SCIENCE

Ucz się koniu, ucz…

Jak uczą się konie? Wystarczy jedna powtórka czy może kilka lat kręcenia kółek to wciąż za mało?
Jeśli nie wiesz, to zapraszam, a jeśli wiesz, to jeszcze bardziej zapraszam (a jeśli wiesz, że nie wiesz to w końcu jesteś na dobrej drodze, żeby stwierdzić, że „to zależy”).

  1. Mały rys historyczny

Czy wiecie, że pierwsze treningi rozpisano dla koni jakieś 3500 lat temu? Tak, tak, powiecie, przecież wszyscy znają Ksenofonta… historia to nudy… Hola, hola, nie tak szybko! Na Greków w sukienkach i suto zakrapiane imprezki na Olimpie jest trochę za wcześnie, trzeba się cofnąć jeszcze dalej aż w klimaty piramid, ale nie do Egiptu tylko trochę obok. Dokładnie pamiętam ten brzęk tłuczonego szkła w mojej głowie, kiedy dowiedziałam się, że 1000 lat przed Ksenofontem żył sobie niejaki Pan Kikkuli i stworzył traktat, o treningu koni, i to pismem klinowym, no heloł [1].

Tyle lat, tyle lat ludzkość gania te konie… trenuje, ujeżdża, zaklina, a wciąż tak mało o nich wiemy. Dopiero od jakiś 200 lat próbujemy lepiej zrozumieć jak uczą się zwierzęta, badamy ich mózgi, dzięki technologii oznaczamy neuroprzekaźniki i inne tyci-tyci cząstki. Początkowo, przesiąknięte tradycją środowisko jeździeckie, nie było zainteresowane nowymi odkryciami, ale mam poczucie, że teraz ten temat jest prawie tak chodliwy jak kolekcja Eskadron NICI 2014/2015. Możliwości uczenia się koni fascynują, bo weźmy takiego przemiłego kłusaka „Mądrego Hansa”, który bez problemu umiał policzyć „12 – 3 = 9” albo nawet „50 : 10 = 5” i to bez kalkulatora w komórce! [2] A potem przyszli ci źli naukowcy i wszystko zepsuli twierdząc, że to niby nie Hans tak liczy, tylko jakieś warunkowanie klasyczne (nie bójcie się – jeszcze do niego wrócimy).

  1. Małe wprowadzenie teoretyczne

Kiedy badamy procesy uczenia się i pamięci na poziomie mikro to mówimy o szerokim obszarze wiedzy powstałym z połączenia wielu dziedzin czyli o neurobiologii, natomiast na poziomie makro wchodzi znany, lubiany, czasem nawet oklepany termin – behawioryzm.

Uczenie się możemy zdefiniować jako proces który umożliwia zwierzętom przystosowanie się do otoczenia. Jak wszyscy wiemy u koni przeżycie w znacznym stopniu zależało od pozostałych członków stada, więc uczenie się funkcjonowania w grupie jest dla nich szczególnie ważne. Proces uczenia się jest kluczowym elementem przetrwania koni w zmieniającym się środowisku. Koń nie zapyta drugiego wprost „ej stary, czy tam w krzaczorach czai się wilk czy może mam omamy?”, więc obserwowanie języka ciała innych członków stada (zobacz, Seba też podniósł łeb) i odpowiednie reakcje (w nooooogi!), są ważne dla ich życia społecznego (a kiedyś przeżycia – to be or not to be…).

Ponad 30 lat temu Thomas stworzył interesującą hierarchię umiejętności uczenia się – od podstawowej habituacji aż do złożonego rozumowania logicznego (piramida). Jest to pewien sposób na ocenę poziomu inteligencji zwierząt poprzez określenie względnej pozycji (na podstawie zadań które zwierzę było w stanie rozwiązać), rozumiecie, my ludzie bardzo lubimy wszystko szeregować. Okazało się, że spośród wszystkich badanych gatunków (wśród ssaków: myszy, szczury, słonie, konie, zebry i osły) tylko słoń był w stanie poprawnie wykonać tyle zadań różnicowania równoczesnego, co koń (poziom 5) [3]. W pojedynczych badaniach wykazano, ze konie potrafią nauczyć się generalizować bodźce, kategoryzować obiekty ze względu na podobne właściwości fizyczne, a nawet są w stanie nauczyć się prostych pojęć – większy niż, ciemniejszy niż (poziom 6) [4, 5]. Pomimo ich naprawdę niesamowitych możliwości nie udało się jednoznacznie udowodnić, że konie potrafią myśleć abstrakcyjnie, wnioskować logicznie (poziom 7 i 8), ale za to ich szybkość uczenia się porównuje się do delfinów i niektórych naczelnych – bo to zdolne bestyje som.

Przez wieki ludzie trenujący konie intuicyjnie wiedzieli, w jaki sposób konie mogą się uczyć, na długo zanim naukowcy zbadali różne sposoby uczenia się i nadali im skomplikowane nazwy. Przyzwyczajanie (habituacja) koni do nowych rzeczy, uczenie ich wykonywania konkretnych ruchów pod wpływem przyłożenia nacisku i co najważniejsze odpuszczenie nacisku w odpowiednim momencie w nagrodę za dobrze wykonane zadanie (to co dziś nazywamy negatywnym wzmocnieniem), było pierwszymi metodami treningowymi stosowanymi już przez starożytnych trenerów koni. Pamiętajcie – wszystko już było!

  1. Jak uczą się konie?

Czy konie uczą się w wyjątkowy sposób? Na poziomie mikro, czyli biochemicznym (zajrzyjmy do środka głowy: mózg -> sieć -> neuron -> synapsa) wszyscy jesteśmy jak najsławniejszy na świecie ślimak morski Aplysia californica. Dzięki niemu w roku 2000 Amerykański neurobiolog Eric Kandel otrzymał Nagrodę Nobla za badania nad fizjologicznymi podstawami mechanizmów pamięci. Udowodnił między innymi, że liczba połączeń pomiędzy neuronami rośnie kiedy ślimak morski nauczy się czegoś nowego, a zmniejsza się jak się do czegoś przyzwyczai. O! [6].

Informacje pochodzące z otoczenia są odbierane przez konie za pomocą zmysłów (wzrok, słuch, dotyk, węch…), śmigają neuronami w postaci wyładowań elektrycznych przez rdzeń do mózgowia, gdzie są przepisywane na język mózgu (kodowane), przechowywane i mogą być odtwarzane. W procesie uczenia się pierwotne połączenia synaptyczne (czyli miejsca w których neurony się ze sobą spotykają) zostają zmienione i powstają nowe sieci neuronalne. Ślad pamięciowy (engram) to rozproszona sieć neuronalna. W mózgu takiego konia ciągle coś się dzieje, impulsy elektryczne przeskakują, połączenia między neuronami się zmieniają – mówimy, że są plastyczne. Konie to naprawdę pociągające stworzenia! Wiecie, że Hanggi i Ingesrol [7] zbadali pamięć długotrwałą u trzech koni i wykazali, że bez problemu pamiętają jak rozwiązać zadanie z którym miały do czynienia 10 lat wcześniej, i to bez ćwiczeń, i bez lecytyny. Oczywiście sceptycy powiedzą, że przy tak małej grupie możemy to uznać za dowód anegdotyczny, ale zapewne słyszeliście kiedyś, że konie nigdy nie zapominają, że jak facet im tłucze to do końca życia będą się bały mężczyzn, albo że koń poznał właściciela po kilknastu latach rozłąki… Ach te konie! Ich pamięć jest szczera i niezmącona w porównaniu do naszej ludzkiej, bo my to lubimy sobie analizować, roztrząsać jakieś swoje dramaty, ciągle przywołując wspomnienia nieco zmieniamy ich obraz – to nasza szalona, super-rozbudowana, refleksyjna kora przedczołowa. Dzięki bejbe!

Konie dobrze pamiętają co się zdarzyło w danym miejscu, tworzą w mózgu połączenia „wydarzenie-miejsce” i wiedząc to można ułatwić lub utrudnić im naukę nowych rzeczy [8]. Taką specyficzną pamięć kontekstu (miejsca) wykorzystuje się na przykład w niektórych niemieckich stajniach, gdzie siodła się konia pierwszy raz i wsiada właśnie w boksie lub na korytarzu – czyli w miejscu z którym koń ma dobre wspomnienia i dobrze zna. A kojarzycie ten dramat życiowy, kiedy koń zawsze ponosi na tej samej łące? Albo płoszy się uparcie w jednym narożniku. Kiedy w grę wchodzi pierwotna reakcja ucieczki wystarczy jedno lub dwa powtórzenia. Tu nie ma żartów. Eeee tam, mój koń na pewno jest wredny i robi to specjalnie 😉 Ha ha!

W dalszym ciągu należy przeprowadzić wiele badań nad funkcjami poznawczymi u koni, szczególnie w dziedzinie pamięci prospektywnej czy pamięci roboczej. Większość struktur mózgowych u koni odpowiada ludzkim. Nie można tego powiedzieć o korze przedczołowej, która u ludzi jest bardziej złożona, pofałdowana i znacznie większa. Badania wskazują na brak u koni wyraźnej IV warstwy (ziarnista wewnętrzna) w kolumnie neuronalnej kory. Obecnie nie jesteśmy pewni „jakości” kory przedczołowej konia, a zatem nie jesteśmy w stanie dobrze zdefiniować tego obszaru i jego funkcjonalności [9]. Kora przedczołowa odpowiada za zdolność do przechowywania śladów pamięciowych, umożliwia wizualizację zdarzeń z przeszłości i wnioskowanie o przyszłości, co znane jest właśnie jako pamięć prospektywna. Przypisywanie koniom cech ludzkich i zakładanie, że posiadają pamięć podobną do ludzkiej jest nieuzasadnione oraz nadal nieudowodnione. Tworzy szkodliwe przekonanie, że konie są świadome przeszłych zdarzeń i mogą wyciągać złożone wnioski, tak aby nie popełniać kolejny raz tych samych błędów. To założenie bezpośrednio zachęca do stosowania, już z założenia nieefektywnych, metod szkoleniowych opartych na karach, a także korzystanie z nagród opóźnionych w czasie. Nie tędy droga!

  1. Teoria uczenia się

Naukowcy opisali proste zasady tłumaczące sposób w jaki uczą się zwierzęta i tak oto stoi przed państwem teoria uczenia się (ang. Learning Theory), która działa na każdego konia bez względu na dyscyplinę czy rasę. Teoria uczenia się obejmuje uczenie asocjacyjne (warunkowanie klasyczne i warunkowanie instrumentalne) oraz uczenie nieasocjacyjne (habituację i sensytyzację). Serio jest coś takiego? Pierwsze słyszę! A jednak! Wszystkie szkoły, nurty, metody odwołują się do podstawowych zasad uczenia się. Nie da rady ich zmienić, jedynie próbuje się nadać im nowe nazwy, sprzedać w nowym opakowaniu to co uformowała za nas sama cudowna Matka Natura. Jeździectwo biologiczne. Za darmo. Bez praw autorskich. Nie ma za co.

Skoro konie uczą się w sposób przewidywalny i prostolinijny to skąd tyle problemów? Prawda jest brutalna. Nie wszyscy sobie z nią poradzą. Jeśli jesteś osobą o słabych nerwach to przestań w tym momencie czytać ten tekst. Gotowi na najgorsze? Wszystkie problemy z treningiem koni powodują ludzie. TO MY. Ja, Ty, on, ona, ono. To przez nas i nasze niepoprawnie prowadzone metody treningowe konie mogą być uważane ze niebezpieczne, znarowione, niedobre, nieusłuchane, głupie, szalone… Jazda konna jest klasyfikowana jako sport bardziej urazowy niż narty, rugby czy jazda na motorze. A znacie konie tak niebezpieczne, że jedynym rozwiązaniem było wysłanie ich do rzeźni? It makes me sick… Wiele koni dostaje etykietkę “koni trudnych” lub “koni z problemami”, w szkółkach często na tych koniach jeżdżą Ci najlepsi – normalnie duma, aż puchnę, a ostatnio usłyszałam nawet, że konie sportowe ZAWSZE mają jakieś problemy, bo to w końcu konie sportowe.

Mimo, że teoria uczenia się wydaje się prosta, to wciąż jest za mało rozpowszechniona wśród trenerów, jeźdźców, koniarzy. W australijskim badaniu z 2006 roku wykazano, że mimo iż większość trenerów (prawie 80%) słyszała o wzmocnieniu pozytywnym (dodatnim) i uważa, że jest bardzo pomocne w treningu koni to tylko 2,8% z nich było w stanie poprawnie wytłumaczyć jak je zastosować… [10].

Koniec dramatu. Trzeba brać się do roboty, żeby móc coś zmienić – po pierwsze dla dobra koni. Pozwolę sobie przytoczyć piękne słowa Randy’ego Rieman’a „timing, feel, and balance are the holy trinity of horsemanship”. Święta trójca jeździectwa to wyczucie czasu, czucie i równowaga. Niektórzy się z tym rodzą – mówimy, że mają talent, podejście do koni, w siodle urodzeni i inne takie, ale nic straconego, wszystko można wyćwiczyć do przyzwoitego poziomu… Kogo zaciekawiłam, niech się nie martwi, niech nie roni łez, ja jeszcze tu wrócę. C U!

Dla zainteresowanych:
[1] Kikkuli: http://www.lrgaf.org/Peter_Raulwing_The_Kikkuli_Text_MasterFile_Dec_2009.pdf
[2] O Mądrym Hansie: http://koniologika.pl/o-inteligencji-koni-czyli-uwazaj-bo-jestes-obserwowany/
[3] Murphy J., Arkins S.: Equine learning behaviour, Behavioural Processes, 2007, 76, 1–13.
[4] Christensen J.W., Zharkikh T., Chovaux E.: Object recognition and generalisation during habituation in horses. Applied Animal Behaviour Science, 2011, 129, 83-91
[5] Hanggi, E.:The thinking horse: cognition and perception reviewed. In: Proceedings of the 51st American Association of Equine Practitioners Annual Convention, 2005, 51, 246-255, Seattle, WA.
http://www.equineresearch.org/support-files/hanggi-thinkinghorse.pdf
[6] Kandel E.: Dialogue Between Genes and Synapses, Science, 2001, 294, 1030-1038.
http://www.ufrgs.br/ppgneuro/artigos/Genes%20&%20Synapses_Kandel.pdf
[7] Hanggi E.B.,·Ingersoll J.F.: “Long-term memory for categories and concepts in horses (Equus caballus)”. Animal Cognition, 2009, 12, 451–462.
[8] McGreevy P., Christensen J.W., Konig von Borstel, McLean A.: Equitation Science, 2nd edition, 2018, John Willey & Sons, USA.
[9] Cozzi B., Povinelli M., Ballarin C., Granato A.:The Brain of the Horse: Weight and Cephalization Quotients, Brain Behavior and Evolution, 2013, 83, 9-16.
https://www.researchgate.net/publication/259319958_The_Brain_of_the_Horse_Weight_and_Cephalization_Quotients
[10] Warren-Smith A., McGreevy P.: An audit of the application of the principles of equitation science by qualified equestrian instructors in Australia. In: Proceedings of the 2nd International Equitation Science Symposium, Milan, 2006, 12.
https://equitationscience.com/file_download/199/Italy+2006+Proceedings.pdf

p.s.
Bardzo nie lubię tworzenia neologizmów na własne potrzeby naukowe, dlatego niektóre pojęcia zostały przetłumaczone z języka angielskiego na podstawie „Angielsko-polskiego słownik terminów behawioralnych”: https://www.bacb.com/wp-content/uploads/English-Polish-Translation-of-Terms_171006.pdf