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Hunde erkennen Krankenhauskeime

Hunde (und andere Tiere) können mit ihrem überlegenen Geruchssinn das Vorhandensein von Krankenhauskeimen anzeigen – wenn sie dazu mit verhaltensanalytischen Methoden trainiert wurden.

Clostridium difficile ist ein Darmbakterium, das vor allem in Krankenhäusern immer wieder zu schweren Erkrankungen führen kann. Das Vorhandensein von C. difficile im Stuhl wird üblicherweise durch eine Zellkultur nachgewiesen. Dieser Test ist sehr sensitiv, mit ihm können fast alle Fälle einer Infektion nachgewiesen werden. Er gilt aber auch als nicht sehr spezifisch, d. h. auch Proben, die eigentlich kein C. difficile enthalten, werden gelegentlich als „positiv“ erkannt. Der Test benötigt rund ein bis zwei Tage Zeit, bis er ein Resultat liefert. Vom Auftreten erster Symptome (z. B. Durchfall) bis zum Beginn der Behandlung vergehen daher, verschiedenen Studien zufolge, im Schnitt zwischen 2,8 und 7,7 Tagen. Bis dahin hat der Keim reichlich Gelegenheit, sich weiter auszubreiten.

C. difficile kann von erfahrenem Krankenhaus- und Laborpersonal auch am Geruch der Stuhlprobe des Patienten erkannt werden. Angeblich riecht eine entsprechende Probe leicht nach Pferdemist. Geschultes Personal kann infizierte Proben mit einer Trefferquote von 55 % bis 82 % (Sensitivität) korrekt identifizieren, nicht infizierte Proben werden zu 77 % bis 83 % (Spezifität) als solche erkannt.

Bild von einem Hund

Hunde verfügen über einen hervorragenden Geruchssinn

Hunde können um ein Vielfaches besser riechen als Menschen. Ein Team niederländischer Forscher (Bomers et al., 2012) trainierte den zweijährigen Beagle Cliff darin, den Geruch von C. difficile anzuzeigen. Zunächst wurden kleine Holzstäbchen über Nacht über einer Kultur mit C. difficile aufgehängt, sodass diese den Geruch annehmen konnten (später sollte sich zeigen, dass es genügt, die Holzstäbchen für nur fünf Minuten über die Petrischale zu halten). Cliff wurde sodann an den Holzstäbchen vorbeigeführt und nach und nach (durch die verhaltensanalytische Methode des Shaping) darin trainiert, sich dann vor dem Holzstäbchen auf den Boden zu setzen oder zu legen, wenn dieses Holzstäbchen nach C. difficile roch. War seine Wahl korrekt, wurde er mit kleinen Futterhappen belohnt. Dies wurde in verschiedenen Umgebungen mit verschiedenen Trägermaterialen (statt des Holzstäbchens) trainiert, die Intensität des Geruchs wurde nach und nach verringert. Nach diesem Training war Cliff in der Lage, Stuhlproben mit C. difficile zu 100 % (Sensitivität) richtig zu identifizieren. Bei keiner Stuhlprobe ohne C. difficile zeigte Cliff fälschlich das Vorhandensein des Bakteriums an (100 % Spezifität). Cliff benötigte für seine Entscheidung zudem nur wenige Sekunden.

Die Forscher gingen noch einen Schritt weiter. Auf einem Krankenhausflur, in dessen Zimmern mehrere Patienten mit und ohne eine Infektion mit C. difficile untergebracht waren, übte Cliff, ob er auch hier die Anwesenheit des Keims allein aufgrund des Geruchs, den die Patienten ausströmten, anzeigen konnte. Cliff sollte sich vor die geöffnete Tür des Krankenzimmers setzen oder legen, wenn er C. difficile roch. Auch dies gelang ihm mit erstaunlicher Sicherheit: 25 von 30 Patienten, die C. difficile in sich trugen, konnte er richtig identifizieren (Sensitivität 83 %). Bei 265 von 270 Patienten, die keine Infektion mit C. difficile hatten, zeigte Cliff dies auch richtig an, indem er an deren Zimmer vorbeilief, ohne sich hinzusetzen oder zu legen (Spezifität 98 %). Für das Screening der Patienten eines Krankenhausflures benötigte Cliff im Schnitt weniger als zehn Minuten.

Literatur

Bomers, Marije K.; van Agtmael, Michiel A.; Luik, Hotsche; van Veen, Merk C.; Vandenbroucke-Grauls, Christina M. J. E. & Smulders, Yvo M. (2012). Using a dog’s superior olfactory sensitivity to identify Clostridium difficile in stools and patients: Proof of principle study. BMJ, 345 (e7396), 1-8. doi: 10.1136/bmj.e7396. PDF 625 KB

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Eingeordnet unter Shaping, Tiere, Verhaltensanalyse, Verstärkung

Tauben spielen Tischtennis

Immer wieder schön: Was man mit Shaping alles hinkriegt… Zu Ehren von B. F. Skinner, der heute vor 24 Jahren starb.

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18/08/2014 · 21:32

Bärendressur mittels kontingenter Verstärkung mit Futter

Wenn Bären dressiert wurden, kam dabei in der Regel massive Gewalt zur Anwendung. Diesem Herrn ist es gelungen, seinem Bären mittels kontingenter Gabe von essbaren Verstärkern etliche, ganz erstaunliche Kunstsstücke beizubringen, anscheinend ohne den Einsatz aversiver Reize (ob das alles überhaupt sein muss, will ich nicht beurteilen).

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06/07/2013 · 08:47

„Tauben, die Bomben lenken“ – definitiv tödlicher als „Männer, die auf Ziegen starren“

B. F. Skinner (1960) trainierte während des 2.Weltkriegs Tauben, sodass diese eine Flugbombe vom Typ „Pelican ins Ziel lenken konnten (Project Pigeon). Die Tauben lernten, das Bild eines Kriegsschiffes zu erkennen und durch ihr Picken eine Flugbombe so zu steuern, dass sie direkt auf dieses Ziel hinsteuerte. Das Projekt war erfolgreich, wurde aber nicht umgesetzt, da die zuständigen Militärs ihre Bomben nicht den angeblich dummen Vögeln anvertrauen wollten.

Ein gut gemachtes, kurzes Video über B. F. Skinners Tauben, die Bomben lenken konnten.

Skinner hatte bei seiner Arbeit an Project Pigeon im Jahr 1943 das Shaping – das willkürliche Formen von Verhalten – entdeckt (Peterson, 2004). Er und seine Mitarbeiter brachten einer Taube „von Hand“, d. h. durch Betätigung der Füttervorrichtung per Hand (nicht automatisch) das Kegeln mit einer kleinen Holzkugel bei. Dies war eine echte Überraschung für Skinner, der zwar schon ein solches Experiment beschrieben hatte, bislang aber nur Shaping, das durch eine Vorrichtung in der Box erzeugt wurde, untersucht hatte. Insbesondere wurde Skinner dabei bewusst, dass der Versuchsleiter und die Taube eine Art Sprachgemeinschaft bilden. Von diesem „Tag der Erleuchtung“ gingen daher auch wichtige Impulse für die Arbeit an Verbal Behavior aus.

Auf die Tauben als Versuchstiere war Skinner wohl nur gekommen, weil sie in der Mühle, in der er mit seinem von den US-Streitkräften nur sparsam finanzierten Projekt residieren musste, ständig ein- und ausflogen. Skinner blieb der Taube als Versuchsobjekt anschließend treu. Die meisten „rattenpsychologischen“ Experimente sind eigentlich „taubenpsychologische“ (Bjork, 1997).

Vgl. auch den Beitrag auf dem Blog des „Smithsonian“ vom 18.8.2011.

Mehr zum Thema im Cybernetic Zoo.

Literatur

Bjork, D. W. (1997). B. F. Skinner. A life. Washington, DC: American Psychological Association.

„Hunde, die Auto fahren“

Ebenfalls schön finde ich diesen BBC-Beitrag:

http://www.bbc.co.uk/news/world-asia-20614593

Auch dies ist ein Resultat der Anwendung der Erkenntnisse der Verhaltensanalyse.

Im Übrigen wurden viele Prinzipien der Verhaltensanalysen schon vor ihrer wissenschaftlichen Erforschung von Praktikern beschrieben.  Burch und Pickel (2004) erwähnen z. B. den Saarbrücker Polizeikommissar Konrad Most (1910), der viele verhaltensanalytische Prinzipien der Tierdressur in seinem Buch „Abrichtung des Hundes: Individuell und ohne Strafen“ vorwegnahm.

(Danke an die Autoren der Mailingliste Teaching Behavior Analysis für die Hinweise auf die Videos).

Ein Kommentar

11/01/2013 · 19:34