Messa a punto di una procedura di Matching to Sample Simultaneo per studiare la discriminazione di forme e colori in Peocilia reticulata

This thesis presents the development of a Simultaneous Matching to Sample (MTS) procedure to study the visual discrimination abilities of Poecilia reticulata. The MTS paradigm was used to evaluate the ability of subjects to recognize and discriminate visual stimuli presented simultaneously, a skill found in only a few animal species. The visual stimuli consisted of combinations of geometric shapes (circle, and triangle), colors (red and green), and mixed figures (12 stimuli), chosen based on previous studies that demonstrated the absence of innate color or shape preferences in teleost fish. The experimental protocol was divided into three phases: acclimatization, pre-training, and training. During the training phase, the subjects learned to recognize the central sample stimulus and identify the corresponding stimulus among two lateral comparison stimuli. The correct response was reinforced with the administration of Artemia salina nauplii. The results indicate that Poecilia reticulata is capable of learning the visual discrimination procedure through the MTS paradigm, showing high accuracy in choices and a progressive reduction in response times. Additionally, performance improved in the presence of multiple mixed figures compared to a limited set. These results suggest that this species possesses cognitive flexibility that allows it to effectively respond to visual discrimination tasks and generalize learning to different stimuli. This research contributes to the understanding of the evolution of cognitive abilities in aquatic vertebrates and opens new perspectives for the development of the Delayed Matching to Sample paradigm, which allows the study of how long subjects can retain acquired information in working memory.

Questa tesi presenta lo sviluppo di una procedura di Simultaneous Matching to Sample (MTS) per studiare le capacità di discriminazione visiva di forme e colori in Poecilia reticulata. Il paradigma MTS è stato utilizzato per valutare la capacità dei soggetti di riconoscere e discriminare stimoli visivi presentati simultaneamente, un’abilità ad oggi riscontrata in poche specie animali. Gli stimoli visivi consistevano in combinazioni di forme geometriche (cerchio e triangolo), colori (rosso e verde) e figure miste (12 stimoli), scelti in base a studi precedenti che hanno dimostrato l’assenza di preferenze cromatiche o di forme innate in pesci teleostei. Il protocollo sperimentale si è articolato in tre fasi: acclimatazione, pre-training e training. Durante il training, i soggetti hanno appreso a riconoscere lo stimolo campione centrale e a identificare lo stimolo corrispondente tra due stimoli di confronto laterali. La risposta corretta è stata rinforzata con la somministrazione di nauplii di Artemia salina. I risultati indicano che Poecilia reticulata è in grado di apprendere la procedura di discriminazione visiva attraverso il paradigma MTS, mostrando elevata precisione nelle scelte e una progressiva riduzione dei tempi di risposta. Inoltre, la prestazione è risultata migliore in presenza di molteplici figure miste piuttosto che di un insieme limitato. Questi risultati suggeriscono che questa specie possiede una flessibilità cognitiva che le permette di rispondere efficacemente a compiti di discriminazione visiva e di generalizzare l’apprendimento a stimoli diversi. La ricerca contribuisce alla comprensione dell’evoluzione delle capacità cognitive nei vertebrati acquatici e apre nuove prospettive per lo sviluppo del paradigma di Delayed Matching to Sample che consente di studiare quanto a lungo i soggetti riescono a ritenere l’informazione acquisita nella memoria di lavoro.