La cuantificación de aprendizaje en jóvenes Bebés: Seguimiento de la pierna acciones durante una tarea de descubrimiento-learning

El objetivo del siguiente experimento es investigar la aparición y el desarrollo de los movimientos de las piernas cuando los bebés aprenden una tarea específica. Esto se logra colocando primero a un bebé debajo de un móvil para bebés y colocando marcadores visibles de la cámara en las piernas del bebé. A continuación, se rastrean los movimientos de las piernas del bebé mientras participa en una tarea de aprendizaje por descubrimiento en la que el móvil gira y reproduce música.

Cada vez que el bebé mueve cualquiera de los pies verticalmente a través de un umbral virtual, se analizan los movimientos de las piernas del bebé para determinar si el bebé aprendió que la acción de su pierna activaba el móvil y cómo el bebé cambió los movimientos de sus piernas en el transcurso del experimento. En última instancia, este novedoso paradigma de aprendizaje por descubrimiento proporciona información sobre los procesos que los bebés exploran y explotan cuando aprenden a modificar sus movimientos espontáneos para realizar acciones específicas de la tarea. Este paradigma es único en el sentido de que los bebés descubren de forma independiente que es la acción de sus piernas la que activa el móvil.

Los movimientos de sus patas se rastrean mediante un sistema de captura de movimiento. Los paradigmas anteriores pueden haber tenido una de estas características, pero ambos son necesarios para cuantificar el proceso de aprendizaje de los niños pequeños. Este método puede ayudarnos a responder algunas de las preguntas clave en el campo, como por ejemplo, cómo aprenden los bebés explorando el mundo que los rodea.

Para empezar, configure el sistema de captura de movimiento alineando primero el sistema de coordenadas de los dos sensores de captura de movimiento con el de un sensor de referencia. Haciendo clic primero en realizar un nuevo registro en el programa de captura de movimiento. A continuación, introduzca un tiempo de recogida de 30 segundos y haga clic en registrarse.

Una vez que se hace clic en el registro, mueva el objeto de registro dentro del volumen de captura del sistema durante 30 segundos. Cuando se complete el registro, aparecerá un registro de raíz cuadrada en la pantalla de la computadora. A continuación, haga clic en Realizar nueva alineación en el programa de captura de movimiento para alinear el sistema de coordenadas global con la mesa de prueba utilizando el objeto de registro, defina el origen colocando el objeto de registro en la esquina superior derecha de la mesa de prueba y haga clic en digitalizar en el programa de captura de movimiento.

A continuación, defina el eje Z colocando el objeto de registro encima de un libro y haciendo clic en digitalizar el eje Z es perpendicular a la tabla. A continuación, defina el plano positivo ZY moviendo el objeto de registro en el libro a lo largo de la tabla y haciendo clic en digitalizar. El eje Y es paralelo a la longitud de la tabla y el eje x es paralelo al ancho de la tabla.

Conecte los LED a los dos puertos de carrera e ingrese el número de LED por puerto estroboscópico dentro del programa del sistema de captura de movimiento. Consulte la figura tres que se muestra aquí. Para el número y la ubicación de cada LED, seleccione la vista de datos que falta para proporcionar una visualización similar a un gráfico de tiras de los LED que se rastrean en tiempo real Para configurar el programa móvil para bebés.

Primero, ingrese el número de minutos para cada condición para el primer día, ingrese dos. Para la fase uno, la condición de no refuerzo. Seis para la fase dos, la condición de refuerzo y cero para la fase tres el segundo día, entrada dos para la fase uno, seis para la fase dos y dos para la fase tres.

Marque también la casilla. Utilice xin de forma predeterminada para que el umbral calculado durante la línea de base del primer día sea el umbral utilizado para la condición de adquisición del segundo día. Por último, seleccione los fotogramas de transmisión, todos los fotogramas y haga clic en enviar para permitir que el programa móvil utilice los datos del sistema de captura de movimiento para activar el móvil infantil en función de los criterios especificados.

A continuación, coloque tres cámaras alrededor de la configuración móvil, una en el lateral derecho, una en el lateral izquierdo y una en el techo. Y conectarlos al sistema informático. Inicie el programa de video de la computadora para sincronizar las tres entradas.

Además, coloque una cuarta cámara sobre la cabeza del bebé para registrar las expresiones faciales y seguir la mirada. Comience describiendo el experimento a los padres e infórmeles que interactúen lo menos posible con su bebé. A continuación, desvista al bebé y colóquelo debajo del móvil.

Asegure al bebé a la mesa con una banda de velcro colocada a lo largo del tronco. Una vez asegurado en su lugar, coloque los marcadores esternales seguidos por el pie, el vástago, el muslo y los cuerpos rígidos pélvicos del bebé. Al comienzo de cada día de prueba, inicie la tarea de aprendizaje móvil iniciando sincrónicamente el sistema de captura de movimiento, el programa de la computadora móvil y las cámaras de video observan al bebé pateando espontáneamente durante el período de referencia de los dos minutos iniciales.

Durante este período, el programa móvil infantil calculará continuamente el umbral para la activación móvil en función de los datos Z de uno de los LED en el cuerpo rígido de cada pie al final del período de referencia de dos minutos. Observe cómo el programa móvil establece el umbral a una altura de una desviación estándar por encima de la altura promedio de ambos pies durante el período de referencia. A continuación, durante la condición de adquisición, observe cómo el móvil infantil gira y reproduce música cuando el LED colocado en cualquiera de los pies cruza el umbral que se calculó durante la condición de referencia de dos minutos desde el primer día de prueba durante la fase de extinción.

En el segundo día de la prueba, observe cómo el bebé patea espontáneamente sin ningún refuerzo móvil Después de la interacción del bebé con la fija móvil. 10 LED individuales bilateralmente a la piel del bebé utilizando collares de electrocardiograma de doble cara como se muestra aquí, mantienen la extremidad inferior del bebé en una posición anatómica extendida durante cinco segundos. Defina los ángulos de unión en esta posición de calibración como cero grados.

Después del segundo día de prueba, pese al bebé en una báscula eléctrica digital. Luego mida la longitud del bebé, su circunferencia en el segmento medio del muslo, la pierna y el pie. A continuación, mida el ancho de su rodilla en la línea de la articulación de la rodilla.

La anchura de su tobillo en la línea de Malia, así como la anchura de su pie en las cabezas de los metatarsianos. Finalmente, mida la longitud de su muslo desde el trocanter mayor hasta la línea de la articulación de la rodilla, la longitud de su pierna desde la línea de la articulación de la rodilla hasta el malú lateral y la longitud de su pie desde el molibdeno medial hasta la primera articulación de la falange metatarsiana. Analice el rendimiento y el aprendizaje del bebé calculando el porcentaje de acción de las piernas reforzadas como se describe en el protocolo de texto adjunto.

Para analizar los movimientos de las piernas, cargue los archivos de datos de posición emitidos por el sistema de captura de movimiento en un programa personalizado de MATLAB para interpolar los datos de posición que faltan durante un máximo de 20 fotogramas consecutivos mediante una spline cúbica. A continuación, cargue los archivos interpolados en un programa personalizado de MATLAB para filtrar primero los datos de posición utilizando un Butterworth de cuarto orden con una frecuencia de corte de cinco hercios y, a continuación, calcule los ángulos de unión tal y como los describen Soderquist y Wedin. Este gráfico muestra las diferencias en los resultados conductuales entre los bebés clasificados como aprendices y los clasificados como no aprendices.

Los lactantes se clasificaron como aprendices si la acción reforzada de las piernas en toda la condición de adquisición del segundo día era igual o superior a 1,5 veces la acción reforzada de las piernas de su condición basal en el primer día. Obsérvese la disminución inicial en el porcentaje de RLA de los alumnos durante los dos primeros minutos de la condición de adquisición del primer día. Los bebés que aprendieron la tarea disminuyeron su acción general cuando el móvil infantil comenzó a activarse, tal vez primero como una respuesta de orientación, luego tal vez como una estrategia para determinar si sus acciones estaban asociadas con la activación móvil. Mostrado.

Estas son las diferencias en la coordinación de la cadera y la rodilla entre los bebés clasificados como aprendices y no aprendices. Los estudiantes, pero no los no aprendices, disminuyeron significativamente su coeficiente de correlación del ángulo de la cadera y la rodilla entre la condición de adquisición del segundo día y la condición basal del primer día. Aquí, se analizaron las diferencias en el impulso de torsión de los músculos de la cadera y la rodilla en el grupo de lactantes clasificados como aprendices.

Un hallazgo robusto fue el aumento en el impulso de torsión muscular de la cadera y la rodilla durante la condición de extinción en comparación con las otras condiciones. Los bebés que aprendieron la tarea parecen estar generando grandes torques musculares en la cadera y la rodilla durante la condición de extinción en un intento de reactivar el móvil. Este paradigma experimental puede extenderse a los lactantes con riesgo de disfunción del movimiento.

Se puede utilizar para investigar cómo las deficiencias de diferentes poblaciones de bebés influyen en el proceso de aprendizaje por descubrimiento y en la capacidad de realizar acciones de pierna específicas de la tarea.