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Effect of transportation and social isolation on facial expressions of healthy horses

Par 4 juin 2021 août 27th, 2021 Pas de commentaire

Type de document : Article scientifique publié dans PLoS ONE

Auteurs : Johan Lundblad, Maheen Rashid, Marie Rhodin, Pia Haubro Andersen

Résumé en français (traduction) : Effet du transport et de l’isolement social sur les expressions faciales de chevaux en bonne santé

Les chevaux ont la capacité de générer un répertoire remarquable d’expressions faciales, dont certaines ont été associées à la composante affective de la douleur. Cette étude décrit les expressions faciales de chevaux sains et sans douleur avant et pendant le transport et l’isolement social, qui sont des procédures de gestion ordinaires mais potentiellement stressantes. Le transport a été effectué chez 28 chevaux en les soumettant à un transport routier de courte durée dans une remorque pour chevaux. Un sous-groupe (n = 10) de ces chevaux a également été soumis à un isolement social de courte durée. Pendant toutes les procédures, un moniteur de fréquence cardiaque monté sur le corps et télécommandé a fourni des mesures continues de la fréquence cardiaque. La tête des chevaux a été enregistrée sur vidéo pendant les interventions. Un ensemble de données exhaustif a été généré à partir des clips vidéo sélectionnés de toutes les unités d’action faciale possibles et des descripteurs d’action, du moment d’urgence, de la durée et de la fréquence selon le système Equine Facial Action Coding System (EquiFACS). La fréquence cardiaque a augmenté pendant les deux interventions (p<0,01), ce qui confirme qu’elles ont provoqué une perturbation de l’équilibre sympatho-vagal. En utilisant la méthode actuelle d’attribution de certaines unités d’action (UA) à des états émotionnels spécifiques chez l’homme et une nouvelle méthode de co-occurrence basée sur les données, les traits faciaux suivants ont été observés au cours des deux interventions : augmentation du blanc des yeux (p<0,001), dilatation des narines (p<0,001), élévation de la paupière supérieure (p<0,001), élévation de l’intérieur du front (p = 0,042), exposition de la langue (p<0,001). On a également constaté une augmentation des mouvements des oreilles (p<0,001) et de la fréquence des clignements (p<0,001). Ces actions faciales ont été utilisées pour entraîner un classificateur à apprentissage automatique afin de distinguer les interventions à forte excitation des chevaux calmes, qui a obtenu une précision maximale de 79 %. La plupart des caractéristiques faciales identifiées correspondent bien aux résultats précédents sur les comportements des chevaux stressés, par exemple les narines évasées, les comportements répétitifs de la bouche, l’augmentation du blanc des yeux, l’exposition de la langue et les mouvements des oreilles. Plusieurs caractéristiques identifiées dans cette étude sur des chevaux sans douleur, comme les narines dilatées, l’augmentation du blanc des yeux et le relèvement du front intérieur, sont utilisées comme indicateurs de la douleur dans certains outils d’évaluation faciale de la douleur. Afin d’améliorer les paramètres de performance des outils d’évaluation de la douleur, les relations entre les expressions faciales du stress et de la douleur devraient être étudiées plus avant.

Résumé en anglais (original) : Horses have the ability to generate a remarkable repertoire of facial expressions, some of which have been linked to the affective component of pain. This study describes the facial expressions in healthy horses free of pain before and during transportation and social isolation, which are putatively stressful but ordinary management procedures. Transportation was performed in 28 horses by subjecting them to short-term road transport in a horse trailer. A subgroup (n = 10) of these horses was also subjected to short-term social isolation. During all procedures, a body-mounted, remote-controlled heart rate monitor provided continuous heart rate measurements. The horses’ heads were video-recorded during the interventions. An exhaustive dataset was generated from the selected video clips of all possible facial action units and action descriptors, time of emergency, duration, and frequency according to the Equine Facial Action Coding System (EquiFACS). Heart rate increased during both interventions (p<0.01), confirming that they caused disruption in sympato-vagal balance. Using the current method for ascribing certain action units (AUs) to specific emotional states in humans and a novel data-driven co-occurrence method, the following facial traits were observed during both interventions: eye white increase (p<0.001), nostril dilator (p<0.001), upper eyelid raiser (p<0.001), inner brow raiser (p = 0.042), tongue show (p<0.001). Increases in ‘ear flicker’ (p<0.001) and blink frequency (p<0.001) were also seen. These facial actions were used to train a machine-learning classifier to discriminate between the high-arousal interventions and calm horses, which achieved at most 79% accuracy. Most facial features identified correspond well with previous findings on behaviors of stressed horses, for example flared nostrils, repetitive mouth behaviors, increased eye white, tongue show, and ear movements. Several features identified in this study of pain-free horses, such as dilated nostrils, eye white increase, and inner brow raiser, are used as indicators of pain in some face-based pain assessment tools. In order to increase performance parameters in pain assessment tools, the relations between facial expressions of stress and pain should be studied further.

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Extrait du site de PLoS ONE