Il tempo di abituazione dei cavalli è stato di un mese. I risultati dell’analisi dell’etogramma relativamente ai comportamenti di attenzione ed esplorazione sono riportati nelle tabelle n°4-5.
I parametri utilizzati per studiare l’andamento del comportamento delle cavalle sono stati il numero delle volte, la durata media e la durata totale in cui il comportamento si è presentato.
Il confronto tra FACE 0 vs 1 vs 2 vs 3, effettuato per ciascun comportamento analizzato, non ha evidenziato differenze statisticamente significative.
Analizzando i comportamenti di attenzione il tempo trascorso a mostrare l’occhio destro (ATTdx), si presenta maggiormente quando il robot esprimeva la Face arrabbiata. Viceversa, la condizione di attenzione sinistra (ATTsx), si osserva in maggior misura nei confronti della faccia felice, rispetto alle Face triste, arrabbiata e neutrale. In misura analoga si nota la stessa tendenza per i comportamenti lateralizzati di attenzione divisa (dx e sx).
Infine, per l’atteggiamento di attenzione selettiva (selATT), confrontando la mediana di tutti e tre i parametri (n, tot, med), la faccia arrabbiata è stata osservata per più tempo e per più volte rispetto alla faccia felice e triste, ma non rispetto a quella neutrale.
Per il comportamento di esplorazione si osserva che la mediana per le quattro Face risulta essere omogena durante l’esposizione della narice destra (EXPdx). Per tale motivo, la misura del range è stata utile per confrontare la distribuzione di ciascun comportamento e ne deriva che una minore dispersione si ottiene per la faccia felice.
L’esplorazione sinistra (EXPsx) si presenta maggiormente per la faccia felice rispetto alla faccia triste, ma non per quella neutrale. Lo stesso andamento si riscontra per il comportamento di esplorazione selettiva (selEXP).
Il parametro HRV non ha mostrato una differenza statisticamente significativa tra le varie “features” indipendentemente che l’espressione sia felice, triste e arrabbiata come mostra la tabella n°6.
Confrontando le varie facce sono state valutate le features dell’HRV nel dominio del tempo, relative alle tre zone di oscillazione cardiaca: Very Low Frequency (VLF), Low Frequency (LF) e High Frequency (HF). Ne risulta che solo nel confronto tra la faccia triste vs faccia felice è risultata significativa la frequenza VLF. Mentre nel confronto tra faccia arrabbiata vs faccia triste è risultato significativo il Total power. Presi insieme questi due parametri, nonostante la loro significatività, forniscono delle informazioni in generale sul sistema nervoso. Risultano dei parametri molto generici che non sono indicativi dello stato emotivo del cavallo.
Il valore della variabilità cardiaca non è costante, il p-value fra le features non rimane uguale tra le tre espressioni del robot. Questo evidenzia che alla base c’è una differenza tra i valori espressi, ma che non raggiunge la significatività.
Questi risultano degli studi preliminari, a cui si aggiunge anche che è stata eseguita solo la comparazione diretta tramite un confronto a due tra le facce, per cui per ottenere una statistica significativa occorrono dei tempi più lunghi.
Tab.4. Risultati, espressi come mediana, valore minimo e massimo, relativamente a ciascun comportamento di attenzione analizzato per ciascuna FACE (neutrale, felice, triste, arrabbiato)
Neutrale Felice Triste Arrabbiato
num tot med num tot med num tot med num tot med
ATT dx 5.0 2.0- 12.0 4.3 1.5- 17.6 0.9 0.3- 3.0 7.0 1.0- 24.0 8.0 0.3- 35.8 1.3 0.1- 2.7 6.0 1.0- 26.0 8.9 0.7- 30.7 1.1 0.3- 3.7 12.0 1.0- 28.0 16.6 1.1- 37.0 1.3 0.5- 2.6 ATT sx 6.0 1.0- 30.0 8.6 0.9- 46.8 0.9 0.3- 2.9 8.0 2.0- 33.0 10.3 1.0- 15.3 1.3 0.5- 7.0 5.0 1.0- 30.0 7.7 0.7- 24.8 1.0 0.5- 3.7 4.0 2.0- 33.0 6.8 0.7- 48.7 1.3 0.4- 2.3 divATT dx 8.5 1.0- 19.0 3.8 0.5- 21.6 0.7 0.2- 1.8 5.0 1.0- 18.0 6.1 0.2- 17.5 1.0 0.2- 3.5 6.0 1.0- 16.0 3.8 0.3- 32.8 0.6 0.3- 2.0 3.0 1.0- 19.0 4.1 0.1- 14.2 0.5 0.1- 1.8 divATT sx 4.5 1.0- 19.0 3.1 0.3- 16.1 0.7 0.3- 1.1 5.0 1.0- 12.0 3.2 0.3- 12.2 0.5 0.3- 3.2 4.5 1.0- 10.0 3.0 0.8-9.4 0.6 0.4- 1.2 3.0 1.0- 19.0 1.5 0.3- 18.8 0.7 0.3- 1.2 selATT 5.0 1.0- 16.0 6.5 0.3- 15.2 1.1 0.3- 2.3 2.5 1.0- 10.0 1.3 0.2- 13.4 0.7 0.2- 6.7 3.0 1.0- 13.0 2.3 0.1-7.2 0.6 0.1- 1.9 2.5 1.0- 13.0 4.5 0.2- 20.5 1.1 0.2- 3.9
Tab.5. Risultati, espressi come mediana, valore minimo e massimo, relativamente a ciascun comportamento di esplorazione analizzato per ciascuna FACE (neutrale, felice, triste, arrabbiato)
Neutrale Felice Triste Arrabbiato
num Tot med num tot med num tot med num tot med
EXP dx 3.0 1.0-7.0 4.7 0.5- 26.7 1.1 0.5-4.8 4.0 1.0-8.0 6.6 3.2-10.9 1.8 0.6-3.2 4.0 1.0-9.0 6.6 0.6-19.1 1.5 0.6-4.9 3.0 1.0-8.0 5.0 2.6-23.0 1.7 0.9-5.5 EXP sx 3.5 2.0-7.0 4.5 0.9-12.9 0.9 0.4-4.3 3.0 1.0-8.0 2.4 0.9-18.0 1.0 0.5-2.7 1.0 1.0-10.0 0.9 0.1-17.4 0.9 0.1-3.7 1.0 1.0-12.0 1.3 0.1-27.4 1.0 0.1-9.1 selEXP 8.0 1.0-13.0 9.3 0.4-23.8 1.3 0.4-2.6 6.0 3.0-11.0 8.9 3.1-16.1 1.5 0.7-4.2 5.5 1.0-11.0 12.4 1.0-33.6 1.9 0.6-5.9 3.5 1.0-13.0 6.1 1.4-48.3 2.7 0.7-6.3
Tab.6. Risultati, espressi come mediana, valore minimo e massimo, delle features dell’HRV relativi a ciascun confronto tra le facce emotive
Frequency ANGRY-HAPPY Frequency ANGRY-SAD
Frequency SAD-HAPPY H pvalue VLF_peak 0 0.5313 LF_peak 0 0.8750 HF_peak 0 0.7500 VLF_power 1 0.0122 VLF_power_prc 1 0.0161 LF_power 0 0.6772 LF_power_prc 0 0.3394 LF_power_nu 0 0.6221 HF_power 0 0.7910 HF_power_prc 0 0.3804 HF_power_nu 0 0.6221 LF_HF_power 0 0.6772 tot_power 0 0.1294 h pvalue VLF_peak 0 1.0000 LF_peak 0 0.3750 HF_peak 0 0.8750 VLF_power 0 0.2334 VLF_power_prc 0 0.9697 LF_power 0 0.0522 LF_power_prc 0 0.9097 LF_power_nu 0 0.7910 HF_power 0 0.1763 HF_power_prc 0 0.7910 HF_power_nu 0 0.7910 LF_HF_power 0 0.7910 tot_power 1 0.0425 h pvalue VLF_peak 0 0.2891 LF_peak 0 0.4063 HF_peak 0 0.6250 VLF_power 0 0.4238 VLF_power_prc 1 0.0425 LF_power 0 0.7334 LF_power_prc 0 0.1763 LF_power_nu 0 0.4697 HF_power 0 0.1763 HF_power_prc 0 0.2661 HF_power_nu 0 0.4697 LF_HF_power 0 0.4697 tot_power 0 0.8501
DISCUSSIONE
Lo scopo di questo studio è stato quello di esaminare la capacità del cavallo di percepire, attraverso il canale visivo, alcune emozioni umane manifestate tramite le espressioni facciali e di comprendere se queste avessero una valenza ed un’influenza sul soggetto equino, sia dal punto di vista comportamentale che fisiologico. Questo studio ha quindi riprodotto, grazie all’ausilio di un robot umanoide, la manifestazione di tre espressioni facciali, differenti in termini di valenza (felicità, rabbia, tristezza).
Basandosi su indagini precedenti, il presente studio ha ipotizzato che mostrare ai cavalli espressioni facciali umane in sequenza dinamica avrebbe potuto avere un impatto diverso sulle loro risposte comportamentali e fisiologiche. Inoltre, si è avvalso della misurazione della Variabilità Cardiaca (o Heart Rate Variability, HRV) come indice del livello di attivazione simpatica/parasimpatica in risposta alla visione delle varie espressioni.
Nonostante uno degli studi, su cui il nostro lavoro si è basato, affermasse che la presentazione agli animali di volti arrabbiati inducesse un aumento dell’approccio visivo con il campo oculare sinistro [53], l’analisi statistica ivi effettuata ha dimostrano che non è presente una differenza statisticamente significativa tra i parametri comportamentali e fisiologici del medesimo cavallo posto di fronte a tre diverse espressioni facciali umane. Di conseguenza, dal punto di vista strettamente fisiologico, il sistema nervoso autonomo risulta essere in equilibrio, con una pari attivazione simpatica e parasimpatica, durante l’esecuzione dei test.
Sebbene i risultati del presente studio si discostino dalla letteratura, si possono comunque estrapolare alcuni concetti che pongono le basi per ulteriori ricerche nell’ambito della percezione delle emozioni da parte degli animali e della loro risposta ad esse.
In primo luogo, nonostante negli ultimi anni la ricerca sugli stati affettivi degli animali continui a progredire rapidamente, rimangono molte difficoltà nel riuscire a misurare le risposte “emotive” negli animali, soprattutto a causa dell’assenza di comunicazione verbale [75]. Inoltre, le stesse risposte emotive sono difficili da misurare quantitativamente, poiché influenzate dalle caratteristiche intrinseche dell'individuo [76].
Nel nostro studio le cavalle hanno un’età compresa tra 5 e 20 anni. Un fattore da prendere in considerazione è che l’avanzare dell’età, sia negli esseri umani che negli animali, influenza l'attenzione e la memoria e aumenta la regolazione della risposta emotiva [77]. In generale, con l'aumentare dell'età, i cavalli mostrano una ridotta manifestazione
comportamentale nei confronti degli stimoli esterni [78,79]. Inoltre, così come è stato dimostrato nell’uomo adulto, anche nel cavallo adulto, nel tempo, si verifica un calo della modulazione vagale sulla frequenza cardiaca, con una significativa riduzione degli indici HRV rappresentativi dell’attività parasimpatica [80]. Viceversa, i cavalli più giovani mostrano un comportamento più esplorativo nei confronti di uno stimolo [79]. Questo potrebbe spiegare la mancanza di significatività statistica ottenuta dal nostro studio nell’analisi dei comportamenti dei cavalli durante lo svolgimento dei test. I cavalli adulti hanno maggior autocontrollo, con o senza manifestazioni endogene di stress, come nel caso di altri animali [81] [82] e dell’uomo [83]. In uno studio condotto da Popescu e Diugan [84], cavalli di età superiore ai 15 anni si mostravano indifferenti nei confronti dell'approccio dell’uomo, che ha cercato un contatto con il cavallo avvicinandosi, camminandogli accanto e tentando di toccargli il mento. Nonostante ciò, la posizione del corpo è rimasta immobile e rilassata. Non sono stati riscontrati movimenti della testa verso o lontano dall’essere umano e movimenti rapidi delle orecchie. Le labbra risultavano essere rilassate e gli occhi semichiusi.
Tali risultati, in accordo con i quelli ottenuti da questo studio, mostrano che i cavalli maturi tendono a generalizzare nei confronti di situazioni diverse, divenendo meni reattivi a stimoli nuovi e non familiari [79]
Un altro parametro da tenere in considerazione nella valutazione delle reazioni comportamentali e fisiologiche riguarda il sesso. Le cavalle incluse in questo esperimento erano tutte femmine non gravide. Tuttavia, alcuni studi hanno dimostrato che gli ormoni sessuali dell’uomo, in particolare il testosterone, influenzano maggiormente il riconoscimento visivo dei volti e l'elaborazione dell'espressione facciale. Ad esempio, nello studio di Little è stato riscontrato che livelli più elevati di testosterone nella saliva dell’uomo sono correlati alla visione di volti umani arrabbiati [85].
Nel complesso è quindi importante considerare una possibile interazione tra le caratteristiche individuali e gli stati affettivi a lungo termine, che determino l’umore dell’animale, in relazione alle condizioni di vita [5].
Sebbene gli studi sul “riconoscimento” delle espressioni facciali, generalmente, siano utilizzati come metodo non invasivo per ottenere informazioni sulla percezione
interspecifica delle emozioni [86] e nonostante i cavalli risultino ottimi candidati per questi studi [87], in quanto animali prevalentemente visivi [88], la sola stimolazione visiva non ha portato, nel presente studio, a variazioni rilevanti riguardo il repertorio comportamentale o i parametri fisiologici dei cavalli indagati. È necessario comprendere, tuttavia, che i cavalli sono animali sociali, che si sono evoluti e sono stati allevati per interagire con gli umani usando i loro sistemi sensoriali. Non solo, quindi, le loro capacità visive, ma anche le capacità uditive, olfattive e tattili [33]. Molti studi condotti sui cavalli, hanno riscontrato risultati notevoli nella capacità di classificare in modo incrociato le emozioni umane. Ad esempio, in uno studio condotto da Trösch e colleghi, i cavalli a cui venivano somministrati due espressioni facciali con valenze opposte (gioia o rabbia), mentre ascoltavano in contemporanea vocalizzazioni umane che esprimeva gioia o rabbia, dimostravano che sono riusciti ad abbinare segnali visivi e uditivi appartenenti alla stessa emozione. [89].
Ancora, la ricerca di Lelard e colleghi ha rilevato che nell’uomo la stimolazione multimodale (uditiva e visiva) attraverso video di interazioni interspecifiche provocava una maggiore risposta cerebrale rispetto alla semplice stimolazione visiva (foto) [90].
Questo può, in parte, spiegare perché i comportamenti di attenzione ed esplorazione analizzati nel nostro studio non risultino statisticamente significativi, cioè mutevoli, in relazione ai cambiamenti nella somministrazione dello stimolo visivo (diverse espressioni). Sarebbe pertanto interessante, in eventuali ulteriori studi, integrare lo stimolo visivo dell’espressione facciale con altri stimoli, che vadano ad agire sui diversi canali di percezione dell’animale.
Infine, i cavalli durante il test non dimostravano reazioni di paura. Ciò significa che anche il livello più alto di attenzione, probabilmente, non era associato all'allerta o alla paura nei confronti dello stimolo che avevano di fronte. Questo può spiegare la non significatività delle risposte lateralizzate (esplorazione dx/sx, attenzione dx/sx) espresse dai cavalli durante i test svolti nel nostro studio. Le risposte comportamentali lateralizzate, ovvero messe in atto con i sensi o con le parti del corpo destre o sinistre, vengono supposte essere indotte da stimoli paurosi [63], soprattutto per quanto riguarda i bias dell’occhio sinistro, come conseguenza del presunto ruolo dell'emisfero destro nell'elaborazione delle risposte emotive negative [91]. Nel nostro caso, come precedentemente affermato, non è stato riscontrato alcun bias.
Da un punto di vista fisiologico, l'analisi della Variabilità Cardiaca (HRV), usata come indice non invasivo per lo studio dell'equilibrio simpatico-vagale nell’attivazione del sistema nervoso autonomo, non ha riportato differenze statisticamente significative, per le varie features dell’HRV investigate, tra le tre espressioni facciali somministrate ai cavalli. Ciò è in linea con le osservazioni comportamentali che suggeriscono un livello relativamente basso di eccitazione in risposta agli stimoli provenienti dal robot. In questo caso, quindi, le risposte comportamentali e fisiologiche combaciano tra loro, suggerendo che le manifestazioni comportamentali esterne riflettono un corrispondente stato “emotivo” interno.
Il presente studio rappresenta solo un’indagine preliminare, in cui tener di conto non solo della variabilità individuale, ma anche del numero limitato di soggetti esaminati. Sarebbe quindi importante, interessante e auspicabile, in futuro, ottenere informazioni su un numero più ampio di soggetti, che permetta di avere una base statistica più solida e rappresentativa.
CONCLUSIONI
Il nostro studio si è proposto di indagare la percezione interspecifica delle emozioni. Il proposito di investigare e comprendere quanto uno stato emotivo nell’uomo possa influenzare uno stato emotivo nel cavallo può avere risvolti in ambito pratico, al fine di promuovere pratiche rispettose e sicure nel mondo equestre, andando così a ridurre i rischi di incidenti, che spesso e volentieri si verificano anche durante la sola conduzione a mano dell’animale. Capire se e come l’animale percepisce lo stato emotivo è dunque essenziale nella gestione di tutti i giorni. Inoltre, nel nostro studio, abbiamo verificato come l’HRV possa essere usato come indice, semplice e non invasivo, dello stato emotivo interno dell’animale, andando a fornire indicazioni riguardo l’attività del sistema nervoso autonomo. Le due componenti di valutazione dell’animale, comportamentale e fisiologica, integrate tra loro, risultano indispensabili per investigare al meglio quello che l’animale percepisce e come lo percepisce, al fine del benessere e della sicurezza di cavalli e operatori del settore equestre.
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