Quantifizierung Lernen bei jungen Säuglingen: Tracking-Leg Aktionen während eines Ermittlungs-Learning-Task-

Summary

Es wird eine Methode beschrieben, bei der 3-4 Monate alte Säuglinge eine Aufgabe durch Entdeckung lernen und ihre Beinbewegungen erfasst werden, um den Lernprozess zu quantifizieren.

Abstract

Aufgabenspezifische Maßnahmen ergeben sich aus spontanen Bewegung während der Kindheit. Es wurde vorgeschlagen, dass aufgabenspezifische Aktionen entstehen durch eine Entdeckung-Lern-Prozess. Hier wird ein Verfahren beschrieben, in dem 3-4 Monate alten Säuglingen Lösen einer Aufgabe durch Entdeckung und ihre Beinbewegungen erfasst werden, um den Lernprozess zu quantifizieren. Diese Entdeckung-Learning-Task verwendet einen Säugling aktivierten Mobil, die auf Basis von festgelegten Beinaktion von Säuglingen dreht und spielt Musik. Rücken Säuglinge aktivieren Sie die mobilen, indem sie ihre Füße vertikal über einem virtuellen Schwelle. Dieses Paradigma ist einzigartig, als Säuglinge unabhängig entdecken, dass ihr Bein Aktionen aktivieren das Handy, die Säuglinge "Beinbewegungen werden mit einem Motion-Capture-System ermöglicht für die Quantifizierung des Lernprozesses verfolgt. Genauer gesagt, wird das Lernen in Bezug auf die Dauer der mobilen Aktivierung quantifiziert, die Position Varianz der Endeffektoren (Fuß), die das mobile aktivieren, Veränderungen in der Hip-Knie-Koordinationtion Muster und Veränderungen in der Hüfte und Knie Muskel Drehmoment. Diese Informationen beschreiben Säugling Erforschung und Ausbeutung im Zusammenspiel von Mensch und Umweltauflagen, die aufgabenspezifische Maßnahmen zu unterstützen. Nachfolgende Forschung mit dieser Methode kann, wie bestimmte Wertminderungen von verschiedenen Populationen von Kleinkindern gefährdet untersuchen für Bewegungsstörungen beeinflussen die Entdeckung und Lernprozess für aufgabenspezifische Maßnahmen.

Introduction

Aufgabenspezifische Maßnahmen ergeben sich aus spontanen Bewegungen während der Kindheit. Es wurde vorgeschlagen, dass aufgabenspezifische Aktionen entstehen durch eine Entdeckung-Lern-Prozess ^1,2. Aufgaben werden von Kleinkindern entdeckt, als sie sich spontan bewegen und erkunden Sie neue Aktionen, die Auswirkungen auf die Umwelt zu erzeugen. Aufgabenspezifische Aktionen hervorgehen, wie Kleinkinder nutzen die Verbindungen zwischen ihren Handlungen und ihre Auswirkungen auf die Welt um sie herum. Allerdings ist nur wenig über die genauen Prozesse, die Kleinkinder zu erkunden und zu nutzen lernen, ihre spontanen Bewegungen zu modifizieren, um aufgabenspezifische Aktionen ausführen bekannt. Hier wird ein Verfahren beschrieben, in dem 3-4 Monate alten Säuglingen Lösen einer Aufgabe durch Entdeckung und ihre Beinbewegungen erfasst werden, um den Lernprozess zu quantifizieren.

Abbildung 1: Infant kicking-aktivierte Mobil Aufgabe. et al. ³

Diese Entdeckung-Learning-Task verwendet einen Säugling aktivierten Mobil, der sich dreht und spielt Musik basierend auf der angegebenen Beinaktion von Säuglingen ^3. Kleinkinder auf dem Rücken unter der Mobil platziert aktivieren Sie es, indem Sie die Beine vertikal über einem virtuellen Schwelle (Abbildung 1). Dieses Paradigma ist einzigartig, als Säuglinge unabhängig entdecken, dass ihr Bein Aktionen aktivieren das Handy, die Säuglinge "Beinbewegungen werden mit einem Motion-Capture-System ermöglicht für die Quantifizierung des Lernprozesses verfolgt.

Das experimentelle Protokoll umfasst zwei Tagen der Datenerhebung. Tag 1 besteht aus einer 2 min Ausgangszustand, in dem ein Kind schlägt spontan, aber sein Bein Aktionenkann das Kind Mobile, gefolgt von einer 6 min Erwerb Zustand, in dem Bein Aktionen des Säuglings aktivieren Sie die Säuglings Handy, wenn das Kind bewegt seine Füße vertikal, um eine virtuelle Schwelle nicht zu aktivieren. Dieses Protokoll ermöglicht für die Quantifizierung von spontanen Aktionen Bein Kleinkinder sowie die Quantifizierung der verschiedenen Aspekte der Bewegungen als Kleinkinder erforschen die Beziehung zwischen ihrem Bein Aktionen und Aktivierung des Säuglings Handy. Am 2. Tag, zusätzlich zu den 2 min Ausgangszustand und 6 min Erfassungsbedingung wird eine 2 min Aussterben Zustand aufgenommen, in dem Bein Aktionen des Kindes nicht den Säugling Handy zu aktivieren. Dies ermöglicht die Quantifizierung, wie Säuglinge ändern ihre Beinaktionen, wenn ein bereits gelernt Umwelt Reaktion abgebrochen.

In früheren Kindermobil Paradigmen, die Häufigkeit der Beinbewegung ^4-6, spezifische Hüft- und Kniewinkel ^7,8 oder Treten eines Feld ⁹ haben reinforc gewesenmit mobilen Bewegung ed. Performance jeden Tag wurde als ein Anstieg dieser Bein Aktionen bei der Erfassung oder Aussterben Zustand im Vergleich zum Ausgangszustand ^4-9 definiert. Lernen über Tage wurde als ein Anstieg dieser Bein Aktionen während der Baseline oder Übernahme Zustand Tage 2 oder 3 und der Ausgangszustand von Tag 1 ^5,6 definiert. Diese früheren mobilen Paradigmen zeigen, dass Säuglinge erhöhen die Frequenz der Bein Aktionen, die mit mobilen Aktivierung verstärkt werden, jedoch bieten sie keine Informationen über die Bewegungsoptionen Kleinkinder beim Lernen die Aufgabe haben, die ihnen. Zum Beispiel, wenn treten Rate wird verstärkt, Säuglinge zeigen, Leistung und Lernen, wenn ihre Tritte Zinserhöhungen sowohl bei der Interaktion mit dem Handy oder wenn das Mobil nicht mehr aktiviert. Dies zeigt, dass Säuglinge können ihre Tritte Rate zu suchen, aber es ist nicht bekannt, ob Säuglinge können ihre Beinkoordination Muster oder Drehmomenterzeugung zu verfeinern, um Generate Bein Maßnahmen, die nicht im Rahmen ihrer bevorzugten Bewegungsrepertoire sind.

Diese mobile Paradigma ist in diesem einzigartigen Säuglinge sind erforderlich, um mehr verfeinert Beinaktion, um die mobile als in früheren mobilen Paradigmen aktivieren demonstrieren. In diesem Mobil Paradigma ist die Höhe jedes Fußes oberhalb des Tisches während der 2 Minuten in den Ausgangszustand unter Verwendung von Positionsdaten aus einer Leuchtdiode (LED) auf jedem Fuß befestigt berechnet. Eine virtuelle Schwelle wird dann parallel zur Tisch in einer Höhe, die im oberen Bereich der Höhe der beiden Füßen in der Ausgangszustand ist eingestellt. Während der Erwerb, die mobilen dreht und spielt Musik, wenn entweder zu Fuß über die Schwelle. Nach 3 sec, die mobilen Stationen und reaktiviert, wenn das Kind bewegt den Fuß unterhalb der Schwelle, und dann bewegt sich der Fuß senkrecht und wieder über die Schwelle. Zu der mobilen für die größte Menge an Zeit zu aktivieren, müssen Kleinkinder, einen Fuß über dem Schwellenwert bewegen und pflegen sie gegen gravkeit für 3 Sekunden, dann schnell bewegen Sie den Fuß unterhalb der Schwelle und wieder bewegen sie über dem Schwellenwert und halten Sie ihn dort für 3 sec, etc. Dies erfordert mehr verfeinert Beinaktion als einfache Erhöhung Treten Rate.

Abbildung 2: Ungefilterte Positionsdaten von Werkzeugen (Fuß) von einem Vertreter Säugling Unfiltered Positionsdaten von Tag 2 eines 3 Monate alten Säugling, der das Lernen anhand demonstrierten auf den individuellen Lernkriterien.. Die rote Linie Positionsdaten der Z-Koordinate der Leuchtdiode (LED) auf dem rechten Fuß platziert. Die blaue Linie ist die Positionsdaten von der LED auf dem linken Fuß. Dicke schwarze Linie ist die Tabelle. Gepunktete Linie ist der virtuelle Grenzwert 14 cm über dem Tisch angeordnet, wie bestimmt für jeden Säugling basierend auf der Höhe ihrer treten während der BaselineZustand 1. Tag X-Achse ist die Zeit von 2 min Intervallen markiert. Beachten Sie, wie das Kind bewegt seine Füße während der Baseline, wenn das Mobil nicht aktivieren und während der ersten 30 Sekunden des Erwerbs 1, dann ist er konsequent hält beide Füße vom Tisch und bewegt seine Füße gleich um die Schwelle für die nächsten 5 ½ min, bis das Mobil nicht mehr aktiviert, während der vom Aussterben Zustand.

Die zweite Besonderheit dieses Mobil Paradigma ist, dass Beinaktion jeder Säugling wird mit state-of-the-Art-Motion-Capture-Techniken zu quantifizieren, wie Kleinkinder nutzen ihre Bewegungsmöglichkeiten, um die Aufgabe zu lernen verfolgt. Ungefiltert Positionsdaten der LED an jedem Fuß, die das mobile von einem Vertreter Säugling aktiviert ist in Abbildung 2 enthalten. Beachten Sie, wie das Kind bewegt seine Füße in verschiedenen Höhen über dem Tisch während der Baseline und den ersten Teil der Akquisition, sondern bewegt sich dann beide Füße direkt um die Schwelle während der Rest der Erfassungs bedingungention, bis das Mobil nicht mehr aktiviert, während der Löschung. Dies ist eines von vielen möglichen Bewegungsstrategien, um die Entdeckung lern Aufgabe. Die Strategien können durch Berechnung dreidimensionaler Kinematik und Kinetik mit der Motion-Capture-System erfassten Positionsdaten quantifiziert werden. Insbesondere wird der Lernprozess in Bezug auf den Anteil der verstärkten Beinaktion (% RLA), die gleich der Dauer mobiler Aktivierung Position Varianz der Endeffektoren (Fuß), die die mobilen, Hip-Knie Koordinationsmuster zu aktivieren ist quantifiziert und Hüft- und Kniegelenksmomente.

Protocol

Das Institutional Review Board an der University of Southern California genehmigt diese Studie.

1. Systemvorbereitungs

1. Richten Sie die Motion-Capture-System. Bitte beachten Sie: diese Schritte für jede Motion-Capture-System sind.
   1. Richten Sie die Koordinatensysteme der beiden Motion-Capture-Sensoren der von einem Sensor, indem Sie auf "Perform New Registration" in der Motion-Capture-Programm, die Eingabe einer Sammlung von 30 sec, klicken Sie auf "Registrieren" und Bewegen des Registrierungsobjekt innerhalb des Fangvolumen für 30 sek. Wenn die Registrierung erfolgreich abgeschlossen ist, beobachten ein quadratischer Mittelwert (RMS) Registrierungsfehler auf dem Computerbildschirm.
   2. Richten Sie das globale Koordinatensystem für die Prüfung Tabelle mit dem Anmeldeobjekt, indem Sie auf "Perform New Alignment" in der Motion-Capture-Programm.
      1. Definieren Sie den Ursprung, indem Sie den Registrierungs object auf der oberen rechten Ecke des Testtabelle und auf "Digitalisieren" in der Motion-Capture-Programm. Definieren Sie die Z-Achse, indem Sie den Registrierungs Objekt auf einem Feld und auf "Digitalisieren"; die Z-Achse senkrecht zu dem Tisch.
      2. Definieren Sie die Z / Y + Ebene, indem Sie den Registrierungs Objekt auf dem Feld entlang der Länge der Tabelle und klicken Sie auf "Digitalisieren"; die Y-Achse ist parallel zu der Länge des Tisches und der X-Achse ist parallel zu der Breite des Tisches.
   3. Stecken Sie die LEDs in die zwei Strobe-Ports und geben Sie die Anzahl der LEDs pro Port Strobe im Motion-Capture-System-Programm (24 für Strobe-Port 1 und 20 für Strobe-Port 2). Beziehen sich auf die Anzahl und die Position jeder LED Figur 3. Wählen fehlenden Daten im Hinblick auf die Bereitstellung eines Streifendiagramm-like Anzeige der LEDs in Echtzeit verfolgt werden.
      
2. Einrichten des Kinder mobilen Computerprogramm.
   1. Geben Sie die Anzahl der Minuten für jede Bedingung. Für Tag 1, Eingang 2 für Phase 1 (2 min Grundlinie, Nicht-Verstärkungszustand), 6 für die Phase 2 (6 min Akquisition Verstärkungszustand), und 0 für die Phase 3 (0 min Aussterben, Nichtverstärkungszustand).
   2. Für Tag 2, Eingang 2 für Phase 1 (Baseline), 6 für die Phase 2 (Erwerb), 2 für die Phase 3 (Extinktion), und überprüfen Sie "Use Zmin als Default", so dass die Schwelle während der Baseline von Tag 1 berechnet wird der Schwellenwert für den Erwerb Zustand Tag 2 verwendet.
   3. Wählen Sie "StreamframesAllFrames" und klicken Sie auf "Senden", um das FreigabeHandy-Programm, um Daten von der Motion-Capture-System zu verwenden, um das Kind Handy basierend auf festgelegten Kriterien zu aktivieren.
3. Einrichten der Videokameras.
   1. Initiieren Sie die Video-Computerprogramm für die drei synchronisierten Videos (rechts lateral, links lateral, Overhead-Blick).
   2. Starten Sie das zusätzliche Videokamera über den Kopf des Kindes auf Mimik und Blick aufzeichnen.

2. Infant Vorbereitung

1. Beschreiben Sie das Experiment, um den Eltern und informieren Sie sie, um so wenig wie möglich mit ihrem Säugling zu interagieren.
   HINWEIS: Bitte geben Sie den Eltern, dass, wenn das Kind nicht wählerisch geworden während des Experiments, die Eltern sollten neben dem Säugling außerhalb ihrer Sicht jedoch zu sitzen, wenn der Säugling wird pingelig gibt es ein Fortschreiten der Interaktion mit dem Kind.
   1. Zuerst fragen die Eltern zu sagen: "Es ist alles in Ordnung, ich bin hier", in einem beruhigenden Ton.
   2. Zweitens stellendie Mutterangesichts des Kindes stehen, während beruhigend das Kind.
   3. Drittens stellen die Eltern entweder halten eine Hand des Kindes oder geben dem Säugling einen Schnuller.
      HINWEIS: Die geringste Menge an Mutter Interaktion notwendig, um das Kind ruhig und wach zu halten ist gegeben und wird so schnell wie möglich beendet.
2. Undress den Säugling, legen Sie das Kleinkind unter den Säugling Handy, und sichern Sie den Säugling an den Tisch mit einem Klettband auf den Kofferraum gelegt.
3. Nachdem das Kind an den Tisch befestigt ist, legen Sie die Brustbein und Becken-Marker, Schenkel, Schaft und Fuß starrer Körper auf den Säugling.

3. Infant Mobile Learning Task-

1. Jeder Tag, initiieren die mobile Lernaufgabe durch synchrones Starten der Motion-Capture-System, mobile Computer-Programm, und Videokameras.
   1. An beiden Tagen von 0 bis 2 min, der Ausgangszustand, beobachten das Kind spontan treten.
   2. Am Tag 1 während des 2 min Ausgangszustand, zu beobachten, wie der Säugling Mobil Programm berechnet kontinuierlich die Schwelle für mobile Aktivierung auf der Basis der z-Daten von einer der LEDs auf dem starren Körper jedes Fußes. Beispiel 9 Markierung auf dem rechten Fuß und Marker 21 auf dem linken Fuß. Markierung 9 ist die mittlere LED auf dem rechten Fuß starren Körper in gelb in 1 eingekreist. Markierung 21 ist die mittlere LED auf dem linken Fuß starren Körper.
   3. Am Ende der 2 min Grundlinie wird das mobile Programm die Schwelle in einer Höhe von einer Standardabweichung (SD) oberhalb der mittleren Höhe beider Füße während des 2 Minuten in den Ausgangszustand gesetzt.
   4. An beiden Tagen von min 2 bis 8, der Übernahme erhalten, zu beobachten, wie der Säugling Handy dreht und spielt Musik, wenn die LED auf jeder Fuß über die Schwelle gesetzt während der 2 min Ausgangszustand von Tag 1 berechnet.
      HINWEIS: Mobil Aktivierung solange der Fuß über der virtuellen Schwellen maximal 3 s fortgesetzt. Nach 3 sec, die moGalle wird erst wieder aktivieren, wenn das Kind bewegt den Fuß unterhalb der virtuellen Schwelle, und dann bewegt sich der Fuß senkrecht und wieder über die Schwelle. Dieses "3 sec Regel" fördert aktive Abschnitt explorativen Bewegungen gegenüber, der die Füße über dem Schwellenwert.
   5. An Tag 2 von 8-10 min, das Aussterben Zustand, zu beobachten, wie der Säugling schlägt spontan ohne Handy Verstärkung.
2. Nachdem das Kind interagiert mit dem mobilen, sammelt eine statische Abdrehprobe um ein lokales Koordinatensystem für jede Beinsegment definieren und eine Referenzkonfiguration für jedes Körpersegment im Raum.
   1. Fix zehn einzelnen LEDs auf bilateraler Ebene an der Haut des Säuglings mit doppelseitigem EKG Kragen an den folgenden Stellen: seitlichen Mittellinie des Rumpfes unterhalb der zehnten Rippe, Trochanter major der Hüfte, seitlichen Kniegelenkslinie, Knöchel Außenknöchel und distale Ende des ^5. Mittelfußknochen.
   2. Halten unteren Extremität des Kindes ineine erweiterte, anatomischen Position für 5 Sekunden. Alle Gelenkwinkel in diesem Kalibrierungsposition als 0 ° definiert.
3. Am Tag 2 sammeln anthropometrischen Daten.
   1. Wiegen Sie jedes Kleinkind auf einer digitalen elektrischen Skala.
   2. Nehmen Sie die folgenden Maße: Gesamtlänge des Kindes; Umfang im mittleren Segment der Oberschenkel, Unterschenkel und Fuß; Breite des Knies (am Kniegelenk Linie), Knöchel (am Knöchel) und Fuß (an den Mittelfußköpfchen); und die Länge des Oberschenkels (Trochanter major zum Kniegelenk Linie), Schaft (Kniegelenkslinie Außenknöchel) und Fuß (Innenknöchel zum Großzehengrundgelenk).

4. Datenanalyse

1. Analysieren Sie die Leistung und Lernen durch die Berechnung des% RLA während jeder 2 min Intervall des Versuchs unter Verwendung eines Sprachprogramm kundenspezifische Rechen wie Matlab. Berechnen der Zeitdauer, eine oder beide der LEDs an jedem Fuß, der die Mobil waren oberhalb der Schwelle aktiviert. Dadas Mobiltelefon nicht nach einem Intervall von 3 Sekunden zu aktivieren, Subtrahieren der Zeitdauer, in der eine oder beide LEDs waren oberhalb der Schwelle für mehr als 3 Sekunden-Intervall.
   1. Messen Sie die Leistung der Gruppe jeden Tag durch statistische Analyse, ob die% RLA bei einem der drei Erfassungsintervalle, 2 min die 2 min Grundlinienintervall ^3,4,7,9,10 deutlich übertrifft.
   2. Kategorisieren einzelnen Säuglingen als er die Aufgabe erfüllt, wenn die täglich% RLA während 2 min einem Erfassungsintervall gleich oder größer als das 1,5fache der RLA% im 2 Minuten Grundlinienintervall ^3,4,6,9,10 ist.
   3. Messen Lernen der Gruppe über Tage durch die Bestimmung, ob die statistisch% RLA während der gesamten 6 min Erfassungsbedingung Tag 2% des RLA im Ausgangszustand Tag 1 ^3,6 übersteigt.
   4. Kategorisieren Sie einzelne Säuglingen als Lernende, wenn die% RLA während der gesamten 6 min Erwerb Zustand Tag 2 gleich oder GRE istater als das 1,5-fache der Ausgangszustand von Tag 1 ^3,6,11.
2. Analysieren Erregung und Aufmerksamkeit durch Codieren Videobändern während jedes 2 min Intervall des Experiments. Schläfrig = 1, wachsam und aktiv = 2, wach und aktiv = 3, wählerisch = 4 und weinen = 5 ^3,8,11: Die Erregung Skala ist wie folgt definiert. Die Aufmerksamkeit Skala ist wie folgt definiert: 0 = keine, die das Mobile, 1 =, die das Mobile ^3,8.
3. Prozesspositionsdaten und Extrakt Kicks mit benutzerdefinierten Matlab-Programme.
   1. Lastpositionsdaten-Dateien von der Motion-Capture-Systems in einem benutzerdefinierten Matlab-Programm ausgegeben werden, um fehlende Positionsdaten (maximal 20 aufeinanderfolgende Rahmen) mit einem kubischen Spline-Interpolation.
   2. Laden Sie die interpolierte Dateien in einem benutzerdefinierten Matlab Programm (a) Filterpositionsdaten mit Hilfe eines vierter Ordnung Butterworth mit einer Grenzfrequenz von 5 Hz ab Leistungsspektrum Analyse bestimmt, und (b) Berechnen Sie die folgenden Gelenkwinkel: Hüftbeugung / Erweiterung, Hüftabduktion/ Adduktion, hip externe / interne Rotation, Knie Flexion / Extension, Sprunggelenk Inversion / Eversion, Dorsalextension / Plantarflexion wie in ¹² beschrieben.
   3. Laden Sie die Winkel-Dateien in einem benutzerdefinierten Matlab Programm Kicks zu extrahieren. Definieren Sie den Anfang eines Kick als den Beginn einer kontinuierlichen Beinbewegung, in der die Hüfte oder Knie Gelenkwinkeländerung überschritten 11,5 ° (0,2 Radiant) entweder in Flexion oder Extension ^3,9,13-15. Definieren Sie das Ende des Kick wie der Rahmen des Spitzenverlängerung nach einer Beugebewegung oder Spitzen Flexion nach einer Extensionsbewegung ^3,9,14.
4. Für alle Kicks, berechnen kinematischen Parameter mit benutzerdefinierten Matlab-Programme.
   1. Compute Position Varianz in der z-Richtung (vertikal, aufgabenspezifische Richtung) der LED an jedem Fuß, die das mobile ³ aktiviert.
   2. Berechne Hüfte Flexion / Extension und Knie-Flexion / Extension Gelenk Korrelationen mit Pearson Korrelationskoeffizienten (r) bei Null lagzwischen Hüft- und Kniegelenkswinkel Ausflüge. Korrelationen (r) bei Säuglingen zu vergleichen, wandeln Hip-Kniegelenkwinkel Korrelationen zu Fisher Z Partituren ^3,9,15.
   3. Zeit-Normalisierung der Gelenkwinkeldaten, dann berechnen Hüfte Flexion / Extension und Knie-Flexion / Extension kontinuierliche relative Phase (CRP) von der Winkelstellung / Geschwindigkeitsdaten ^16,17. Analysieren Sie die Ergebnisse der CRP Berechnung bei den folgenden fünf Zeitpunkte: (a) Beginn der Kick, (b) Spitzengeschwindigkeit des ersten Segments, (c) gemeinsame Umkehr, (d) Spitzengeschwindigkeit des zweiten Segments, und (e ) Ende kick ^3.
5. Für alle Kicks, identifizieren berührungslosen Kicks, indem Sie die synchrone Videodaten. Berechne kinetischen Parameter für die berührungslose Kicks mit benutzerdefinierten Matlab-Programme.
   1. Berechnen Sie die Segment Masse und Punkts aus den Gleichungen für Kleinkinder ab Hatze die anthropometrische Modell für Erwachsene ¹⁸ modifiziert. Berechnen Sie die 3D-Trägheitsmomentedie Oberschenkel, Schaft und Fuß Segmente aus den Gleichungen für Kleinkinder ab Jensens anthropometrische Modell für Erwachsene ¹⁹ modifiziert.
   2. Berechnen Sie die Bedingungen der folgenden Bewegungsgleichung mit der Schraube Theorie der räumlichen Manipulationen ^20.
      
      wird unter Verwendung der Lagrange-Ansatz, bei dem M (θ) ist der Trägheitsmatrix abgeleitet wird, die Coriolis und Kreiselmoment Matrix N (θ) die Gravitations (GRA) Drehmomente und T der Muskel (MUS) Drehmomente.
   3. Berechne Gelenkmomente mit Hilfe der 3D kinematische Daten der Nicht-Kontakt Kicks, Körper-Segment Trägheitsparameter und der biomechanischen Bewegungsgleichung.
   4. Partitionieren Sie das Netz (NET) Drehmoment an jedem Gelenk in Bewegung abhängige (MDT), GRA und MUS Drehmomentbeiträge ^21. Nettodrehmoment direkt proportional zu den Beschleunigungen an jeder Verbindung.MDT Drehmoment auf die passive Drehmomente mit mechanischer Wechselwirkungen zwischen den bewegten verbundenen Segmenten des Gliedes relevanten. GRA Drehmoment auf die passive Gravitationskraft wirkt nach unten auf die Schenkel zusammen. MUS Drehmoment umfasst Kräfte von aktiven Muskelkontraktionen und passive Verformungen von Muskeln, Sehnen, Bänder und andere periartikulären Gewebe.
   5. Für die Hüfte und Knie separat berechnen Drehmomentimpuls wie der Größe der Beitrag jedes partitioniert Drehmoment (MUS, GRA, MDT) zur NET Drehmoment. Berechne den positiven oder negativen Drehmomentimpuls (Drehmoment * Zeit) während der Intervalle, in denen die Knie MUS Drehmoment in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung beaufschlagt, verglichen mit dem Knie Nettodrehmoment. Führen Sie diese gleiche Berechnung mit Knie GRA und MDT Drehmomente und Hüfte MUS, GRA und MDT Drehmomente. Für die Hüfte und Knie getrennt, summieren alle positiven und negativen Impulsen für jede Momentkomponente um ein Maß für die Größe der Beitrag jedes partitioniert Drehmoment impuls ergebene (MUS, GRA, MDT) zur NET Drehmomentimpuls.

Results

Der Lernprozess der jungen Säuglingen kann im Hinblick auf die% RLA quantifiziert werden, Stellung Varianz der Endeffektoren (Fuß), Hip-Kniewinkelkorrelationskoeffizienten und Hüft- und Kniegelenksmomente. Jede Ebene der Analyse liefert eindeutige Informationen darüber, wie Kleinkinder erforschen die Beziehung zwischen ihrem Bein Aktionen und Aktivierung des Säuglings Handy während der Entdeckung-Lern-Prozess.

Für die statistische Analyse von% RLA und Hip-Kniewinkelkorrelationskoeffizienten,...

Discussion

Design Entdeckungs-Lernaufgaben für Kleinkinder

Discovery-Learning-Aufgaben für junge Kleinkinder müssen mit Bedacht gestaltet werden, um sicherzustellen, dass Kinder unabhängig Entdeckung der Kontingenz. In mehreren mobilen Paradigmen zu Beginn der Erfassungsbedingung, werden Säuglingen entweder gezeigt, dass das mobile aktiviert durch eine nicht-bedingten Aktivierung des Mobil ^7,22 oder der Schenkel jedes Säugling passiv durch den Prüfer bewegt, um den Säugling auf die Einführun...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Optotrak Certus Positionssensor, Fernfokus, mit Standfuß	Northern Digital Inc	8800852
Optotrak Data Acquisition Unit II (ODAU II)	Northern Digital Inc	8800767
Optotrak Vinten Standfuß, Certus mit Quick Fix Adapter	Northern Digital Inc	8800855.002
Certus S-Type, Standardkonfiguration	Northern Digital Inc	8800761
Markierungspaar (7 mm), c/w RJII-Stecker und 8 Fuß Kabel	Northern Digital Inc	8001029.001
AC-Netzkabel, medizinische Qualität, Nordamerika	Northern Digital Inc	7500010
kubisches Referenz-Emitter-Kit - Certus	Northern Digital Inc	8800768
3 Pylon IEEE 1394 Kameras	Basler	A6021c
Vixia HG10 Camcorder	Canon	2183B001
Klebescheiben	MVAP Medical Supplies	E401-500
Reversible Kopfstütze	Eddie Bauer	52556
Softstrap Strap Strap	Sammons Preston	A34960
Digitale Kinderwaage	Healthometer	Modell 524KL