和避开捕食者、充分应对配偶和竞争对手，以及决定是寻找食物还是从其他觅食者那里乞讨（这是我在蒙特利尔魁北克大学做博士后研究的主题）。虽然心理学家已经对学习原理进行了几十年的深入研究，但要了解学习能力在野外何时受到自然选择或性选择，还有很多工作要做。我希望现代技术的发展将为进一步理解学习的适应性价值提供新的研究途径。
您认为类似的设备可以用于研究其他物种的学习吗？
我当然希望如此！我预计，在野外对新物体表现出低新物体恐惧症或高好奇心，并且可以被标记以允许设备自动识别个体的物种将是潜在的研究对象。我们设备的一个有用的概念可以应用于其他研究系统，即前面板上的按钮由透明塑料容器组成。这些容器可以打开以插入食物奖励，这些奖励可以作为野生动物的引诱剂，但永远不会被吃掉和耗尽，从而为所有访客提供相同的吸引力刺激。
未来您想使用您开发的这项技术提出哪些类型的问题？
目前，我主要感兴趣的是调查自然种群中学习表现差异的原因和后果，以便了解为什么个体在学习方式和学习效果方面存在差异，以及何时较高或较低的学习能力会导致适应性益处。这非常具有挑战性，因为不仅需要收集关于学习表现的数据，还需要收集关于可能影响学习或适应性的其他个体特征（例如，性格）以及生活史特征的数据……因此，我预计这将使我们在未来几年内保持忙碌。我也对社会（例如，群体大小和组成）和生态（例如，栖息地、捕食风险）背景对学习的影响，以及决定继续收集可能导致学习或创新的新信息与依赖于通常的、已知的行为之间的关系感兴趣。
在野外研究鸟类时，您遇到过哪些问题和陷阱？
野外自愿学习试验的一个问题是，有些鸟类是非常好的学习者，并且倾向于大量使用该箱子，从而几乎没有给其他鸟类使用它的机会。因此，当研究社会性物种时，在一个给定地点使用多个复制品非常重要，但这仍然导致只有一部分个体参与实验。在法国收集的新数据集（Cauchoix 等人，正在准备中）中，我们发现使用这些学习箱的野外和圈养试验的参与率非常相似，因此我过去认为野外试验的一个缺点实际上可能是认知测试不可避免的现实，即并非所有个体都愿意参与。
对于刚刚开始科学事业的人，您有什么建议？
我认为，选择自己感兴趣、能自发吸引自己的研究课题非常重要。对我来说，这意味着在我职业生涯的每一步都转到一所新的大学，这样我就可以加入一个实验室，在那里我可以学习解决我真正想要回答的问题所必需的新技能。这样，即使实验失败或结果令人失望，我也可以找到重新开始的精力，或者写出结果，以便尽可能有效地与同行交流，并坚持下去。我也从不害怕问很多问题，当我无法自己找到解决方案时，会联系其他研究人员寻求建议。这样做，我发现大多数科学家都是非常友善、充满热情的人，他们愿意花时间帮助他人，这让我为成为这个社区的一份子感到自豪。如果您在某个时间点无法实现您的梦想项目，请将其写下来并放在手边以备将来使用，因为正确的机会可能迟早会出现……当我意识到仍然没有任何关于任何认知特征的选择测量时，我还是一个博士生，并且意识到这需要解决，但看不到如何解决。五年后，我搬到牛津大学试图解决这个差距，并且现在我在渥太华大学建立了自己的实验室后，仍然和我的学生和合作者一起追求这个目标。强烈的兴趣往往不会随着时间而消退！
参考文献
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.