Cognition-émotions

Editorial: Emotions and emotional interplay within and between species: A “one welfare” perspective

Par 5 septembre 2022 septembre 13th, 2022 Pas de commentaire

Type de document : éditorial de Frontiers in Veterinary Science

Auteurs : Paolo Baragli, Jenny Yngvesson, Claudio Gentili, Antonio Lanata

Texte en français (traduction) : Émotions et interactions émotionnelles intra et inter-espèces : Une perspective « un seul bien-être »
Trouver une définition interdisciplinaire standard de l’émotion est un défi, mais nous affirmons qu’ « une émotion est un processus interne déclenché par des stimuli spécifiques pertinents pour le sujet ». En outre, selon le célèbre modèle Circumplex des affects (CMA), une réaction émotionnelle peut être interprétée comme un point dans un espace multidimensionnel où chaque dimension est chargée de représenter une réaction spécifique de l’organisme, comme le plaisir, l’excitation ou la tristesse. Il convient de noter que le modèle de l’AMC le plus appliqué dans la recherche sur les émotions animales est le cadre bi-axial qui ne prend en compte que les axes de la valence (positive ou négative) et de l’excitation (élevée ou faible).


Il convient également de noter que, jusqu’à récemment, la recherche s’est principalement concentrée sur les émotions négatives ; toutefois, la recherche sur les états émotionnels positifs est en progression.


Une réaction émotionnelle dépend de plusieurs facteurs qui peuvent agir à la fois au niveau interne et externe sur le sujet individuel, provoquant des réponses physiologiques et comportementales. Cependant, des preuves scientifiques ont mis en évidence à quel point la réponse émotionnelle est fortement influencée par des stimuli temporels (expériences de vie, qui se superposent au fil du temps) et spatiaux (événements agissant sur l’animal à un moment précis) externes à l’animal. Ces facteurs influent sur l’individualité, qui comporte, à la base, des traits de personnalité et des composantes génétiques. En résumé, un processus émotionnel induit des changements physiologiques et comportementaux modulés par la subjectivité de l’individu, l’expérience et la succession d’événements environnementaux de la vie quotidienne qui deviennent des facteurs cruciaux du sentiment émotionnel et donc de l’état affectif.


Cependant, cette vision des émotions basée exclusivement sur les réactions de l’individu est un facteur limitant. Il est donc fondamental de traduire ce qui se passe à l’échelle de l’individu dans la sphère sociale ; en effet, les individus ne sont pas des boîtes fermées, mais ils s’engagent dans de nombreuses interactions avec d’autres animaux de la même espèce ou d’espèces différentes. Ainsi, les relations sociales devraient être incluses comme des facteurs cruciaux affectant l’apparition et l’expression des émotions. C’est particulièrement vrai pour les espèces hautement sociales, comme les animaux utilisés en productions animales (par exemple, les bovins, les porcs, les moutons, les volailles et les chèvres) et dans les activités sociales et de loisir avec les humains (par exemple, les chiens et les chevaux).


De manière générale, les échanges sociaux peuvent être une source de peur et d’anxiété pour les animaux. Cependant, comme cela a été rapporté chez le porc, l’environnement social peut permettre la mise en œuvre de stratégies de réconciliation et d’affiliation qui agissent comme un tampon contre l’anxiété (Norscia et al.). De plus, des relations sociales normales peuvent aider les animaux à gérer et à moduler leur réponse émotionnelle pour mieux faire face aux défis environnementaux (Norscia et al.).


Les résultats obtenus chez le porc pourraient être liés à la particularité du partage des émotions dans un contexte social. En effet, les émotions représentent un puissant moyen de communication entre les individus d’une même – mais aussi d’une autre – espèce, y compris dans la relation entre les animaux et les humains.


En effet, le partage des émotions, même avec des individus d’espèces différentes, semble présenter des caractéristiques communes qui se sont développées au cours de l’évolution, ce qui explique pourquoi les échanges émotionnels dans les relations inter- et intraspécifiques entraînent des avantages en termes de fitness.


Panksepp et al. ont montré que les émotions primaires sont partagées par tous les mammifères, y compris les humains, et qu’elles trouvent leur origine dans les mêmes régions sous-corticales du cerveau. En outre, l’état physiologique de base des réactions émotionnelles primaires est principalement déterminé par le « sentiment de sécurité ». Par conséquent, les particularités des émotions sont communes à tous les mammifères et constituent un élément crucial d’adaptation évolutive d’une espèce animale confrontée aux défis d’un environnement changeant.


En abordant ces études avec une vision large, multidisciplinaire et interspécifique, on pourrait obtenir un aperçu exhaustif et utile de ce qui se passe entre les animaux et entre les animaux et les humains lorsqu’une relation, et donc une interaction émotionnelle, s’établit (Leconstant et Spitz).


Ce phénomène est particulièrement évident, par exemple, entre l’homme et le chien. La composante émotionnelle de la relation entre ces deux espèces est régulée, entre autres, par l’activité quotidienne partagée (Väätäjä et al.). De même, entre les chevaux et les humains, la qualité de la relation quotidienne influence les émotions et l’état affectif des animaux.


En outre, la mesure et la compréhension des émotions des animaux constituent un défi dans la mesure où les réponses comportementales et physiologiques ne sont pas systématiquement corrélées ; elles peuvent plutôt varier, avec une réaction physiologique spécifique qui peut être liée à différents comportements, en fonction des caractéristiques susmentionnées [individu, environnement et expérience ; voir (Squibb et al., 2018) pour un exemple chez les chevaux]. Par exemple, une activité sympathique élevée peut être liée à la fuite, au figement ou à d’autres comportements lors d’une réaction de peur.


Au cours des dernières décennies, des solutions de bioingénierie ont été mises en œuvre dans le domaine humain pour étudier individuellement les deux canaux (changements comportementaux et physiologiques) lorsqu’une émotion survient. Ces solutions innovantes permettent de reconstruire les émotions en combinant différents comportements avec différentes réactions physiologiques. Parallèlement aux solutions spécifiques pour mesurer la physiologie et les comportements, l’un des défis de recherche les plus récents est l’application de l’intelligence artificielle et des approches d’apprentissage automatique aux émotions animales (Neethirajan et al.). Cela pourrait fournir des outils innovants pour automatiser les évaluations émotionnelles : par exemple, chez les animaux d’élevage, où il n’est pas possible d’investiguer au niveau individuel ou, quand c’est possible, cela pourrait conduire à des résultats trompeurs en raison de l’influence de l’environnement social ou des limites des soignants à détecter les états affectifs et les émotions des animaux. La force de la reconnaissance émotionnelle automatisée est qu’elle pourrait enregistrer les émotions des individus dans de grands groupes.


Il convient de noter que l’absence de communication verbale des animaux au sujet de leurs sentiments rend toute investigation émotionnelle complexe. Toutefois, l’importance des relations sociales et des émotions est tout à fait pertinente dans la recherche sur le bien-être animal, sachant que les signaux vocaux des animaux font partie de la réponse émotionnelle.
Dans la perspective d’un seul bien-être [One Welfare], il est essentiel de comprendre les mécanismes par lesquels les émotions naissent chez un sujet et sont transmises entre les sujets pour obtenir des informations sur l’état affectif d’un animal. Cet aspect devient encore plus pertinent dans le cadre de l’élevage ou des interventions assistées par des animaux, où la présence humaine est une condition contraignante pour l’animal.


La recherche scientifique doit donc développer de nouveaux paradigmes et méthodes interdisciplinaires. Cela pourrait impliquer d’appliquer une approche holistique en surveillant les mesures émotionnelles indirectes, les facteurs environnementaux et/ou les variables sociales, et en utilisant des solutions d’intelligence artificielle. Cela pourrait permettre une reconnaissance efficace et, par conséquent, la classification des émotions et des changements dans les états affectifs des animaux, aidant ainsi les éleveurs, les soignants et les propriétaires dans la mise en œuvre de stratégies visant à modifier l’environnement et la gestion des animaux.

Texte en anglais (original) : Finding a standard interdisciplinary definition of emotion is challenging, but we affirm that “an emotion is an internal process triggered by specific stimuli relevant to the subject.” Moreover, following the well-known Circumplex Model of Affects (CMA), an emotional reaction can be interpreted as a point in a multidimensional space where each dimension is in charge of representing a specific reaction of the organism, such as pleasantness, arousal, or sadness. Of note, the most applied CMA model in research on animal emotions is the bi-axial framework which considers only the valence (positive or negative) and arousal (high or low) axes.


It is also worth noting that, until recently, research has primarily focused on negative emotions; however, research on positive emotional states is increasing.


An emotional reaction depends on several factors that can act at both internal and external levels on the individual subject, provoking physiological and behavioral responses. However, scientific evidence has highlighted to what extent emotional response is strongly influenced by temporal (life experiences, which are layered over time) and spatial (events acting on the animal at a precise moment) stimuli external to the animal. These factors affect individuality, which has, at its very base, personality traits and genetic components. In summary, an emotional process induces physiological and behavioral changes modulated by the individual’s subjectivity, with experience and the succession of environmental events in everyday life which become crucial factors in emotional feeling and, therefore, the affective state.


However, this view of emotions based exclusively on an individual’s reactions is a limiting factor. It is, therefore, fundamental to translate what happens within the individual into the social sphere; this is because individuals are not closed boxes; rather, they engage in plenty of interactions with others of the same or different species. Thus, social relationship should be included as crucial factors affecting the rise and expression of emotions. This is particularly true for highly social species, such as animals used in livestock production (e.g., cattle, pigs, sheep, poultry, and goats) and in social and recreational activities with humans (e.g., dogs and horses).


Broadly, social exchanges can be a source of fear and anxiety for animals. However, as reported in pigs, the social environment can enable the implementation of reconciliation and affiliation strategies that act as a buffer against anxiety (Norscia et al.). Furthermore, normal social relationships can help animals manage and modulate their emotional response to better cope with environmental challenges (Norscia et al.).
The results obtained in pigs could be linked to the peculiarity of sharing emotions in a social context.


In fact, emotions represent a powerful means of communication between individuals of the same—but also of a different—species (6), including the relationship between animals and human beings.
Indeed, sharing emotions even with individuals of different species seems to have common traits that have developed over the course of evolution, which is why emotional exchanges in inter- and intraspecific relationships leads to fitness advantages.


Panksepp et al. found that primary emotions are shared by all mammals, including humans, and originate in the same subcortical regions of the brain. Moreover, the basic physiological state of primary emotional reactions is mainly determined by “feeling safe.” Therefore, peculiarities of emotion are common to all mammals, and they are a crucial component of the evolutionary adaptation of an animal species facing the challenges of a changing environment.


Approaching these studies with a broad multidisciplinary and interspecific view could provide an exhaustive, helpful overview of what happens between animals and between animals and humans when a relationship, and thus an emotional interplay, is established (Leconstant and Spitz).


This phenomenon is particularly evident, for example, between humans and dogs. The emotional component of the relationship between these two species is regulated, among other things, by shared daily activity (Väätäjä et al.). Similarly, between horses and humans, the quality of the daily relationship influences animals’ emotions and affective state.


Moreover, measuring and understanding animals’ emotions is challenging since behavioral and physiological responses are not systematically correlated; rather, they can vary, with a specific physiological reaction that can be linked to different behaviors, according to the abovementioned features [individual, environment, and experience; see (Squibb et al., 2018) for an example in horses]. For instance, high sympathetic activity can be linked to escape, freezing, or other behaviors during a fear reaction.


In recent decades, bioengineering solutions have been implemented in the human field to individually investigate the two channels (behavioral and physiological changes) when an emotion arises. These innovative solutions enable a rebuilding of the emotional outcomes by combining different behaviors with different physiological reactions. Along with specific solutions for measuring physiology and behaviors, one of the most recent research challenges is the application of artificial intelligence and machine learning approaches to animal emotions (Neethirajan et al.). This could provide innovative tools to automate emotional assessments: for instance, in livestock, where the investigation at the individual level is not feasible or, when it is feasible, could lead to misleading results due to the influence of the social environment or to the limits of caretakers in detecting animals’ affective states and emotions. The strength of automatized emotional recognition is that it could register the emotions of individuals in large groups.


It is worth noting that animals’ lack of verbal communication about their feelings makes any emotional investigation complex. However, the importance of social relationships and emotions is highly relevant in animal welfare research, keeping in mind that animals’ vocalization signals are part of the emotional response.
A One-Welfare perspective suggests that understanding the mechanisms by which emotions arise within a subject and are transmitted among subjects is essential for acquiring information regarding an animal’s affective state. This aspect becomes even more relevant in animal husbandry or animal assisted interventions, where human presence is a binding condition for the animal.


Therefore, scientific research should develop new interdisciplinary paradigms and methods. That could suggest applying a holistic approach through monitoring indirect emotional measures, environmental factors, and/or social variables, and employing artificial intelligence solutions. This could enable effective recognition and, thereby, the classification of emotions and changes in animals’ affective states, thus helping breeders, caretakers and owners as they implement strategies to modify the environment and animal management.

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Extrait du site de Frontiers in Veterinary Science