The influence of local reinforcement rate on local response rate under different types of interval schedules with pigeons

Abstract

O timing é tipicamente visto como a capacidade de se comportar de acordo com durações fixas, mas os animais são sensíveis a contingências temporais, mesmo quando estão perante pistas associadas a durações variáveis. Usando diferentes esquemas de intervalo variável (VI), Catania e Reynolds (1968) mostraram que os perfis da taxa local de resposta ao longo do tempo se relacionavam com os perfis da taxa local de reforço. Com base nisto, foi elaborada a conceção comportamental de timing, de acordo com a qual a taxa local de reforço controla a taxa local de resposta. No entanto, dados mais recentes obtidos por Swanton, Gooch e Matell (2009) demonstraram uma função de resposta em forma de pico num procedimento de pico desenvolvido a partir de um programa de intervalo variável (VI) que os autores explicaram como sendo resultado da média de várias memórias temporais, uma interpretação incompatível com a conceção comportamental de timing. Na primeira parte desta tese, explicamos como um modelo comportamental de perceção temporal, o modelo LearningtoTime (LeT), pode de fato explicar o pico de resposta observado no momento correspondente ao intervalo médio de Swanton et al. (2009). Depois, com uma experiência que estende a manipulação feita por Swanton et al. (2009) mostramos que, consistente com o modelo LeT e com a ideia de que a taxa local de reforço se traduz em taxa local de resposta mas inconsistente com a teoria da média, a largura do pico de resposta nos procedimentos de pico está relacionada com o intervalo de intervalos. Além disso, mostramos que nenhuma das versões da Scalar Expectancy Theory (SET, o principal modelo cognitivo de perceção temporal) pode explicar os nossos resultados. Após este primeiro estudo, apresentamos um novo VI, inspirado nos VIs do procedimento de pico, que alcançam uma taxa constante de reforço num intervalo de tempo finito. Em seguida, no segundo estudo, investigamos a questão da constância de resposta sob VIs de probabilidade constante e os limites dos processos de perceção temporal. Numa experiência comparamos o nosso novo método, o VI exponencial uniforme, ao popular VI de Fleshler & Hoffman e mostramos que, se ambos os VI sustentam uma taxa de resposta aproximadamente constante, o VI exponencial uniforme induz uma função de resposta mais plana se excluirmos a aceleração inicial. Numa outra experiência investigamos a evolução das funções de resposta de pombos treinados em três condições com intervalos máximos diferentes, com o VI exponencial uniforme e observamos que, apenas numa minoria dos casos, os padrões de resposta no tempo apresentaram invariância escalar, sugerindo uma situação limite para processos de percepção temporal ocorrerem. Apesar disso, na discussão geral argumentarmos que os processos que traduzem a taxa local de reforço em taxa local de resposta continuam a existir num VI de probabilidade constante mas estão parcialmente ocultos por um efeito de teto do reforço local e / ou por um efeito da resposta motivacional. Concluímos no sentido da validade do princípio da conversão de taxas proposto por Catania e Reynolds para dar conta do padrão de respostas nos programas intervalo no geral e, portanto, no sentido da validade da conceção comportamental de timing.

Timing is commonly seen as the ability to behave in accordance with fixed durations, but animals are sensitive to temporal contingencies even when facing cues associated to variable durations. Using different variable interval (VI) schedules, Catania and Reynolds (1968) showed that profiles of local rate of responding in time related to profiles of local rate of reinforcement in time. On this basis was elaborated the behavioral conception of timing according to which local rate of reinforcement controls local rate of responding. However, more recent data obtained by Swanton, Gooch and Matell (2009) came to show a peak-shaped response function under a peak-procedure made of a VI schedule, which the authors have explained by the averaging of temporal memories, an interpretation incompatible with the behavioral conception of timing. In the first part of this thesis we explain how a behavioral model of timing, the Learning to Time (LeT) model, can in fact account for the peak of responding observed at the time corresponding to the mean interval in Swanton et al. (2009). Then, with an experiment stretching Swanton et al. (2009) manipulation we show that, consistently with the LeT model and the idea that local rate of reinforcement translates into local rate of responding, but at odd with the averaging theory, the width of the peak of responding under peak-procedures relates to the range of the intervals. Moreover, we show that none of the versions of the Scalar Expectancy Theory (the leading cognitive model of timing), can account for our results. After this first study we present a new VI, inspired by the peak-procedure VIs, which achieves constant rate of reinforcement in a finite time range. Then, in a second study we investigate the question of the constancy of responding under constant-probability VIs and the limits of timing processes. In an experiment we compare our new method, the uniform exponential VI, to the popular Fleshler & Hoffman VI and show that if both VI sustain roughly constant response rate, the uniform exponential VI induces a flatter response function when excluding initial acceleration. In another experiment we investigate the evolution of the response functions of pigeons trained across three different maximum interval conditions with the uniform exponential VI and observe that only in a minority of cases patterns of responding in time presented scalar invariance, suggesting a limit situation for timing processes to happen. Though, in a general discussion we argue that the processes translating local rate of reinforcement into local rate of responding still exist under constant-probability VI but that there are partially hidden by a ceiling effect of local reinforcement and/or by an effect of motivational responding. We conclude in the sense of the validity of the rate translation principle brought by Catania and Reynolds to account for responding in interval schedules in general, and thus, in the sense of the validity of the behavioral conception of timing.