Experimental Behavioral Instrument (XBI)

In der neurowissenschaftlichen Primatenforschung spielt das Training der Affen eine essentielle Rolle. Um die Grundlagen kognitiver Leistungen zu untersuchen, wird den Tieren beispielsweise beigebracht, komplexe Aufgaben an Bildschirmen zu lösen. Die natürliche Neugier und der Spieltrieb sorgen dafür, dass die Tiere gerne mit neuen Dingen interagieren. Das Training erfolgt dann durch positive Verstärkung, das heißt die Tiere werden belohnt, wenn sie etwas richtig machen. Das Training eines Rhesusaffen kann dabei sehr viel Zeit in Anspruch nehmen und der Erfolg ist sowohl von der Motivation des Tieres, als auch von der Strategie des Trainers abhängig. Wenn verschiedene Affen von verschiedenen Trainern mit unterschiedlichen Strategien trainiert werden, dann lassen sich die Trainingsstrategien und das Lernverhalten der Tiere schlechter miteinander vergleichen.

Einheitliches Training

Um das Training zu standardisieren und die Tiere im Hinblick auf Lernfähigkeit und Motivation besser vergleichen zu können, konzipierten die Wissenschaftler*innen der Abteilung Kognitive Neurowissenschaften am DPZ ein vollautomatisiertes Trainingsgerät mit Touchscreen, das EXperimental Behavioral Instrument (XBI), das als „Spielzeug“ im Gehege der Affen platziert wird. Ein Algorithmus im Computer steuert die Aufgabe am Bildschirm. Je häufiger das Tier die Aufgabe richtig macht, desto schwieriger wird sie. Um die Belohnung zu erhalten, zum Beispiel Fruchtsaft, muss der Affe zunächst ein großes Quadrat auf dem Bildschirm kurz berühren. Dieses wird nach einigen Interaktionen kleiner und wechselt die Position. Mit fortschreitendem Training werden die Aufgaben komplexer. Der Computer passt das Training somit individuell an die Leistungsfähigkeit der Tiere an – Tiere, die besser sind, erhalten schwierigere Aufgaben und Tiere, die schlechter sind, fallen zurück auf die Aufgaben, die ihrem Lernniveau entsprechen. Um eine Aufgabe der Komplexität zu erlernen, wie sie für ein typisches neurowissenschaftliches Experiment notwendig ist, werden die Trainingseinheiten beispielsweise in 90 Unteraufgaben zerlegt. Die Automatisierung des Trainingsprotokolls ermöglicht es, das Lernverhalten der Affen zu vergleichen. Ein eingebautes Kamerasystem beobachtet die Tiere permanent. Durch eine Gesichtserkennung mittels künstlicher Intelligenz können einzelne Tiere innerhalb ihrer Gruppe unterschieden werden. Auf diese Weise können die Wissenschaftler*innen die besonders lernfähigen und motivierten Tiere identifizieren und für weitere Experimente auswählen.