Name: Quantifier lapprentissage chez les jeunes enfants: Suivi Leg Actions Au cours dune tâche de découverte-learning (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 18 s
Description: Découvrez comment quantifier l'apprentissage chez les nourrissons de 3-4 mois grâce au suivi des mouvements des jambes lors d'une tâche de découverte. Cette méthode révèle les mécanismes du développement cognitif infantile.

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Cette recherche a été soutenue par la promotion des études doctorales (PODS) I et II prix de la Fondation pour la thérapie physique et une bourse d&#39;études Adopt-A-Doc de la Section de l&#39;éducation de l&#39;American Physical Therapy Association à Barbara Sargent.

Le Institutional Review Board de l&#39;Université de Californie du Sud a approuvé cette étude. 1. Préparation du système <ol><li> Mettre en place le système de capture de mouvement. S&#39;il vous plaît noter: ces étapes sont différentes pour chaque système de capture de mouvement. <ol><li> Aligner le systèmes des deux capteurs de capture de mouvement à celle d&#39;un capteur de coordonnées en cliquant sur ​​&quot;Exécuter Nouvel enregistrement» dans le programme de capture de mouvement, la saisie d&#39;un temps de collecte de 30 sec, en cliquant sur ​​«enregistrer», et déplacer l&#39;objet d&#39;inscription dans le volume de capture pendant 30 sec. Lorsque l&#39;enregistrement est terminé avec succès, observer une moyenne quadratique (RMS) erreur d&#39;enregistrement sur l&#39;écran de l&#39;ordinateur. </li><li> Aligner le système de coordonnées global à la table de test en utilisant l&#39;objet d&#39;inscription en cliquant sur ​​&quot;Exécuter nouvel alignement&quot; dans le programme de capture de mouvement. <ol><li> Définir l&#39;origine en plaçant l&#39;obje d&#39;inscriptionct sur ​​le coin supérieur droit de la table d&#39;essai et en cliquant sur ​​&quot;Numériser&quot; dans le programme de capture de mouvement. Définir l&#39;axe Z en plaçant l&#39;objet de l&#39;enregistrement sur ​​le dessus d&#39;une boîte et en cliquant sur ​​&quot;Numériser&quot;; l&#39;axe Z est perpendiculaire à la table. </li><li> Définir le / Y + Z plan en déplaçant l&#39;objet d&#39;inscription sur la boîte le long de la longueur de la table et en cliquant sur ​​&quot;Numériser&quot;; l&#39;axe Y est parallèle à la longueur de la table et l&#39;axe X est parallèle à la largeur de la table. </li></ol></li><li> Branchez les DEL dans les deux ports stroboscopiques et entrez le nombre de LED par port stroboscopique dans le programme de système de capture de mouvement (24 pour le port d&#39;échantillonnage 1 et 20 pour stroboscopique port 2). Reportez-vous à la figure 3 pour le nombre et l&#39;emplacement de chaque LED. Sélectionnez la vue des données manquant pour fournir une bande de visualisation des cartes comme des LED étant suivi en temps réel. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/52841/52841fig3.jpg" /><strong&gt; Figure 3. Placement de LED. Strobe 1 est constitué de corps rigides (4 LED sur chaque corps rigide) pour le droit et la cuisse gauche, tige, et le pied. Strobe 2 se compose des corps rigides pour les droit et gauche du bassin, les marqueurs du sternum, et les DEL individuelles. </li></ol></li><li> Mettre en place le programme d&#39;ordinateur mobile infantile. <ol><li> Entrez le nombre de minutes pour chaque condition. Pour le Jour 1, entrée 2 pour la phase 1 (2 min de base, condition de non-renforcement), 6 pour la phase 2 (acquisition de 6 min, la condition de renforcement), et 0 pour la phase 3 (0 min extinction, état de non-renforcement). </li><li> Pour le Jour 2, entrée 2 pour la phase 1 (de base), 6 pour la phase 2 (acquisition), 2 pour la phase 3 (extinction), et cocher &quot;Utiliser le Zmin comme défaut&quot; de sorte que le seuil calculé au cours de référence de J1 sera le seuil utilisé pour la condition d&#39;acquisition de deux jours. </li><li> Choisissez &quot;StreamframesAllFrames&quot; et cliquez sur &quot;Envoyer&quot; pour permettre à laprogramme mobile d&#39;utiliser les données du système de capture de mouvement pour activer le mobile pour nourrissons à base de critères spécifiés. </li></ol></li><li> Mettre en place les caméras vidéo. <ol><li> Lancer le programme d&#39;ordinateur vidéo pour les trois vidéos synchronisées (latéral droit, latéral gauche, vues aériennes). </li><li> Lancer la caméra vidéo supplémentaire sur la tête de l&#39;enfant pour enregistrer les expressions du visage et du regard. </li></ol></li></ol> 2. Préparation pour nourrissons <ol><li> Décrire l&#39;expérience aux parents et de les informer d&#39;interagir aussi peu que possible avec leur bébé. NOTE: Dites aux parents que si l&#39;enfant ne devient pas difficile tout au long de l&#39;expérience, les parents devraient asseoir à côté de l&#39;enfant à l&#39;extérieur de leur point de vue, cependant, si l&#39;enfant devient difficile il ya une progression de l&#39;interaction avec le nourrisson. <ol><li> Tout d&#39;abord, demander au parent de dire: «Tout va bien, je suis ici,&quot; dans un ton rassurant. </li><li> Deuxièmement, poserle parent de se tenir dans le point de vue de l&#39;enfant tout en rassurant l&#39;enfant. </li><li> Troisièmement, demander au parent de maintenir soit une des mains du bébé ou de donner le bébé une sucette. NOTE: La moindre quantité d&#39;interaction nécessaire de garder l&#39;enfant calme et alerte parent est donnée et se termine le plus rapidement possible. </li></ol></li><li> Déshabiller l&#39;enfant, placer l&#39;enfant sous le mobile infantile, et de sécuriser l&#39;enfant à la table à l&#39;aide d&#39;une bande velcro placée en travers du tronc. </li><li> Après le nourrisson est fixé à la table, placez les marqueurs du sternum et du bassin, de la cuisse, tige, et des corps rigides de pied sur le nourrisson. </li></ol> 3. infantile mobile tâche d&#39;apprentissage <ol><li> Chaque jour, lancer la tâche de l&#39;apprentissage mobile en commençant synchrone du système de mouvement de capture, un programme informatique mobile, et des caméras vidéo. <ol><li> Sur les deux jours à partir de 0 à 2 min, la condition de base, observer l&#39;enfant coups de pied spontanément. </li><li> Le jour 1 au cours de la 2 min état initial, observer que le programme mobile infantile calcule en permanence le seuil d&#39;activation mobile basé sur la z-données d&#39;un des voyants sur le corps rigide de chaque pied. Exemple, marqueur 9 sur le pied droit et le marqueur 21 sur le pied gauche. Marker 9 est le centre LED sur le corps rigide du pied droit encerclé en jaune dans la figure 1. Marker 21 est le centre LED sur le corps rigide du pied gauche. </li><li> À la fin de la 2 min référence, le programme mobile va fixer le seuil à une hauteur d&#39;un écart-type (SD) au dessus de la hauteur moyenne des deux pieds pendant la condition de base de 2 min. </li><li> Sur les deux jours à partir de 2 à 8 min, la condition d&#39;acquisition, d&#39;observer que les mobile tourne pour nourrissons et joue de la musique lorsque la LED placées de chaque pied franchit le seuil calculé au cours de la 2 min état initial du Jour 1. NOTE: activation mobile continuera aussi longtemps que le pied est au-dessus du seuil virtuel à un maximum de 3 sec. Après 3 secondes, le mobile réactivera que si l&#39;enfant déplace le pied au-dessous du seuil virtuel, puis se déplace verticalement le pied et encore franchit le seuil. Cette «règle des 3 sec&quot; encourage actifs mouvements de la jambe par rapport exploratoires tenant les pieds au-dessus du seuil. </li><li> Le Jour 2 de 8-10 min, la condition d&#39;extinction, d&#39;observer que l&#39;enfant débute spontanément sans armature mobile. </li></ol></li><li> Après le nourrisson interagit avec le mobile, recueillir un essai d&#39;étalonnage statique pour définir un système de coordonnées local pour chaque segment de jambe et de définir une configuration de référence pour chaque segment de corps dans l&#39;espace. <ol><li> Fixer dix DEL individuelles bilatéralement à la peau de l&#39;enfant en utilisant des colliers ECG double face aux endroits suivants: ligne médiane latérale du tronc en dessous de la dixième côte, grand trochanter de la hanche, latérale genou ligne de joint, la cheville malléole latérale, et l&#39;extrémité distale de la 5 e métatarsien. </li><li> Maintenez l&#39;extrémité inférieure de l&#39;enfant dansune prolongée, la position anatomique pour 5 sec. Tous les angles d&#39;inclinaison dans cette position d&#39;étalonnage sont définis comme 0 °. </li></ol></li><li> Le jour 2, recueillir des données anthropométriques. <ol><li> Peser chaque enfant sur une échelle électrique numérique. </li><li> Prendre les mesures suivantes: longueur totale de l&#39;enfant; circonférence à mi-segment de la cuisse, tige, et du pied; largeur du genou (le genou de ligne commune), la cheville (au niveau des malléoles) et le pied (à la tête des métatarsiens); et la longueur de la cuisse (grand trochanter jusqu&#39;au genou interligne articulaire), tige (genou ligne commune pour malléole latérale), et du pied (malléole interne à la première articulation métatarsophalangienne). </li></ol></li></ol> 4. Analyse des données <ol><li> Analyse de la performance et de l&#39;apprentissage en calculant la RLA% pendant chaque intervalle de l&#39;expérience en utilisant un programme de langue personnalisée de l&#39;informatique tels que Matlab 2 min. Calculer la durée du temps une ou deux des LED sur chaque pied qui a activé le mobile étaient au-dessus du seuil. Depuisle mobile ne active après un intervalle de 3 secondes, il faut soustraire la durée de temps pendant laquelle un ou deux voyants étaient au-dessus du seuil de supérieur à un intervalle de 3 sec. <ol><li> Mesurer la performance du groupe chaque jour par l&#39;analyse statistique si le RLA% au cours de l&#39;une quelconque des intervalles d&#39;acquisition de trois min, 2 dépasse largement la 2 min intervalle de référence 3,4,7,9,10. </li><li> Catégoriser les nourrissons individuelles avoir effectué la tâche chaque jour si la RLA% pendant 2 min une quelconque intervalle d&#39;acquisition est égale ou supérieure à 1,5 fois la RLA% dans le 2 min intervalle de référence 3,4,6,9,10. </li><li> Mesurer l&#39;apprentissage du groupe au fil des jours en déterminant statistiquement si le RLA% pendant toute la durée d&#39;acquisition de 6 min état ​​Jour 2 dépasse la RLA% au cours de la condition de référence Jour 1 3,6. </li><li> Catégoriser les nourrissons individuels comme apprenants si le RLA% pendant toute acquisition état de 6 min de la Journée 2 est égale ou greater à 1,5 fois la condition de base de la Journée 1 3,6,11. </li></ol></li><li> Analyser l&#39;éveil et l&#39;attention par le codage des bandes vidéo lors de chaque intervalle de l&#39;expérience de 2 min. L&#39;échelle de l&#39;excitation est définie comme: somnolence = 1, alerte et inactive = 2, alerte et active = 3, pointilleux = 4, et des pleurs = 5 3,8,11. L&#39;échelle de l&#39;attention est défini comme suit: 0 = ne pas regarder le mobile, 1 = regardant le mobile 3,8. </li><li> les données de position du processus et de pied d&#39;extrait en utilisant des programmes Matlab personnalisés. <ol><li> les fichiers de données de position de charge en sortie du système de capture de mouvement dans un programme Matlab personnalisé pour interpoler les données de position manquantes (maximum de 20 images consécutives) en utilisant une spline cubique. </li><li> Chargez les fichiers interpolées dans un programme Matlab personnalisé pour (a) les données de position de filtre en utilisant un quatrième ordre Butterworth avec une fréquence de 5 Hz coupure que déterminés à partir de l&#39;analyse du spectre de puissance, et (b) calculer les angles des articulations suivantes: flexion de la hanche / extension, abduction de la hanche/ Adduction, rotation interne / externe de la hanche, du genou flexion / extension, la cheville inversion / éversion, dorsiflexion de la cheville / plantaire comme décrit dans 12. </li><li> Charger les fichiers d&#39;angle dans un programme Matlab personnalisé pour extraire des coups de pied. Définir le début d&#39;un coup comme le début d&#39;un mouvement continu de la jambe dans lequel la hanche ou du genou angle de l&#39;articulation changement dépassé 11,5 ° (0,2 radians) en flexion ou en extension soit 3,9,13-15. Définir la fin du coup de pied que le cadre de l&#39;extension de pointe suite à un mouvement de flexion ou de flexion pic après un mouvement d&#39;extension 3,9,14. </li></ol></li><li> Pour tous les coups de pied, calculer des paramètres cinématiques utilisant des programmes Matlab personnalisés. <ol><li> Calculer la position variance dans la direction z (direction verticale, spécifique à la tâche) de la LED sur chaque pied qui a activé le mobile 3. </li><li> Calculer la hanche flexion / extension et de flexion / extension du genou corrélations conjointes en utilisant des coefficients de corrélation de Pearson (r) à zéro lagentre la hanche et du genou excursions angle conjointe. Pour comparer les corrélations (r) chez les nourrissons, convertir hip-genou angle conjointe corrélations à Fisher Z scores 3,9,15. </li><li> Temps-normaliser les données d&#39;angle conjointes, alors calculer la hanche flexion / extension et de flexion / extension du genou phase relative continu (CRP) à partir des données de position angulaire / vitesse 16,17. Analyser les résultats du calcul de la CRP à cinq points de temps suivants: (a) début du coup de pied, (b) la vitesse de crête du premier segment, (c) d&#39;inversion conjointe, (d) de la vitesse de crête du second segment, et (e ) fin du coup 3. </li></ol></li><li> Pour tous les coups de pied, coups de pied identifier sans contact en affichant les données vidéo synchrones. Calculer des paramètres cinétiques pour les coups de pied sans contact à l&#39;aide de programmes Matlab personnalisés. <ol><li> Calculer la masse segmentaire et le centre de masse à partir des équations modifiées pour les bébés de modèle anthropométrique de Hatze pour les adultes 18. Calculer les moments d&#39;inertie de 3Dla cuisse, tige, et les segments de pied à partir d&#39;équations modifiées pour les bébés de modèle anthropométrique de Jensen pour les adultes 19. </li><li> Calculer les termes dans l&#39;équation du mouvement en utilisant la théorie de vis de manipulations spatiales 20 suivant. <img alt="une équation" src="/files/ftp_upload/52841/52841equation1.jpg" /> est dérivée de la méthode de Lagrange, où M (θ) est la matrice d&#39;inertie, <img alt="theta1" src="/files/ftp_upload/52841/theta1.jpg" /> le le muscle (MUS) couples de Coriolis et de la matrice de couple centrifuge, N (θ) les couples (GRA) gravitationnelles et T. </li><li> Calculer couples mixtes en utilisant les données cinématiques 3D des coups de pied sans contact, paramètres inertiels corps segments, et l&#39;équation biomécanique du mouvement. </li><li> Partitionner le net (NET) couple à chaque joint en contributions de mouvement dépendant (MDT), GRA, et le couple de 21 MUS. NET couple est directement proportionnelle aux accélérations à chaque joint.MDT couple est lié aux couples passifs associés aux interactions mécaniques entre les segments interconnectés en mouvement de la branche. GRA couple est liée à la force de gravité agissant passive vers le bas sur la branche. couple de MUS comprend forces de contractions musculaires actives et passives déformations des muscles, les tendons, les ligaments et d&#39;autres tissus péri-articulaires. </li><li> Pour la hanche et du genou séparément, calculer le couple d&#39;impulsion que l&#39;ampleur de la contribution de chaque couple partitionné (MUS, GRA, MDT) au couple NET. Calculer l&#39;impulsion positive ou négative couple (couple * temps) pendant des intervalles dans lesquels le couple de MUS du genou a agi dans le même sens opposé ou de comparaison avec le couple NET au genou. Effectuez cette même calcul avec GRA de genou et de la hanche et les couples MDT MUS, GRA, et les couples de MDT. Pour la hanche et du genou séparément, la somme de toutes les impulsions positives et négatives pour chaque composante de couple pour donner une mesure de l&#39;ampleur de la contribution de chaque Impuls de couple partitionnése (MUS, GRA, MDT) pour impulsion de couple NET. </li></ol></li></ol>

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<li>Piek, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+quantitative+analysis+of+spontaneous+kicking+in+two-month-old+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Hum.+Mov.+Sci%22%5BJournal%5D)">A quantitative analysis of spontaneous kicking in two-month-old infants.</a> Hum. Mov. Sci. 15, 707-726 (1996).</li>
<li>Thelen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+origins+of+motor+coordination%3A+Leg+movements+in+human+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Psychobiol%22%5BJournal%5D)">Developmental origins of motor coordination: Leg movements in human infants.</a> Dev. Psychobiol. 18, 1-22 (1985).</li>
<li>Vaal, J., van Soest, A. J., Hopkins, B., Sie, L. T. L., van der Knaap, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+spontaneous+leg+movements+in+infants+with+and+without+periventricular+leukomalacia%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Development of spontaneous leg movements in infants with and without periventricular leukomalacia.</a> Exp. Brain Res. 135, 94-105 (2000).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Conception des tâches découverte d&#39;apprentissage pour les jeunes enfants Découverte tâches d&#39;apprentissage pour les jeunes enfants doivent être soigneusement conçus pour assurer que les enfants découvrent indépendamment de l&#39;éventualité. Dans plusieurs paradigmes mobiles au début de la condition d&#39;acquisition, les nourrissons sont soit démontré que le mobile active par une activation non contingent du mobile 7,22 ou la jambe de chaque enfant est déplacé passivement...

Tâche actions spécifiques émergent de mouvements spontanés durant la petite enfance. Il a été proposé que des mesures spécifiques à la tâche émergent à travers un processus de découverte 1,2-learning. Les tâches sont découverts par les enfants comme ils se déplacent spontanément et explorer les actions qui produisent de nouveaux effets dans l&#39;environnement. Actions spécifiques à une tâche apparaissent comme les nourrissons exploitent les liens entre leurs actions et leurs effets sur le monde autour d&#39;eux. Toutefois, on en sait peu sur les processus précis que les nourrissons explorer et d&#39;exploiter d&#39;apprendre à modifier leurs mouvements spontanés pour effectuer des actions spécifiques à la tâche. Voici une méthode qui est décrite dans 3-4 mois nourrissons apprennent une tâche par la découverte et à leurs mouvements de jambes sont capturés à quantifier le processus d&#39;apprentissage. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52841/52841fig1.jpg" /> Figure 1: Infant coups de pied-activés tâche mobile. </strong&gt; La diode centre lumineux (LED) attaché au corps rigide de chaque pied (cercle jaune) active le mobile quand il franchit le seuil virtuelle (ligne pointillée rouge). Re-imprimée avec la permission de Sargent et al. 3 Cette tâche de découverte-apprentissage utilise un téléphone portable activé infantile qui tourne et joue de la musique basée sur l&#39;action de la jambe spécifié de nourrissons 3. Les nourrissons placés en décubitus dorsal sous le mobile activent en déplaçant leurs pieds verticalement à travers un seuil virtuel (Figure 1). Ce paradigme est unique en ce que les nourrissons découvrent indépendamment que leurs actions de la jambe activer le mobile, les mouvements des jambes des nourrissons sont suivis à l&#39;aide d&#39;un système de capture de mouvement permettant la quantification du processus d&#39;apprentissage. Le protocole expérimental comprend deux jours de collecte de données. Jour 1 se compose d&#39;un état initial de 2 min dans un nourrisson qui débute spontanément mais son action de jambene peut pas activer le nourrisson mobile, suivie par une condition d&#39;acquisition de 6 min dans lequel les actions de la jambe du bébé activer le mobile de votre enfant si l&#39;enfant bouge ses pieds verticalement à franchir un seuil virtuel. Ce protocole permet la quantification des actions spontanées des jambes du nourrisson ainsi que la quantification de divers aspects des mouvements que les nourrissons explorent la relation entre leurs actions de jambe et l&#39;activation du mobile pour nourrissons. Le jour 2, en plus de l&#39;état initial 2 min et 6 min état d&#39;acquisition, une condition d&#39;extinction de 2 min, on ajoute, dans lequel les actions de la jambe du bébé ne pas activer le mobile pour nourrissons. Cela permet pour la quantification de la façon dont les nourrissons changent leurs actions de la jambe lors d&#39;une réponse de l&#39;environnement déjà appris est interrompue. Dans paradigmes mobiles infantiles précédentes, la fréquence de mouvement de la jambe 4-6, hanche et du genou spécifique angles 7,8, ou coups de pied un panneau 9 ont été renforced avec le mouvement mobile. Rendement chaque jour a été définie comme une augmentation de ces actions jambe pendant la condition d&#39;acquisition ou d&#39;extinction par rapport à l&#39;état initial 9.4. Apprendre à travers jours a été définie comme une augmentation de ces actions au cours de la jambe de base ou l&#39;acquisition condition de Days 2 ou 3 et la condition de base de la Journée 1 5,6. Ces paradigmes mobiles précédents démontrent que les enfants augmentent la fréquence des actions de la jambe qui sont renforcés avec l&#39;activation mobile, cependant, ils ne fournissent pas d&#39;informations sur le mouvement des options nourrissons ont à leur disposition lors de l&#39;apprentissage de la tâche. Par exemple, si le taux coups de pied est renforcé, les nourrissons présentent des performances et de l&#39;apprentissage lorsque leurs hausses de taux de coups de pied, soit lors de l&#39;interaction avec le mobile ou lorsque le mobile plus active. Cela démontre que les nourrissons peuvent affiner leur taux coups de pied, mais on ignore si les nourrissons peuvent affiner leur modèle ou le couple de production de coordination de la jambe à Generatactions de la jambe de e qui ne sont pas dans leur répertoire de mouvements préféré. Ce paradigme mobile est unique dans que les nourrissons sont nécessaires pour démontrer l&#39;action des jambes plus raffiné pour activer le mobile que dans les paradigmes précédents mobiles. Dans ce paradigme mobile, la hauteur de chaque pied au-dessus de la table est calculée au cours de l&#39;état initial de 2 min à l&#39;aide des données de position à partir d&#39;une diode électroluminescente (LED) fixé à chaque pied. Un seuil virtuelle est alors fixé parallèlement à la table à une hauteur qui est dans la fourchette supérieure de la hauteur de deux pieds au cours de l&#39;état initial. Lors de l&#39;acquisition, les mobile tourne et joue de la musique se soit pied franchit le seuil. Après 3 secondes, les butées mobiles et réactive seulement si l&#39;enfant se déplace le pied au-dessous du seuil, puis se déplace verticalement le pied et franchit le seuil de nouveau. Pour activer le mobile pour la plus grande quantité de temps, les nourrissons ont besoin de déplacer un pied au-dessus du seuil et le maintenir contre gravlité pendant 3 secondes, puis passer rapidement le pied au-dessous du seuil et de nouveau se déplacer au-dessus du seuil et l&#39;y maintenir pendant 3 secondes, etc. Cela nécessite une action de jambe plus raffiné que de simplement augmenter le taux coups de pied. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/52841/52841fig2.jpg" /> Figure 2: données de position non filtrés d&#39;effecteurs terminaux (pieds) d&#39;un enfant représentant des données de position non filtré du jour 2 d&#39;un nourrisson âgé de 3 mois qui a démontré l&#39;apprentissage basé sur des critères individuels d&#39;apprentissage.. La ligne rouge représente les données de position de la coordonnée z de la diode émettrice de lumière (LED) placées sur le pied droit. La ligne bleue est des données de position de la LED sur le pied gauche. Ligne noire épaisse est la table. La ligne en pointillé est le seuil virtuelle placée 14 cm au-dessus de la table comme individuellement déterminé pour chaque enfant en fonction de la hauteur de leur coup de pied au cours de référenceétat de la Journée 1. axe X est le temps marqué par des intervalles de 2 min. Notez comment l&#39;enfant se déplace ses pieds pendant de référence lorsque le mobile ne active et pendant les 30 premières secondes d&#39;acquisition 1, alors il garde toujours les deux pieds sur la table et se déplace ses pieds juste autour du seuil pour le prochain 5½ min jusqu&#39;à ce que le mobile plus active au cours de l&#39;état d&#39;extinction. La deuxième caractéristique unique de ce paradigme mobile est que l&#39;action de la jambe de chaque enfant est suivi en utilisant des techniques de l&#39;état de l&#39;art-capture de mouvement de quantifier les nourrissons utilisent leurs options de mouvement à apprendre la tâche. Données de position non filtrés de la LED sur chaque pied qui active le mobile d&#39;un nourrisson représentant est inclus dans la figure 2. Notez comment l&#39;enfant se déplace ses pieds à différentes hauteurs au-dessus de la table lors de la ligne de base et la première partie de l&#39;acquisition, mais se déplace ensuite les deux pieds juste autour du seuil pendant le reste de la condi d&#39;acquisitiontion jusqu&#39;à ce que le mobile plus active lors de l&#39;extinction. Ceci est une des nombreuses stratégies de mouvement potentiels pour accomplir la tâche de découverte et d&#39;apprentissage. Les stratégies peuvent être quantifiés en calculant la cinématique et la cinétique en trois dimensions à l&#39;aide de données de position acquises à partir du système de capture de mouvement. Plus précisément, le processus d&#39;apprentissage est quantifiée en termes de pourcentage de l&#39;action des jambes renforcé (% en RLA), qui est égale à la durée d&#39;activation mobile, la position variance des effecteurs d&#39;extrémité (pieds) qui activent les mobiles, les modes de coordination hanche-genou , et de la hanche et du genou couples articulaires.

<table><tbody><tr><td>Capteur de position Optotrak Certus, mise au point lointaine, avec socle</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8800852</td><td></td></tr><tr><td>Unité d’acquisition de données Optotrak II (ODAU II)</td><td>Northern Digital Inc</td><td></td> 8800767 <td></td></tr><tr><td>Optotrak Vinten Stand, Certus avec adaptateur Quick Fix Northern</td><td>Digital Inc</td><td>8800855.002</td><td></td></tr><tr><td>Certus S-Type, Configuration standard</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8800761</td><td></td></tr><tr><td>Paire de marqueurs (7 mm), connecteur RJII c/w et câble de 8 pieds</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8001029.001</td><td></td></tr><tr><td>Cordon d’alimentation CA, qualité médicale, Amérique du Nord</td><td>Northern Digital Inc</td><td>7500010</td><td></td></tr><tr><td>Cubic Reference Emitter Kit - Certus</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8800768</td><td></td></tr><tr><td>3 Pylon IEEE 1394 caméras</td><td>Basler</td><td>A6021c</td><td></td></tr><tr><td>Vixia HG10 caméscope</td><td>Canon</td><td>2183B001</td><td></td></tr><tr><td>Disques adhésifs</td><td>MVAP Medical Supplies</td><td>E401-500</td><td></td></tr><tr><td>Appui-tête réversible</td><td>Eddie Bauer</td><td>52556</td><td></td></tr><tr><td>Softstrap Strap</td><td>Sammons Preston</td><td>A34960</td><td></td></tr><tr><td>Échelle pédiatrique numérique</td><td>Healthometer</td><td>Modèle 524KL</td><td></td></tr></tbody></table>

quantifier l&#39;apprentissage chez les jeunes enfants: suivi leg actions au cours d&#39;une tâche de découverte-learning

Quantifying Learning in Young Infants: Tracking Leg Actions During a Discovery-learning Task

Tâche actions spécifiques émergent de mouvement spontané durant la petite enfance. Il a été proposé que les actions spécifiques à la tâche émergent à travers un processus de découverte et d&#39;apprentissage. Voici une méthode qui est décrite dans 3-4 mois nourrissons apprennent une tâche par la découverte et à leurs mouvements de jambes sont capturés à quantifier le processus d&#39;apprentissage. Cette tâche de découverte-apprentissage utilise un téléphone portable activé infantile qui tourne et joue de la musique basée sur une action de jambe spécifié de nourrissons. Nourrissons en décubitus activer le mobile en déplaçant leurs pieds verticalement à travers un seuil virtuel. Ce paradigme est unique en ce que les nourrissons découvrent indépendamment que leurs actions de la jambe activer le mobile, les mouvements des jambes des nourrissons sont suivis à l&#39;aide d&#39;un système de capture de mouvement permettant la quantification du processus d&#39;apprentissage. Plus précisément, l&#39;apprentissage est quantifiée en termes de la durée d&#39;activation mobile, la position variance des effecteurs terminaux (pieds) qui activent le mobile, les changements dans coordina hip-genoumodèles de Tion, et des changements dans la hanche et du genou couple musculaire. Cette information décrit l&#39;exploration et l&#39;exploitation infantile à l&#39;interaction des contraintes de personne et environnementaux qui soutiennent l&#39;action spécifique à la tâche. Des recherches ultérieures en utilisant cette méthode peut enquêter sur la façon dont les déficiences spécifiques des différentes populations d&#39;enfants à risque de troubles du mouvement influencent le processus de découverte-learning pour l&#39;action spécifique à la tâche.

Le processus d&#39;apprentissage des jeunes enfants peut être quantifiée en termes de% RLA, la position variance des effecteurs terminaux (pieds), hip-genou coefficients de corrélation, l&#39;angle et la hanche et du genou couples articulaires. Chaque niveau d&#39;analyse fournit des informations uniques sur la façon dont les nourrissons explorent la relation entre leurs actions dans les jambes et l&#39;activation du mobile de l&#39;enfant pendant le processus de découverte et d&#39;apprentissage. <p class="jove_con...

Une méthode est décrite dans laquelle les nourrissons de 3-4 mois apprennent une tâche par découverte et leurs mouvements de jambe sont capturés pour quantifier le processus d’apprentissage.

Quantifier l&#39;apprentissage chez les jeunes enfants: Suivi Leg Actions Au cours d&#39;une tâche de découverte-learning

Task-specific actions emerge from spontaneous movement during infancy. It has been proposed that task-specific actions emerge through a discovery-learning ...

L'objectif de l'expérience suivante est d'étudier l'apparition et le développement des mouvements des jambes lorsque les nourrissons apprennent une tâche spécifique. Pour ce faire, on place d'abord un nourrisson sous un mobile pour nourrissons et on fixe des marqueurs visibles par caméra sur ses jambes. Ensuite, on suit les mouvements des jambes du nourrisson pendant qu'il participe à une tâche d'apprentissage par découverte, au cours de laquelle le mobile tourne et joue de la musique.Chaque fois que le nourrisson déplace l'un de ses pieds verticalement au-delà d'un seuil virtuel, ses mouvements des jambes sont analysés afin de déterminer s'il a appris que l'action de sa jambe active le mobile, et comment il a modifié ses mouvements des jambes au cours de l'expérience. En fin de compte, ce nouveau paradigme d'apprentissage par découverte fournit des informations sur les processus que les nourrissons explorent et utilisent lorsqu'ils apprennent à modifier leurs mouvements spontanés pour accomplir des actions spécifiques à une tâche. Ce paradigme est unique en ce sens que les nourrissons découvrent indépendamment que c'est leur action de jambe qui active le mobile.Les mouvements de leurs jambes sont suivis à l'aide d'un système de capture de mouvement. Les précédents paradigmes pouvaient présenter l'une de ces caractéristiques, mais les deux sont nécessaires pour quantifier le processus d'apprentissage des jeunes nourrissons. Cette méthode peut nous aider à répondre à certaines des questions fondamentales du domaine, comme la manière dont les nourrissons apprennent en explorant le monde qui les entoure.Pour commencer, configurez le système de capture du mouvement en alignant d'abord le système de coordonnées des deux capteurs de capture du mouvement sur celui d'un capteur de référence. Pour ce faire, cliquez d'abord sur « effectuer un nouvel alignement » dans le programme de capture du mouvement. Saisissez ensuite une durée d'acquisition de 30 secondes et cliquez sur « aligner ».Une fois le bouton d'inscription cliqué, déplacez l'objet d'inscription dans le volume de capture du système pendant 30 secondes. Lorsque l'inscription est terminée, une inscription par racine carrée moyenne s'affichera sur l'écran de l'ordinateur. Ensuite, cliquez sur Effectuer un nouvel alignement dans le programme de capture de mouvement pour aligner le système de coordonnées global avec la table d'essai à l'aide de l'objet d'inscription, puis définissez l'origine en plaçant l'objet d'inscription sur le coin supérieur droit de la table d'essai et en cliquant sur numériser dans le programme de capture de mouvement.Ensuite, définissez l'axe Z en plaçant l'objet de calibrage sur un livre et en cliquant ; numériser l'axe Z perpendiculaire à la table. Définissez ensuite le plan positif ZY en déplaçant l'objet de calibrage sur le livre le long de la longueur de la table et en cliquant sur numériser. L'axe Y est parallèle à la longueur de la table, et l'axe X est parallèle à la largeur de la table.Branchez les DEL sur les deux ports de stroboscopie et saisissez le nombre de DEL par port de stroboscopie dans le programme du système de capture de mouvement. Reportez-vous à la figure trois illustrée ici. Pour le nombre et l'emplacement de chaque DEL, sélectionnez la vue des données manquantes afin d'obtenir un affichage sous forme de diagramme en bande des DEL suivies en temps réel pour configurer le programme du mobile pour nourrisson.Tout d'abord, saisissez le nombre de minutes pour chaque condition du premier jour, entrée deux. Pour la phase un, la condition sans renforcement. Six pour la phase deux, la condition avec renforcement, et zéro pour la phase trois du deuxième jour, saisissez deux pour la phase un, six pour la phase deux et deux pour la phase trois.Vérifiez également la case. Utilisez xin par défaut afin que le seuil calculé pendant la phase de référence du premier jour devienne le seuil utilisé pour la condition d'acquisition du deuxième jour. Enfin, sélectionnez « stream frames », « all frames », puis cliquez sur « send » pour permettre au programme mobile d'utiliser les données du système de capture de mouvement afin d'activer le mobile pour nourrisson selon des critères spécifiés.Ensuite, positionnez trois caméras autour du dispositif mobile, une sur le côté droit, une sur le côté gauche et une vue du dessus. Connectez-les au système informatique. Lancez le logiciel de vidéo pour synchroniser les trois entrées.En outre, placez une quatrième caméra au-dessus de la tête du nourrisson pour enregistrer les expressions faciales et suivre le regard oculaire. Commencez par décrire l'expérience aux parents et informez-les d'interagir le moins possible avec leur nourrisson. Ensuite, déshabillez le nourrisson et placez-le sous le mobile.Fixez le nourrisson sur la table à l'aide d'une bande Velcro placée en travers du tronc. Une fois le nourrisson bien immobilisé, fixez les marqueurs sternaux, puis les corps rigides du pied, de la jambe, de la cuisse et du bassin du nourrisson. Au début de chaque journée de test, lancez la tâche d'apprentissage mobile en démarrant simultanément le logiciel informatique de capture de mouvement et les caméras vidéo afin d'observer les mouvements spontanés de ruade du nourrisson pendant la période de référence des deux premières minutes.Pendant cette période, le programme du mobile pour nourrissons calculera en continu le seuil d'activation du mobile à partir des données Z provenant de l'une des LED fixée sur le corps rigide de chaque pied, à la fin de la période de deux minutes de ligne de base. Observez comment le programme du mobile fixe le seuil à une hauteur correspondant à un écart-type au-dessus de la hauteur moyenne des deux pieds durant la période de ligne de base. Ensuite, pendant la condition d'acquisition, observez le mobile pour nourrisson qui tourne et joue de la musique lorsque la LED placée sur l'un ou l'autre pied franchit le seuil calculé durant la condition de deux minutes de ligne de base du premier jour de test, pendant la phase d'extinction.Le deuxième jour du test, observer l'enfant qui donne des coups de pied spontanément, sans aucune récompense provenant du mobile. Après l'interaction de l'enfant avec le mobile fixe, fixer 10 LED individuelles bilatéralement sur la peau de l'enfant à l'aide de colliers EKG doubles faces comme indiqué ici, maintenir l'extrémité inférieure de l'enfant en position anatomique étendue pendant cinq secondes. Définir les angles articulaires dans cette position d'étalonnage comme étant de zéro degré.Après le deuxième jour de test, peser le nourrisson sur une balance électronique numérique. Ensuite, mesurer la longueur du nourrisson, sa circonférence au niveau du segment médian de la cuisse, du tibia et du pied. Puis, mesurer la largeur du genou au niveau de la ligne articulaire du genou.La largeur de leur cheville au niveau de la ligne de Malia ainsi que la largeur de leur pied au niveau des têtes métatarsiennes. Enfin, mesurer la longueur de leur cuisse depuis le grand trochanter jusqu'à la ligne de l'articulation du genou, la longueur de leur jambe depuis la ligne de l'articulation du genou jusqu'au maléole latéral, et la longueur de leur pied depuis le malléole médial jusqu'à l'articulation métatarso-phalangienne du premier orteil. Analyser la performance et l'apprentissage du nourrisson en calculant le pourcentage d'action des jambes renforcée, comme décrit dans le protocole accompagnant.Pour analyser les mouvements des membres inférieurs, chargez les fichiers de données de position issus du système de capture du mouvement dans un programme MATLAB personnalisé afin d'interpoler les données de position manquantes sur jusqu'à 20 images consécutives à l'aide d'une spline cubique. Ensuite, chargez les fichiers interpolés dans un programme MATLAB personnalisé pour filtrer d'abord les données de position à l'aide d'un filtre de Butterworth du quatrième ordre avec une fréquence de coupure de cinq hertz, puis calculez les angles articulaires selon la méthode décrite par Soderquist et Wedin. Ce graphique illustre les différences de résultats comportementaux entre les nourrissons classés comme apprenants et ceux classés comme non-apprenants.Les nourrissons ont été classés comme apprenants si leur action de jambe renforcée dans l'ensemble de la condition d'acquisition du deuxième jour était égale ou supérieure à 1,5 fois l'action de jambe renforcée de leur condition de base du premier jour. Remarquez la diminution initiale du pourcentage d'ARL chez les apprenants pendant les deux premières minutes de la condition d'acquisition du jour un. Les nourrissons ayant réussi la tâche ont réduit leur activité globale lorsque le mobile infantile a commencé à s'activer, peut-être d'abord comme une réponse d'orientation, puis peut-être comme une stratégie pour déterminer si leurs actions étaient associées à l'activation du mobile. Illustré.Voici les différences de coordination hanche-genou entre les nourrissons classés comme apprenants et non apprenants. Les apprenants, mais pas les non apprenants, ont significativement diminué leur coefficient de corrélation entre les angles de la hanche et du genou entre la condition d'acquisition du jour deux et la condition de référence du jour un. Ici, les différences d'impulsion de couple musculaire au niveau de la hanche et du genou ont été analysées dans le groupe de nourrissons classés comme apprenants.Un résultat solide était l'augmentation de l'impulsion du couple musculaire au niveau de la hanche et du genou pendant la condition d'extinction par rapport aux autres conditions. Les nourrissons ayant appris la tâche semblent produire de forts couples musculaires au niveau de la hanche et du genou pendant la condition d'extinction afin de tenter de réactiver le mobile. Ce paradigme expérimental peut être étendu aux nourrissons à risque de dysfonctionnement moteur.Il peut être utilisé pour étudier comment les déficits affectant différentes populations de nourrissons influencent le processus d'apprentissage par découverte et la capacité à exécuter une action spécifique des membres inférieurs.

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