Успешное обучение послушанию собак требует от дрессировщиков эффективного использования и хорошего тайминга сигналов, а также подкрепления и/или наказания. Когда дрессировка включает в себя аверсивные или вредоносные стимулы, это может привести к наказанию, если собаки не ведут себя так, как требуется (1, 2). Растущее понимание применения теории научения к благополучию собак привело к тому, что многие дрессировочные центры, благотворительные организации и ученые выступают за так называемые более гуманные методы, которые фокусируются на использовании и своевременности наград (3-9).

Электронные вспомогательные средства в дрессировке принимают самые разные формы, но, как правило, они включают в себя крепящееся на ошейнике устройство (Электронный ошейник, ЭО), которое может выдавать стимул в виде разряда тока в шею животного наряду с другими стимулами, такими как звуковой сигнал или вибрация (10). ЭО включают в себя устройства с ручным пультом дистанционного управления; устройства, активируемые лаем или шумом (ошейники-“антилай”) и системы ограничения передвижения (“невидимая изгородь”) (11). В целом, ЭО разработаны таким образом, чтобы можно было связать звуковой/вибрационный сигнал с последующим ударом током в качестве сигнала-“предупреждения”. Если собака его проигнорирует, к ней может быть применен электрический стимул, пока она не осуществит желаемое поведение. Таким образом, посредством сочетания отрицательного подкрепления и классического обусловливания собака может научиться избегать электрический стимул, осуществляя желаемое поведение. Однако, если электрический стимул предоставляется не своевременно (с плохим таймингом), могут сформироваться нежелательные ассоциации (11-13). Противники ЭО утверждают, что, поскольку эти устройства используют аверсивные стимулы для предотвращения нежелательного поведения, они несут с собой повышенный риск нежелательных результатов дрессировки (таких как негативные изменения эмоционального состояния или непредсказуемые ассоциации), по сравнению с дрессировкой, основанной на наградах, особенно в руках недостаточно обученных или неопытных владельцев (14-18). И наоборот, те, кто выступает за использование ЭО, утверждают, что эти устройства, особенно в руках опытного дрессировщика, могут быть использованы для модификации поведения посредством отрицательного подкрепления, с ограниченной подверженностью вредоносным стимулам, и тем самым являются ценным дрессировочным инструментом. Производители ошейников сообщают, что преимущество этих систем состоит в том, что они дают владельцу контроль над собакой даже на расстоянии (19) и эффективно подавляют сильно мотивированное поведение, такое как охотничье, причину погонь за домашним скотом и непреднамеренного убийства диких животных (20-23). Также утверждается, что ЭО успешно применяются в лечении проблем поведения, благодаря чему собаки могут избежать ненужной эвтаназии, неутешительного исхода для владельцев (24).

Использование ЭО в дрессировке собак в Великобритании, судя по всему, снижается, примерно с 6% всех домашних собак в 2012 году (25) до приблизительно 1% в 2019 (26). Это снижение может отражать текущую политику государства касаемо этих устройств в Уэльсе (ЭО запрещены по (27)) и Шотландии (ЭО не допускаются в дрессировке и их использование может повлечь наказание (28)), а также предлагаемое ограничительное законодательство в Англии (29), наряду с громкими кампаниями против их использования (например, (18)). Тем не менее, хотя эти цифры и кажутся относительно маленькими, они все равно означают, что порядка 100 000 собак в Великобритании подвергаются использованию ЭО, и эти устройства остаются легальными во многих других странах.

Научные исследования выборочно цитируются в защиту своей позиции как приверженцами, так и противниками ЭО, зачастую без должного внимания к качеству дизайна эксперимента или с пристрастной оценкой данных, такой как многочисленные возможные интерпретации изолированных поведенческих индикаторов благополучия (11). Однако, необходимость данных устройств (которая используется для оправдания продолжения их применения (30)) зависит от их эффективности по сравнению с другими подходами в дрессировке (11, 31). Эффективность можно оценить объективно, используя измерения конкретного целевого поведения, а применение профессионально разработанных планов дрессировки, осуществленных опытными дрессировщиками, может снизить риск смещения выборки. В данном исследовании мы напрямую оценивали эффективность использования электронных ошейников для улучшения подзыва (целевое поведение) и общего послушания у собак по сравнению с дрессировкой без ЭО. Принимавшие участие в этом исследовании собаки были направлены к опытным, профессиональным дрессировщикам, поскольку их владельцы испытывали серьезные проблемы с послушанием, включая плохой подзыв, а также погони за скотом и/или агрессивное поведение к другим собакам. Данное исследование сконцентрировалось на устройствах с ручным дистанционным управлением, поскольку они были наиболее часто используемой формой ЭО в Великобритании во время исследования (25, 32), применяемой в первую очередь в качестве средства прекращения погонь и улучшения подзыва. Мы использовали видеозаписи процесса дрессировки, собранные в ходе исследования, спонсированного DEFRA (33) по поручению правительства Великобритании. В отличие от ранее опубликованной работы (31), где эффективность оценивалась по обратной связи от владельца, в данном исследовании записывалась скорость и надежность реакции после каждой команды, чтобы получить более точное, систематичное и объективное измерение эффективности.

Извлечение данных и статистический анализ

Наблюдатели просматривали видеозаписи процесса дрессировки в программе Solomon Coder (version: beta 17.03.22) в случайном порядке и вслепую, так чтобы они не могли соотнести собак с их предполагаемой группой. После сбора сырые данные экспортировали из файлов Solomon Coder в лист Microsoft Excel, где собаки уже разделялись по своим назначенным группам. Данные о числе команд (Таблица 3) анализировались по дрессировочным занятиям (сессиям). Некоторые сессии были сосредоточены только на “ко мне” или на “сидеть”, поэтому утренние и дневные сессии объединялись, чтобы проанализировать процент собак, выполнивших навык с первой команды, нескольких команд или не выполнивших вообще и вычислить задержку выполнения. В результате получалось единое ежедневное измерение для каждой собаки. Предыдущая работа Купера и коллег (31) не обнаружила значимых различий поведения собак между утренними и дневными занятиями, и исследовательское сравнение утренних и дневных данных в нашем исследовании с этим согласуется.

Статистический анализ данных осуществлялся с помощью Minitab 17.0, используя основные линейные модели. Дрессировочные группы и дни (1, 3 и 5) обрабатывались как фиксированные факторы, в то время как порядковые номера отдельных собак были случайными факторами, расположенными внутри дрессировочных групп. Поскольку фокус был на эффективности результатов, мы сконцентрировались на основных эффектах и не включали взаимодействия внутри наших моделей, чтобы случайно не раздуть степени свободы в моделях. Если не указано иное, данные представлены как среднее значение ± стандартное отклонение, поскольку фокус был на различиях между группами, а не на вариативности внутри групп.

Число команд, сигналов и выполнений навыка

В среднем, за одну дрессировочную сессию дрессировщики подавали 20.3 ± 0.6 команд, из которых 15.7 ± 0.6 (77%) были выполнены с первого раза, 4.1 ± 0.2 (20%) после нескольких повторов и только 0.6 ± 0.1 (3%) не выполнены вообще. В среднем, количество сигналов за одно занятие было 26.8 ± 0.8. Большинство сигналов были вербальными, с 17.8 ± 0.8 вербальных сигналов за сессию (66% всех сигналов). Также за занятие было 5.2 ± 0.3 сигналов рукой (19% от всех сигналов) и 3.8 ± 0.4 сигналов поводком (14%). Различия в количестве вербальных сигналов, поданных собакам во всех трех группах, обнаружено не было (Таблица 3), однако собаки в Контрольной группе 1 стабильно получали больше сигналов рукой и поводком, чем собаки в Группе ЭО, а собаки в Контрольной группе 2 получали меньше сигналов рукой и поводком, чем собаки из двух других групп. Как следствие, собаки в Контрольной 1 получили больше всего сигналов во время дрессировки, в то время как собаки из Контрольной 2 получили меньше всего сигналов в процессе дрессировки, чем другие группы [F(2, 293) = 30.2, P < 0.001].
Контрольная 2 выполнила меньше всего раз “сидеть” в ходе дрессировки, чем ЭО-группа и Контрольная 1, как после первой команды, так и после нескольких команд (Таблица 3), так и в целом [F(2,293) = 74.5, P < 0.001]. Контрольная 1 выполнила больше всего раз “сидеть” и “ко мне” после нескольких команд, а ЭО-группа выполнила меньше всего раз “ко мне” после первой команды и в целом [F(2, 293) = 5.51, P = 0.005].

Контрольная 1 показала больше непослушаний, чем ЭО-группа или Контрольная 2 (Таблица 3), но также выполнила больше всего поведений после первой и повторных команд, поскольку она получила наибольшее число команд из всех трех групп. Когда мы проанализировали процентное соотношение выполнений команд, чтобы нивелировать разницу в количестве команд между группами, мы не обнаружили разницы в проценте непослушаний между всеми тремя группами (Таблица 4). Тем не менее, в Контрольной 2 оказался наибольший процент выполнения обеих команд “сидеть” и “ко мне” после первой же команды и наименьший процент выполнения после нескольких команд, чем в обеих Контрольной 1 и ЭО-группе.

День дрессировки никак не влиял на количество команд или их выполнений, за исключением использования сигналов (Графики 1-3). Использование сигналов поводком снижалось от первого дня к пятому (График 3: F(2,293) = 17.5, p < 0.001], а сигналы рукой использовались чаще всего на третий день (График 2: F(2,293) = 4.04, p = 0.018]. При этом не было никакого изменения количества вербальных сигналов, использованных на протяжении пяти дней, и общего количества сигналов, использованных в каждый из дней [F(2,293) = 0.16, P = 0.85].

Задержка реагирования

В целом, средняя задержка выполнения команды “ко мне” составляла 1.24 ± 0.05 секунд, в то время как собакам требовалось в среднем 1.64 ± 0.06 секунд на выполнение команды “сидеть”. Между дрессировочными группами были обнаружены значимые различия в задержке выполнения как команды “ко мне” [F(2,114) = 5.89; p = 0.04], так и команды “сидеть”[F(2,101) = 12.3; P < 0.001] (Таблица 5). Для команды “ко мне” в Контрольной 2 задержка выполнения была короче, чем в ЭО-группе. Различие в задержке выполнения команды “сидеть” было по большому счету схоже с таковой для команды “ко мне”, но собаки из Контрольной 2 реагировали быстрее, чем в обеих ЭО-группе и Контрольной 1.

Хотя ЭО-группа и Контрольная 1 показывали видимое сокращение задержки выполнения команды “ко мне” на протяжении изучаемого периода (График 4), не было обнаружено значимого изменения задержки при подзыве между тремя днями дрессировки [F(2,114) = 1.82; P = 0.17]. И наоборот, было обнаружено изменение задержки выполнения “сидеть”[F(2,101) = 5.61; P = 0.005], с большей задержкой посадки в дни 3 и 5 по сравнению с первым днем (Таблица 5), которая была связана с увеличением задержки в ЭО-группе и Контрольной 1 по мере прогресса дрессировки (График 5).

Каждая из трех дрессировочных групп добилась успешных результатов в обеих командах «ко мне» и «сидеть». Пропорция выполнения команд с первого раза была высокой во всех трех группах, а пропорция непослушания была низкой на протяжении всего исследования и не отличалась между группами. Эти результаты согласуются с удовлетворенностью владельцев результатами дрессировки, как сообщалось ранее (31), чего и следовало ожидать, поскольку дрессировщики были профессионалами с большим опытом дрессировки собак с целью улучшения подзыва и общего послушания. Но в Контрольной группе 2, с акцентом на положительном подкреплении, наблюдалась более высокая пропорция выполнения команд «ко мне» и «сидеть» с первого раза, и ей требовалось меньше повторных команд, чтобы инициировать подзыв или завершение посадки. Это позволяет предположить, что основанная на положительном подкреплении дрессировка оказалась наиболее эффективным подходом не только для обучения подзыву, который был целевым поведением, но и для других команд, даже несмотря на то, что позитивные дрессировщики не тратили на обучение команде «сидеть» так много своего времени, сколько две другие группы.

Задержки выполнения команд также указывают на успешные результаты дрессировки во всех трех группах: собаки стали возвращаться к дрессировщику в среднем через 1.24 секунды после подачи команды “ко мне” и полностью садились в среднем через 1.64 секунды после команды “сидеть”. Чуть более долгая задержка посадки, возможно, связана с тем, что критерием выполнения было полное опускание зада на землю, в то время как задержка выполнения “ко мне” высчитывалось как время между подачей команды и началом возвращения к тренеру. Хотя различия между группами были небольшими, собаки в Контрольной группе 2 показали меньшую задержку начала возвращения, чем собаки в ЭО-группе, что согласуется с более высокой пропорцией выполнения команд с первого раза в этой группе. Также между группами были обнаружены различия во времени выполнения команды “сидеть”: Контрольная 2 выполняла ее быстрее, чем ЭО-группа и Контрольная 1, что также согласуется с более высокой пропорцией выполнения этой команды с первого же раза. Стоит отметить, что в первый день дрессировки разница в задержке выполнения “сидеть” между тремя группами была не большая, поскольку собаки из всех трех групп надежно выполняли этот навык еще до начала дрессировки, но по мере прогресса увеличение задержки в ЭО-группе и Контрольной 1 стало заметным. Эти находки согласуются с вышеуказанным общественным представлением о том, что для обучения подзыву и решения проблемы преследования (25) электронные ошейники менее эффективны, чем положительное подкрепление, и с сомнениями относительно эффективности программ дрессировки с использованием потенциально аверсивных стимулов, выдвинутыми Хиби и др. (3), Руни и Кованом (4), Фернандесом и др. (5), Зивом (6) и Массоном и др. (7, 35).

Прежде чем делать выводы относительно эффективности трех этих методов дрессировки, помимо применения электрических стимулов в процессе дрессировки следует рассмотреть еще два фактора. Первый касается погодных условий, поскольку ЭО-группу и Контрольную 1 дрессировали в середине зимы, а Контрольную 2 – 4 месяца спустя, ранней весной. Отчасти это было связано с доступностью выдвигаемых отраслью дрессировщиков, а отчасти с тем, что это дало время на отбор собак из большей популяции, доступной для дрессировки без ЭО, чтобы они максимально совпадали с распределенными в ЭО-группу. И хотя мы не нашли опубликованных исследований на тему сезонной вариации результатов дрессировки собак, вариация окружающих условий наверняка на них влияет. И действительно, во время зимнего периода дрессировки наблюдались как экстремальные погодные условия в виде выпавшего снега и низкой дневной температуры, так и более мягкие периоды. Поэтому в рамках исследовательского анализа данных в ходе изначального проекта (AW1402a) мы изучили еженедельную вариацию данных в каждой группе и не обнаружили никаких различий в части использования команд, поведения собак или результатов дрессировки. Это говорит о том, что еженедельные изменения окружающей среды оказывали минимальное влияние и что дрессировщики сохраняли последовательный подход к дрессировке на протяжении всех недель сбора данных, несмотря на вызовы полевых условий.

Второй фактор касается различий в общих подходах к дрессировке между тремя группами и, в частности, между дрессировщиками в Контрольной 2 и дрессировщиками в ЭО-группе и Контрольной 1. Во-первых, в Контрольной 2 дрессировщики в первую очередь занимались обучением подзыву и меньше времени уделяли другим командам, включая “сидеть”, в то время как дрессировщики из ЭО-группы и Контрольной 1 решили работать как над подзывом, так и над общим послушанием, включая “сидеть” (Таблица 3), что, возможно, указывает на больший акцент на контролировании собаки наряду с достижением целевого поведения. Более того, хотя использование вербальных сигналов было схожим между тремя группами, сигналы рукой и, особенно, поводком были намного реже в Контрольной 2, чем в Контрольной 1 и ЭО-группе; при этом в Контрольной 1 сигналы рукой и поводком в процессе дрессировки использовались чаще, чем в ЭО-группе. Использование нескольких сигналов в ходе дрессировки может иметь различные эффекты. Например, использование дополнительных сопряжений, таких как давление поводка одновременно с командой подзыва, потенциально влияет на скорость обучения желаемой реакции. Улучшение в обучении будет в некоторой степени зависеть от стабильности подачи нескольких сигналов, но даже тогда собаки могут сформировать более надежные ассоциации с одними стимулами, но не с другими, из-за предвзятости обучения и восприятия или природы подачи сигнала. Например, сообщалось, что в процессе дрессировки собаки визуальные сигналы могут затенять вербальные, если подавать их одновременно (36). Таким образом, объяснение различий в результатах дрессировки может лежать в степени, в которой собаки подвергались награждающим и потенциально аверсивным стимулам в трех группах, и в диапазоне сигналов, использовавшихся для направления собачьего поведения.

Грубо говоря, собак из Контрольной 2 просили выполнить навык подзыва в ответ на вербальные сигналы и обычно награждали едой при возвращении к дрессировщику. Сигналы рукой использовались редко и, даже несмотря на то, что собаки часто были на поводке, натяжение поводка отмечалось очень редко. Как следствие, единственный сигнал использовался для запроса желаемого поведения и единственное сопряжение (еда) ассоциировалось с успешным выполнением реакции. Схожим образом, при обучении сидеть использовалась вербальная команда «сидеть» и собаки получали еду в качестве награды за выполнение реакции. В общем, в этой группе использовались наиболее простые и четкие сопряжения для ассоциативного научения.

Собак в ЭО-группе дрессировали согласно наилучшим практикам в индустрии: в самом начале дрессировщики оценили их чувствительность к настройкам ЭО, а дрессировка концентрировалась на ассоциации предупреждающего сигнала (встроенной в ошейник вибрации) с воздействием электрического стимула. Таким образом, интенсивность электрических стимулов можно было подстраивать под индивидуальную переносимость собаки и собаки могли научиться менять свое поведение так, чтобы избегать электрических стимулов (форма отрицательного подкрепления). Это замысловатое применение электронных ошейников контрастирует с тем, как их использовали некоторые дрессировщики в исследовании Купера и др (31): они использовали ЭО на максимальной мощности и применяли электрический стимул после того, как собака вовлечется в нежелательное поведение, например, погоню за овцой, без использования предупреждающих сигналов. Поскольку кнопки для подачи предупреждающего сигнала находились на том же пульте, что и кнопка для электрического стимула, было невозможно определить достоверно, когда применялись электрические стимулы, так что нам следует быть осторожными с выводами, когда использовались стимулы в ходе режимов дрессировки. Например, хоть и можно предположить, что электрические стимулы будут больше использоваться в самом начале дрессировки, когда определяется чувствительность и формируется ассоциация между стимулом и желаемым поведением, или что электрические стимулы будут скорее применяться, если собака не выполнила изначальную команду, установить это по имеющимся у нас данным невозможно. Например, в предыдущей опубликованной работе (31) в которой записывались вокализации и внезапные изменения позы, когда собаки находились на отдалении от дрессировщика, не было обнаружено изменения их частоты на протяжении 5 дней дрессировки. Эта свобода регулировать применение стимулов как часть программы дрессировки, а также включение других подходов к обучению целевому или другим поведениям согласовались с этическим одобрением нашего проекта, а также с нашей целью оценить наилучшую практику, поддерживаемую отраслью. Таким образом, пока собаки не подвергались наказанию, которое нельзя избежать, и дрессировщики придерживались стандартов индустрии, мы не могли искусственно насаждать стандартизированные программы дрессировки или препятствовать дрессировщикам в использовании других сигналов и/или сопряжений в ходе дрессировки, таких как сигналы рукой или поводком. В результате, хотя мы и не контролировали переменные экспериментальных исследований дрессировки с электронным ошейником (как например, в 37-39), мы достигли своей цели по оценке профессиональной дрессировки собак-компаньонов с проблемами поведения, с которыми обычно направляют к специалисту.

Собак в Контрольной группе 1 обучали те же дрессировщики, что и в ЭО-группе, а значит, они должны были придерживаться того же подхода в дрессировке, но без использования электрических стимулов. Собаки из этой группы носили деактивированный макет электронного ошейника (как и собаки из Контрольной 2), чтобы проконтролировать переменную ношения незнакомого устройства, а также как часть процесса ослепления наблюдателей к способу дрессировки при анализе видео. В результате, на этих собак надевали ошейник в начале каждой дрессировочной сессии, но в ходе дрессировки не подвергали электрическим или вибрационным стимулам. Таким образом, эти дрессировщики так же использовали смесь сигналов голосом, рукой и поводком, как и в ЭО-группе, и относительно мало пищевых наград в ходе дрессировки. Также было очевидно, что эти собаки получали больше сигналов рукой и поводком, чем собаки в ЭО-группе. Сигналы рукой включали в себя не только жесты, но и в некоторых случаях также сопровождались физическим контактом с собакой, чтобы привлечь ее внимание, остановить текущее поведение или натолкнуть ее в желаемое положение, в то время как сигналы поводком могли сопровождаться тем, что выглядело как рывки. Это более физическое и потенциально аверсивное использование контакта или давления поводка не наблюдалось ни на одном видео, относящемся к Контрольной группе 2, но однозначно определялось в обеих ЭО-группе и Контрольной 1. Эти качественные наблюдения подтверждают предположение, что дрессировщики в обеих ЭО-группе и Контрольной 1 больше сосредоточивались на принуждении к послушанию, нежели на постепенном формировании желаемой реакции (40).

Подводя итог, важной стратегией в концентрирующейся на наградах дрессировке в Контрольной группе 2 было положительное подкрепление последовательных приближений к желаемому поведению, в основном с вербальными сигналами, чтобы создать прочное сопряжение между словом-командой и реакцией (40). И наоборот, в ЭО-группе и Контрольной группе 1 использовались разнообразные сигналы и сопряжения, включая потенциально аверсивные манипуляции и давление поводком в ходе дрессировки. С хорошим таймингом они могли бы привести к отрицательному подкреплению, но с плохим таймингом или применением неприятных стимулов в ответ на отказ выполнить желаемое поведение они принимают форму наказания. Часто утверждается, что использование аверсива в дрессировке собак приводит к худшим результатам обучения и представляет собой бОльшую угрозу благополучию, по сравнению с дрессировкой, основанной на наградах (3-6). Наши результаты в виде прямых свидетельств из реальных жизненных ситуаций демонстрируют, что основанная на наградах дрессировка действительно более эффективна, чем методы, включающие в себя потенциально аверсивные стимулы, такие как электрический ток или излишнее давление поводка. И хотя наши результаты могут отражать общие различия в стиле дрессировки групп дрессировщиков, участвовавших в исследовании, а не использование электронного ошейника как такового, мы бы с этим поспорили, поскольку использовавшие ЭО дрессировщики были выдвинуты представителями производителя как примеры наилучшей практики; их данные (по крайней мере, в отношении использования ЭО) следует рассматривать как представляющие собой наилучший сценарий развития событий для профессиональной дрессировки с ЭО. Есть вероятность, что менее опытные дрессировщики и владельцы будут обладать худшими навыками и, следовательно, применение ими этого устройства будет еще менее эффективным (25, 35).

В целом, профессиональное применение режима концентрирующейся на наградах дрессировки, как было продемонстрировано Контрольной группой 2, превосходило ЭО-группу и Контрольную группу 1 по каждому измерению эффективности, где имелось значимое различие. Кроме того, собаки в Контрольной 1 показали образовательные результаты не лучше, чем собаки из ЭО-группы, что означает, что выдвинутые производителем дрессировщики одинаково эффективно корректировали нежелательное поведение как с применением ЭО в качестве одного из методов дрессировки, так и без него. Исходя из того, что наилучшие параметры целевого навыка ассоциировались с концентрирующейся на наградах программе дрессировки и что применение ЭО не защищает лучше от непослушания, мы делаем заключение, что для эффективного обучения подзыву нет необходимости в ЭО. А учитывая дополнительные возможные риски для благополучия животного, связанные с использованием ЭО (7, 25, 31, 38, 39), мы делаем вывод, что дрессировка собак с применением таких устройств причиняет ненужные страдания, связанные с повышенным риском угрозы благополучию собаки в ходе их использования, не имея надежных доказательств лучших результатов.