Primer Simposio Internacional en Inteligencia Computacional Aplicada al Análisis de la Conducta Animal

"The standard transposition task has been widely used for studying relational behaviour, typically involving discrete responses (mouse clicks) and response latencies within a unidimensional stimuli array displayed on a computer screen. However, little attention has been given to the role of inspection patterns (´scanning´ movement patterns on the screen) and the use of multidimensional stimuli arrays. Our previous work with such arrays revealed that tracking and recording mouse movements led to distinct inspection patterns under different conditions, particularly for saturation and size dimensions. The present study delves into the emergence of inspection patterns in a multidimensional array scenario, featuring one irrelevant dimension (circle saturation) and two key relational criteria: 'bigger than/farther than' and 'darker than/farther than,' with continuous mouse movement recording. Two groups, each comprising eight participants, were trained on one of these relational criteria, involving six sessions of 18 trials followed by a test session of 18 trials. Correct responses, latencies, corrections made, travelled distance, entropy, and straightness index showed robust differences under the two experimental conditions. The relevance of the dimensional intersection and the inspection patterns in the establishing of relational behaviour, as well as their translational implications for the field of complex behavior, are discussed."

"In most Pavlovian conditioning studies, the spatial dimension of behavior is often overlooked, with experimental subjects typically being immobilized. However, it has been reported that freely locomoting organisms exposed to Pavlovian contingencies form a Conditional Response that incorporates their spatial behavioral patterns, such as displacement and orientation toward sources of stimulation. This study presents an experimental setup and recording system designed to observe domestic dogs with unrestricted movement under Pavlovian contingencies. In one condition, we paired tones with food delivery using a FT 60-second schedule using an automated dispenser equipped with an integrated buzzer, while in a second condition, food was not presented. We continuously recorded locomotion patterns, orientation toward food, the owner, and other locations, as well as contacts with the stimulation source. Our results revealed distinct behavioral patterns in each condition. This research discusses the importance of including continuous spatial behavior recording in Pavlovian contingencies and demonstrates the feasibility of using domestic dogs as experimental subjects."

"Operant studies of interactions between individuals have focused on evaluating the effects of reinforcement schedules based on discrete responses, with little attention to the impacts on interindividual spatial dynamics or the use of spatial responses relevant to establishing interindividual behavior. Using real time recording of organisms’ movement, our lab has reported that individual spatial dynamics are sensitive to reinforcement schedules based on spatial features, such as travel distance, which suggests that interindividual spatial dynamics may also be affected by reinforcement schedules based on spatial features, such as distance between subjects. The purpose of this experiment was to determine if a schedule of reinforcement, based on distance between conspecifics, would affect interindividual spatial behavior. Using a real-time sensing system, water reinforcement was delivered under a Fixed Distance (FD) 15 cm between subjects schedule, for six Wistar water-deprived rats. The results indicated an increase in approach responses between subjects during the FD15cm schedule, whereas it decreased when food was absent or presented independently of distance. We discuss our findings in terms of their contributions to advancing the study of inter-individual behavior, the utilization of new technologies for continuous sensing and response recording, and the translational implications for the field of social behavior."

"El adiestramiento básico en un perro, y de manera más enfática el adiestramiento especializado de un perro de asistencia requiere altas dosis de paciencia, motivación y compromiso de todos los involucrados. En este trabajo, se presenta una metodología de control del progreso en el proceso de adiestramiento de un perro de asistencia. Dicho control está basado en la retroalimentación obtenida a través de la filmación de la ejecución de las diversas tareas encomendadas."

"La depredación es una relación biológica donde un organismo (depredador) consume a otro (presa). Esta interacción regula la composición y distribución de especies en un ecosistema e influye en la selección natural y diversificación. Los principales depredadores de primates neotropicales son félidos, aves de presa y reptiles. Sin embargo, la depredación por félidos es rara debido a su dieta generalista y oportunista que incluye mamíferos terrestres, aves y reptiles. Las tasas de depredación de primates como los monos aulladores y arañas en México son bajas debido a su sociabilidad y locomoción arbórea, aunque la densidad de la vegetación del hábitat también influye. La fragmentación de bosques y cambio de uso de suelo pueden afectar estas interacciones. La observación de depredaciones en campo es difícil, por lo que se propone examinar estas interacciones considerando la distribución de primates y sus depredadores a lo largo del tiempo, así como los cambios en el hábitat. Para ello, se puede usar la plataforma SPECIES, que extrae información de datos ecológicos y permite explorar correlaciones de variables bióticas y abióticas mediante un motor de análisis y una interfaz de visualización interactiva."

"Las neurotrofinas (NT) y sus receptores (NTR) son cruciales en procesos celulares como diferenciación, crecimiento, supervivencia y regeneración en el sistema nervioso central (SNC), sistema nervioso periférico (SNP) y tejido no neural (NNT). Las NT incluyen NGF, BDNF, Nt-3, Nt-4/5, Nt-6/7 y Nt-Lf, y sus receptores son p75NTR, TrkA, TrkB, TrkC, Lf-Trk1 y Lf-Trk2. Su expresión varía según el desarrollo y se encuentra predominantemente en el sistema mecanosensorial, seguido por los sistemas digestivo, muscular, cutáneo, respiratorio y circulatorio, con menor presencia en los sistemas endocrino, inmunológico, urinario y reproductivo. Estudiar NT y NTR en peces teleósteos ayuda a comprender su papel en vertebrados complejos, contribuyendo al entendimiento del desarrollo, regeneración y mantenimiento de tejidos. Se diseñaron oligonucleótidos para examinar la expresión de BDNF y TrkB en peces vivíparos de la familia Poeciliidae, en relación con la condición reproductiva de hembras maduras (vírgenes o multíparas). En peces guppy, se amplificaron ambos genes y se observó su expresión en músculos perineales de hembras adultas; BDNF y TrkB se detectaron en hembras nulíparas, y solo BDNF en hembras multíparas. Se planea comparar la expresión de estas moléculas en diferentes especies de peces vivíparos."

"Los músculos del suelo pélvico asisten activamente la función del aparato urogenital inferior. La reproducción femenina implica una reorganización anatómica del área pélvica que eleva el riesgo de padecer trastornos uroginecológicos, algunos de ellos asociados con el debilitamiento de músculos del suelo pélvico. Ciertas especies animales, como la rata, utilizadas para modelar factores de riesgo, han permitido conocer sus bases fisiopatológicas. El objetivo de este proyecto fue determinar el efecto del parto sobre indicadores de daño y regeneración en el músculo iliococcígeo de ratas primíparas. Para ello dispusimos de un grupo de ratas nulíparas y otro de primíparas que fueron sacrificas el día 21 postparto. Medimos la actividad del enzima β glucuronidasa, Pax7, infiltración de respuesta a diferentes frecuencias de estimulación. Analizamos los datos con una ANOVA de una vía o Kruskal Wallis dependiendo de la normalidad e los datos y aceptamos una P<0.05 como estadísticamente significativa. En el iliococcígeo, la primiparidad aumento la actividad de β glucuronidasa, disminuyo la expresión de Pax7 y redujo la fuerza contráctil generada en respuesta la estimulación con frecuencias entre 10 y 80 Hz. Nuestros hallazgos indican que el iliococcígeo es susceptible al daño ocasionado por el parto y permanece en el posparto."

"Traditional behavior research often focuses on discrete responses, but organisms exhibit a wide range of behaviors in natural settings (Skinner, 1966). Spatiotemporal features of behavior are sensitive to reinforcement contingencies (León et al., 2020). Machine learning, both supervised and unsupervised, can detect behavior patterns in uncontrolled environments (Turgeon & Lanovaz, 2020). This study applies machine learning to analyze behavior under spatiotemporal schedules in 12 rats using pose estimation via deep learning algorithms. Twelve three-month-old Wistar rats, individually housed with water restriction, were divided into groups exposed to fixed time (FT) and variable time (VT) schedules with fixed (FS) or variable space (VS) for water delivery over 30 sessions. Deeplabcut and ResNet 50 (CNN) were used for pose estimation and behavior recognition. Results indicate varied behavior organization under different schedules, highlighting reduced dynamics under variable space and time contingencies due to environmental variability. This research suggests that advanced machine learning enhances behavior analysis, providing deeper insights into animal behavior across natural environments, essential for species-specific needs."

"Los conejos domésticos, descendientes del conejo europeo (Oryctolagus cuniculus), muestran conducta de marcaje por frotamiento del mentón, donde frotan su barbilla para depositar secreción de glándulas submandibulares en objetos u otros conejos. Esta conducta está ligada a hormonas esteroides gonadales y se desarrolla a lo largo de la vida del conejo. Sin embargo, falta estudiar la intensidad de este marcaje, especialmente en respuesta a olores de conejos del sexo opuesto. Se propone investigar y desarrollar un dispositivo (sensor o transductor de fuerza) para responder preguntas como: ¿Hay diferencias en la fuerza con la que los conejos marcan con el mentón? ¿Aplican menos fuerza sobre objetos "limpios" que sobre objetos con olores de otros conejos? ¿Varía la fuerza en respuesta a olores de conejos adultos del sexo opuesto? El desafío tecnológico incluye diseñar un sensor sensible conectado a computadoras o celulares, adaptable a una arena de observación segura y removible, con una cubierta lavable para la deposición de olores sin que el conejo la dañe."

"El presente estudio utiliza DeepEthogram para analizar la conducta de topillos de la pradera mediante la prueba de suspensión de cola. Esta herramienta emplea aprendizaje profundo para automatizar la cuantificación del comportamiento, mejorando la precisión sobre los métodos manuales. Evalúa cómo DeepEthogram identifica comportamientos como la inmovilidad y la movilidad durante la prueba, indicativos de respuestas emocionales como la depresión o la resistencia. Se grabaron videos de la prueba y se etiquetaron manualmente los periodos de inmovilidad y movilidad. El software se entrenó con muestras y generó modelos para luego medir la precisión en nuevas grabaciones. Los resultados muestran alta correlación con las etiquetas manuales, reduciendo el sesgo y acelerando el análisis conductual. DeepEthogram representa un avance en el estudio del comportamiento animal, ofreciendo una metodología eficiente para comprender la respuesta al estrés en roedores, crucial para desarrollar intervenciones terapéuticas y comprender los mecanismos neurobiológicos implicados."

"Antecedentes: Los conejos silvestres viven en poblaciones jerárquicas en madrigueras con machos y hembras dominantes. Se ha observado que los adultos dominantes rocían orina sobre los jóvenes, lo cual podría influir en el desarrollo reproductivo. La orina de conejos contiene señales que podrían transmitir información sobre sexo, edad y estatus social. Los patrones de expulsión de orina incluyen chorro, chisguete y rocío, aunque su significado y contexto no están completamente entendidos. Objetivos: Identificar patrones de expulsión de orina en conejas domésticas bajo diferentes condiciones reproductivas, con y sin estímulo de machos. Métodos: Se usaron 24 conejas divididas en grupos según edad y paridad. Se las evaluó en un entorno controlado con y sin la presencia de un macho. Resultados: No se observaron patrones de expulsión de orina tipo rocío o goteo en conejas viejas. En las jóvenes, el chisguete fue el patrón más común, seguido del chorro, sin diferencias significativas con o sin estímulo. Se destaca la necesidad de herramientas computacionales para analizar estos patrones conductuales de manera más precisa y se sugiere realizar análisis doble ciego en futuras investigaciones."

"Las aves durante la incubación de los huevos deben mantener condiciones óptimas de temperatura y nutrientes, satisfaciendo sus propios requerimientos energéticos. La temperatura de los huevos es crucial, afectando el crecimiento, condición corporal, respuesta inmunitaria, termorregulación, locomoción, estrés, supervivencia y reproducción con cambios mínimos de 1 ºC. Las cavidades para anidar son escasas, lo que lleva a competencia entre aves, comprometiendo el tiempo dedicado a la incubación. En el Parque Nacional La Malinche, evaluaremos si la presencia de competidores afecta la conducta de incubación del azulejo de garganta azul (Sialia mexicana). Usaremos taxidermia y vocalizaciones de Haemorhous mexicanus (grupo experimental) y Cardellina rubra (grupo control) en 30 cajas nido durante 12-17 días de incubación. Esperamos en el grupo experimental: (1) Mayor tiempo de incubación antes de la eclosión. (2) Incubaciones más cortas con más interrupciones en hembras. (3) Menos entregas de alimento por machos. (4) Más conductas agresivas. (5) Polluelos más pequeños al eclosionar. (6) Menor temperatura de incubación debido a la competencia."

"En el contexto de la sexta extinción masiva que estamos viviendo actualmente, un gran número de grupos de organismos se encuentran amenazados. Un grupo especialmente afectado son los insectos. De las aproximadamente 5 millones de especies que se estima existen en la actualidad, solo se ha descrito 1 millón. Utilizando únicamente taxónomos expertos, los costos de describir las 4 millones de especies restantes ascienden a 156 mil millones de dólares. Una alternativa económica actual es la utilización de clasificadores de imágenes automáticos. Utilizando como modelo de estudio a los escarabajos de la familia Curculionidae, la segunda familia de insectos más diversa del planeta, realizamos la clasificación automática de imágenes (n=600) a nivel de especie usando modelos preentrenados (ResNet18) con una fase de ajuste fino sobre el conjunto de imágenes de interés. Obtuvimos un éxito del 85% (exactitud). Dado que las imágenes usadas son imágenes de laboratorio, se utilizó la técnica SHAP para explicar las predicciones del modelo propuesto. A través de esta técnica aproxima la contribución de los píxeles y sus posibles combinaciones para explicar la predicción del modelo. De esta forma podemos comprobar si la morfología de los escarabajos fueron el criterio clasificador. Esto demuestra la utilidad de clasificadores de imágenes automáticos para identificar especies de insectos aún no descritas, reduciendo significativamente costos económicos."