Aplicação de modelos coultos de markov na segmentação e classificação de processos comportamentais contínuos: um estudo de caso sobre comportamento ingestivo em pombos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eléterica, Florianópolis, 2013Além da classificação comportamental, a definição de unidades descritivas da motivação animal pode ser valiosa aos estudos em animais. Um sistema para registro automático da atividade alimentar de pombos foi projetado, montado e testado em experimentos com 5 horas de duração onde os animais foram submetidos a quatro manipulações alimentares distintas envolvendo estímulos hedônicos e metabólicos. O sistema é baseado em sensores de força, o que permite o acompanhamento da evolução do perfil ingestivo ao longo de um experimento, bem como a identificação dos momentos de ocorrência dos eventos ingestivos. A marcação temporal destes eventos torna possível a utilização de métodos de agrupamento de dados como os modelos ocultos de Markov para a classificação do comportamento alimentar em termos de episódios ingestivos. Esta técnica, quando comparada à metodologia tradicional de agrupamento por pontos-critério fixos, se mostrou mais adequada para aplicação nos dados de ações alimentares dos pombos. Uma segunda etapa de classificação buscou segmentar a motivação alimentar dos animais em três graus distintos de interesse pela ração/água, em oposição à tradicional segmentação em refeições. Os resultados sugerem que estímulos de natureza metabólica aumentam momentaneamente a eficiência na ingestão de ração e água no estado de alto interesse e diminuem a eficiência no estado de baixo interesse, enquanto que estímulos hedônicos tendem a aumentar tanto a ingestão de ração quanto o tempo dedicado ao estado de alto interesse. A segmentação da análise dos dados em resultados acumulados a cada duas horas indicou a ocorrência de períodos de quiescência na ingestão de ração. Entretanto, estes períodos de duas horas também mascaram dinâmicas internas de alteração da motivação alimentar. A metodologia empregada permitiu a caracterização de estruturas motivacionais a partir de unidades comportamentais simples, durações de episódios ingestivos e intervalos entre estes. Estas informações, porém, parecem não ser suficientes para classificação do fluxo motivacional subjacente à Sequeência Comportamental de Saciedade em três condições plenas e duradouras; dados de quantidades ingeridas e indicadores de agitação corporal poderiam fortalecer os modelos nesta direção