Name: Kwantificeren Learning bij jonge kinderen: Tracking Been Acties Tijdens een Discovery-leertaak (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 18 s
Description: Leer hoe zuigelingen van 3-4 maanden leren door beenbewegingen te volgen tijdens een ontdekkingsleertaak met een mobiel. Deze methode onthult inzichten in de mechanismen van spontane bewegingsmodificatie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit onderzoek werd gesteund door de bevordering van Doctoral Studies (PODS) I en II awards van de Stichting voor Fysiotherapie en een Adopt-A-Doc Scholarship van de Education Section van de American Physical Therapy Association Barbara Sargent.

De Institutional Review Board van de University of Southern California goedgekeurd deze studie. 1. Systeem Voorbereiding <ol><li> Stel de motion capture systeem. Let op: deze stappen zijn verschillend voor elke motion capture systeem. <ol><li> Lijn de coördinatensystemen van de twee motion capture sensoren aan die van een sensor door te klikken op &quot;Perform Nieuw Registratie&quot; in de motion capture-programma, het invoeren van een verzameling van 30 sec, klikken op &quot;Registreer&quot;, en het verplaatsen van de registratie object binnen het volume capture gedurende 30 sec. Wanneer de registratie is voltooid, acht een kwadratisch gemiddelde (RMS) registratie fout op het computerscherm. </li><li> Lijn de globale assenstelsel aan het testen tafel met behulp van de registratie object door te klikken op &quot;Perform New Alignment&quot; in het motion capture-programma. <ol><li> Definieer de oorsprong door het plaatsen van de registratie object op de rechterbovenhoek van het testen tafel en te klikken op &quot;digitaliseren&quot; in het motion capture-programma. Definieer de Z-as door het plaatsen van het registratie voorwerpen op een doos en klikken &quot;digitaliseren&quot;; de Z-as staat loodrecht op de tafel. </li><li> Definieer de Z / Y + plane de registratie voorwerp dat op de doos over de lengte van de tafel en klikken &quot;digitaliseren&quot;; de Y-as parallel aan de lengte van de tafel en de X-as evenwijdig aan de breedte van de tafel. </li></ol></li><li> Steek de LED&#39;s in de twee strobe-poorten en voer het aantal LED&#39;s per strobe haven binnen de motion capture systeem programma (24 voor strobe poort 1 en 20 voor strobe poort 2). Zie Figuur 3 voor het aantal en de locatie van elke LED. Selecteer ontbrekende gegevens te verstrekken van een strip chart-achtige weergave van de LED&#39;s wordt bijgehouden in real time. <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/52841/52841fig3.jpg" /><strong&gt; Figuur 3. Plaatsing van LEDs. Strobe 1 bestaat uit de starre lichamen (4 LED&#39;s op elk stijf lichaam) voor de rechter en linker dij, de schenkel, en de voet. Strobe 2 omvat de stijve organen voor de rechter en linker bekken, het borstbeen merkers en de afzonderlijke LEDs. </li></ol></li><li> Stel het kind mobiele computerprogramma. <ol><li> Voer het aantal minuten voor elke conditie. Voor Dag 1, ingang 2 voor fase 1 (2 min uitgangswaarde, non-versterking conditie), 6 voor fase 2 (6 min overname, versterking voorwaarde), en 0 voor fase 3 (0 min uitsterven, non-versterking voorwaarde). </li><li> Voor Dag 2, ingang 2 voor fase 1 (baseline), 6 voor fase 2 (overname), 2 voor fase 3 (uitsterven), en vink &quot;Gebruik Zmin als Default&quot;, zodat de drempel berekend tijdens de basislijn van Day1 de drempel zal zijn gebruikt voor de aankoop toestand van Dag 2. </li><li> Kies &quot;StreamframesAllFrames&quot; en klik op &quot;Verzenden&quot; om de vrijgavemobiele programma om gegevens te gebruiken uit de motion capture systeem om het kind mobiele basis van opgegeven criteria te activeren. </li></ol></li><li> Stel de video-camera&#39;s. <ol><li> Start de video computerprogramma voor de drie gesynchroniseerde video&#39;s (rechter laterale, linker laterale, overhead uitzicht). </li><li> Start de extra video-camera boven het hoofd van de baby om gezichtsuitdrukkingen en ogen blik op te nemen. </li></ol></li></ol> 2. Infant Voorbereiding <ol><li> Beschrijven het experiment ouders en hen zo min mogelijk interactie met hun baby. Opmerking: Vertel de ouders dat indien het kind gedurende het experiment niet kieskeurig ofwel worden moet het ouders bij het kind zitten buiten hun mening, echter, als het kind wordt kieskeurig er een progressie van interactie met het kind. <ol><li> Ten eerste, vraag de ouders om te zeggen, &quot;Alles is oke, ik ben hier,&quot; in een geruststellende toon. </li><li> Ten tweede, vraagde ouder in het oog van het kind staan ​​terwijl geruststellend het kind. </li><li> Ten derde, vraag de ouders om ofwel houden één van de handen van de baby of geef het kind een fopspeen. LET OP: De minste hoeveelheid ouder interactie nodig is om het kind rustig en alert te houden wordt gegeven en wordt zo snel mogelijk beëindigd. </li></ol></li><li> Uitkleden het kind, plaatst het kind onder het kind mobiele, en zet de zuigeling aan de tafel met behulp van een klittenband geplaatst over de kofferbak. </li><li> Nadat het kind is bevestigd aan de tafel, plaatst het borstbeen markers en bekken, dij, schacht en voet starre lichamen op de zuigeling. </li></ol> 3. Infant Mobile Learning Task <ol><li> Elke dag, inleiding van de mobiele leertaak door synchroon starten van de motion capture-systeem, mobiele computer programma, en videocamera&#39;s. <ol><li> Op beide dagen van min 0 tot 2, de referentietoestand, observeren het kind spontaan schoppen. </li><li> Op dag 1 tijdens de 2 min referentietoestand observeren terwijl het kind mobiele programma berekent doorlopend de drempel voor mobiele activering op basis van de z-data van een van de LED&#39;s op het stijve lichaam van elke voet. Voorbeeld, marker 9 op de rechter voet en markering 21 op de linker voet. Marker 9 is het centrum LED op de juiste voet star lichaam omcirkeld in geel in figuur 1. Marker 21 is het centrum LED op de linkervoet stijve lichaam. </li><li> Aan het einde van de 2 min referentie om de mobiele programma de drempel op een hoogte van één standaardafwijking (SD) boven de gemiddelde hoogte van beide voeten ingesteld tijdens de 2 min referentietoestand. </li><li> Op beide dagen van min 2 tot 8, de overname staat, observeren als het kind mobiele draait en speelt muziek wanneer de LED geplaatst op beide voeten kruist de drempel berekend tijdens de 2 min referentietoestand van dag 1. OPMERKING: Mobile activatie blijft zolang de voet boven de drempel virtuele maximaal 3 sec. Na 3 sec, de mogal zal alleen activeren als het kind beweegt de voet onder de virtuele drempel, en dan beweegt de voet verticaal en weer kruist de drempel. Deze &quot;3 sec regel&quot; stimuleert actieve etappe verkennende bewegingen versus houden de voeten boven de drempel. </li><li> Op dag 2 van min 8-10, het uitsterven staat, observeren als het kind schopt spontaan zonder mobiele versterking. </li></ol></li><li> Nadat het kind in wisselwerking met de mobiele, het verzamelen van een statische kalibratie proef om een ​​lokaal assenstelsel voor elk been segment definiëren en definiëren een referentie-configuratie voor elke instantie segment in de ruimte. <ol><li> Fix tien individuele LEDs bilateraal aan de huid van het kind met dubbelzijdig EKG kragen op de volgende locaties: laterale middellijn van de romp onder de tiende rib, trochanter major van de heup, laterale kniegewricht lijn, enkel laterale malleolus, en distale einde van de 5 e middenvoetsbeentje. </li><li> Houd het kind onderste extremiteit inEen uitgebreide, anatomische positie 5 sec. Alle gezamenlijke hoeken in deze kalibratie positie worden gedefinieerd als 0 °. </li></ol></li><li> Op dag 2, verzamelen antropometrische gegevens. <ol><li> Weeg elke zuigeling op een digitale elektrische schaal. </li><li> Neem de volgende afmetingen: totale lengte van het kind; omtrek zijn op de mid-segment van de dij, de schenkel, en de voet; breedte van de knie (bij het kniegewricht lijn), enkel (bij de malleoli), en de voet (aan de middenvoet koppen); en de lengte van het dijbeen (trochanter major tot kniegewricht lijn), de schenkel (kniegewricht lijn naar laterale malleolus), en de voet (mediale malleolus eerst metatarsofalangeale gewricht). </li></ol></li></ol> 4. Data Analysis <ol><li> Analyseer de prestaties en het leren door het berekenen van het% RLA tijdens elke 2 minuten interval van het experiment met een aangepaste computer taal programma zoals Matlab. Bereken de tijdsduur een of beide van de LED&#39;s op elke voet die geactiveerde mobiele was dan de drempelwaarde. Sindsde mobiele werkt niet na een interval van 3 seconden, trek de tijdsduur waarin een of beide LED waren boven de drempel groter dan 3 seconden interval. <ol><li> Prestaties van de groep te meten elke dag statistische analyse of een% RLA tijdens één van de drie, 2 min acquisitie intervallen de 2 min basislijn interval 3,4,7,9,10 aanzienlijk overschrijdt. </li><li> Categoriseren individuele zuigelingen als zijnde taak elke dag uitgevoerd als het% RLA gedurende één 2 min verkrijging interval gelijk is aan of groter dan 1,5 maal het% RLA in de 2 min basislijn interval 3,4,6,9,10. </li><li> Meet het leren van de groep over dagen door te bepalen statistisch of het% RLA gedurende de gehele 6 min overname voorwaarde Dag 2 groter is dan het% RLA tijdens de referentietoestand Dag 1 3,6. </li><li> Categoriseren individuele zuigelingen als leerlingen als het% RLA gedurende de gehele 6 min overname conditie van Dag 2 is gelijk aan of GREater dan 1,5 maal de basislijn conditie van Dag 1 3,6,11. </li></ol></li><li> Analyseer opwinding en aandacht van coderen videobanden gedurende elk 2 min interval van het experiment. De opwinding schaal is gedefinieerd als: slaperig = 1, alert en actief = 2, alert en actief = 3, pietluttig = 4, en huilen = 5 3,8,11. De aandacht schaal gedefinieerd als: 0 = niet naar de mobiele, 1 = kijkend naar de mobiele 3,8. </li><li> Proces positiegegevens en extract kicks met behulp van aangepaste Matlab programma&#39;s. <ol><li> Load positie gegevensbestanden uitgevoerd vanaf de motion capture-systeem in een aangepaste Matlab programma om ontbrekende positie data (maximaal 20 opeenvolgende frames) met behulp van een kubieke spline interpoleren. </li><li> Laad de geïnterpoleerde bestanden in een aangepaste Matlab programma om (a) filter positie gegevens met behulp van een vierde-orde Butterworth met een cut-off frequentie van 5 Hz, zoals bepaald uit de macht spectrum analyse, en (b) te berekenen de volgende gezamenlijke hoeken: heupflexie / uitbreiding, heupabductie/ Adductie, heup externe / interne rotatie, knieflexie / extensie, enkel inversie / eversie, enkel dorsaalflexie / plantairflexie zoals beschreven in 12. </li><li> Laad de hoek bestanden in een aangepaste Matlab programma om kicks te halen. Definieer het begin van een trap, omdat het ontstaan ​​van een continue beenbeweging waarbij de heup- of kniegewricht hoekverandering boven 11,5 ° (0,2 radialen) in ofwel flexie en extensie 3,9,13-15. Definieer het einde van de trap, omdat het frame van de piek extensie na een buiging beweging of piek buigen na een uitbreiding beweging 3,9,14. </li></ol></li><li> Voor alle kicks, berekenen kinematische parameters met behulp van aangepaste Matlab programma&#39;s. <ol><li> Bereken positie variantie in de z-richting (verticale, taakspecifieke richting) van de LED op de steunen die de mobiele 3 geactiveerd. </li><li> Berekenen heupflexie / uitbreiding en kniebuiging / extensie joint correlaties met behulp van Pearson correlatiecoëfficiënten (r) bij nul lagtussen heup en knie gezamenlijke hoek excursies. Te vergelijken correlaties (r) bij zuigelingen, zetten hip-kniegewricht hoek correlaties Fisher Z scores 3,9,15. </li><li> Time-normaliseren van de gezamenlijke hoek data, dan berekenen heupflexie / extensie en knie flexie / extensie continue relatieve fase (CRP) van de hoekpositie / velocity data 16,17. Analyseren van de resultaten van de CRP berekening op de volgende vijf tijdstippen: (a) begin kick, (b) pieksnelheid van het eerste segment (c) joint omkering, (d) pieksnelheid van het tweede segment, en (e ) einde van de kick 3. </li></ol></li><li> Voor alle kicks, welke niet-contact kicks door het bekijken van de synchrone videogegevens. Berekenen kinetische parameters voor non-contact kicks met behulp van aangepaste Matlab programma&#39;s. <ol><li> Bereken de segmentale massa en centrum-van-massa van vergelijkingen aangepast voor baby&#39;s vanaf antropometrische model Hatze voor volwassenen 18. Bereken de 3D-momenten van traagheid vande dij, de schenkel, en de voet segmenten van vergelijkingen aangepast voor baby&#39;s vanaf antropometrische model Jensen&#39;s voor volwassenen 19. </li><li> Bereken de termen in de volgende vergelijking van de beweging met de schroef theorie van ruimtelijke manipulaties 20. <img alt="vergelijking 1" src="/files/ftp_upload/52841/52841equation1.jpg" /> wordt afgeleid met behulp van de Lagrange aanpak, waarbij M (θ) is de traagheid matrix, <img alt="theta1" src="/files/ftp_upload/52841/theta1.jpg" /> de Coriolis en centrifugaal koppel matrix, N (θ) de zwaartekracht (GRA) koppels en T de spier (MUS) koppels. </li><li> Berekenen gezamenlijke koppels met behulp van de 3D-kinematische gegevens van de non-contact kicks, body-segment inertie parameters, en de biomechanische bewegingsvergelijking. </li><li> Verdeel het net (NET) koppel bij elke verbinding in beweging-afhankelijke (MDT), GRA, en MUS koppel bijdragen 21. Nettokoppel is recht evenredig met de versnellingen voor elke verbinding.MDT torque is gerelateerd aan de passieve koppels gekoppeld aan mechanische interacties tussen de bewegende verbonden segmenten van de ledemaat. GRA torque is gerelateerd aan de passieve zwaartekracht neerwaarts werkt op de ledemaat. MUS torque omvat krachten van actieve spiercontracties en passieve vervormingen van spieren, pezen, ligamenten, periarticulaire en andere weefsels. </li><li> Voor de heup en knie afzonderlijk berekenen koppel impuls als de omvang van de bijdrage van elke gepartitioneerd koppel (MUS, GRA, MDT) naar NET koppel. Bereken de positieve of negatieve impuls koppel (koppel * tijd) gedurende intervallen waarin de knie MUS draaimoment gehandeld in dezelfde of tegengestelde richting met de knie nettokoppel. Voer deze zelfde berekening met knie GRA en MDT koppels en hip MUS, GRA, en MDT koppels. Voor de heup en knie afzonderlijk som van al positieve en negatieve impulsen per koppel component een maat voor de omvang van de bijdrage van elk verdeeld torque impuls opleverene (MUS, GRA, MDT) naar NET koppel impuls. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Gibson, E. J., Pick, A. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGibson%2C+EJ+%22An+Ecological+Approach+to+Perception%2C+Learning+and+Development%22">An Ecological Approach to Perception, Learning and Development</a>. , Oxford University Press. New York, NY. (2000).</li>
<li>Thelen, E., Smith, L. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThelen%2C+E+%22A+Dynamic+Systems+Approach+to+the+Development+of+Cognition+and+Action%22">A Dynamic Systems Approach to the Development of Cognition and Action</a>. , MIT Press. Cambridge, MA. (1994).</li>
<li>Sargent, B., Schweighofer, N., Kubo, M., Fetters, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infant+exploratory+learning%3A+influence+on+leg+joint+coordination%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Infant exploratory learning: influence on leg joint coordination.</a> PLoS One. 9 (3), e91500(2014).</li>
<li>Rovee-Collier, C. K., Gekoski, M. J. The economics of infancy: A review of conjugate reinforcement. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRovee-Collier%2C+CK+%22Adv+Child+Dev+Behav%22">Adv Child Dev Behav</a>. Reese, H. W., Lipsitt, L. P. 13, Academic. 195-255 (1979).</li>
<li>Heathcock, J. C., Bhat, A. N., Lobo, M. A., Galloway, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+performance+of+infants+born+preterm+and+full-term+in+the+mobile+paradigm%3A+learning+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Ther%22%5BJournal%5D)">The performance of infants born preterm and full-term in the mobile paradigm: learning and memory.</a> Phys. Ther. 84 (9), 808-821 (2004).</li>
<li>Haley, D. W., Weinberg, J., Grunau, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortisol%2C+contingency+learning%2C+and+memory+in+preterm+and+full-term+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Psychoneuroendocrinology%22%5BJournal%5D)">Cortisol, contingency learning, and memory in preterm and full-term infants.</a> Psychoneuroendocrinology. 31 (1), 108-117 (2006).</li>
<li>Angulo-Kinzler, R., Ulrich, B. D., Thelen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-month-old+infants+can+select+specific+leg+motor+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Motor+Control%22%5BJournal%5D)">Three-month-old infants can select specific leg motor solutions.</a> Motor Control. 6 (1), 52-68 (2002).</li>
<li>Tiernan, C. W., Angulo-Barroso, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Constrained+motor-perceptual+task+in+infancy%3A+effects+of+sensory+modality%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mot.+Behav%22%5BJournal%5D)">Constrained motor-perceptual task in infancy: effects of sensory modality.</a> J. Mot. Behav. 40 (2), 133-142 (2008).</li>
<li>Chen, Y., Fetters, L., Holt, K., Saltzman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Making+the+mobile+move%3A+constraining+task+and+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Infant+Behav.+Dev%22%5BJournal%5D)">Making the mobile move: constraining task and environment.</a> Infant Behav. Dev. 25 (2), 195-220 (2002).</li>
<li>Ohr, P. S., Fagen, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conditioning+and+long-term+memory+in+three-month-old+infants+with+Down+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Ment.+Retard%22%5BJournal%5D)">Conditioning and long-term memory in three-month-old infants with Down syndrome.</a> Am. J. Ment. Retard. 96 (2), 151-162 (1991).</li>
<li>Thelen, E., Hidden Ulrich, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((skills%3A+A+dynamical+system+analysis+of+treadmill+stepping+in+the+first+year%5BTitle%5D)+AND+%22Monogr+Soc+Res+Child+Dev%22%5BJournal%5D)">skills: A dynamical system analysis of treadmill stepping in the first year.</a> Monogr Soc Res Child Dev. 56 (1), 1-98 (1991).</li>
<li>Soderkvist, I., Wedin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+the+movements+of+the+skeleton+using+well-configured+markers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Determining the movements of the skeleton using well-configured markers.</a> J. Biomech. 26 (12), 1473-1477 (1993).</li>
<li>Schneider, K., Zernicke, R. F., Ulrich, B. D., Jensen, J. L., Thelen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+movement+control+in+infants+through+the+analysis+of+limb+intersegmental+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mot.+Behav%22%5BJournal%5D)">Understanding movement control in infants through the analysis of limb intersegmental dynamics.</a> J. Mot. Behav. 22 (4), 493-520 (1990).</li>
<li>Jensen, J. L., Schneider, K., Ulrich, B. D., Zernicke, R. F., Thelen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+dynamics+of+the+leg+movement+patterns+of+human+infants%3A+I.+the+effects+of+posture+on+spontaneous+kicking%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mot.+Behav%22%5BJournal%5D)">Adaptive dynamics of the leg movement patterns of human infants: I. the effects of posture on spontaneous kicking.</a> J. Mot. Behav. 26 (4), 303-312 (1994).</li>
<li>Fetters, L., Sapir, I., Chen, Y. P., Kubo, M., Tronick, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+kicking+in+full-term+and+preterm+infants+with+and+without+white+matter+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Psychobiol%22%5BJournal%5D)">Spontaneous kicking in full-term and preterm infants with and without white matter disorder.</a> Dev. Psychobiol. 52 (6), 524-536 (2010).</li>
<li>Emmerick, R., Wagenaar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+walking+velocity+on+relative+phase+dynamics+in+the+trunk+in+human+walking%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Effects of walking velocity on relative phase dynamics in the trunk in human walking.</a> J. Biomech. 29 (9), 1175-1184 (1996).</li>
<li>Kelso, J. A., Scholz, J. P., Schoner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonequilibrium+phase+transitions+in+coordinated+biological+motion%3A+critical+fluctuations%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+Letters+A%22%5BJournal%5D)">Nonequilibrium phase transitions in coordinated biological motion: critical fluctuations.</a> Physics Letters A. 134 (6), 8-12 (1986).</li>
<li>Schneider, K., Zernicke, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass%2C+center+of+mass%2C+and+moment+of+inertia+estimates+for+infant+limb+segments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Mass, center of mass, and moment of inertia estimates for infant limb segments.</a> J. Biomech. 25 (2), 145-148 (1992).</li>
<li>Sun, H., Jensen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body+segment+growth+during+infancy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Body segment growth during infancy.</a> J. Biomech. 27 (3), 265-275 (1994).</li>
<li>Murray, R. M., Li, Z., Sastry, S. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMurray%2C+RM+%22A+Mathematical+Introduction+to+Robotic+Manipulation%22">A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. (1994).</li>
<li>Galloway, J. C., Koshland, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((General+coordination+of+shoulder%2C+elbow+and+wrist+dynamics+during+multijoint+arm+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">General coordination of shoulder, elbow and wrist dynamics during multijoint arm movements.</a> Exp. Brain Res. 142 (2), 163-180 (2002).</li>
<li>Angulo-Kinzler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploration+and+selection+of+intralimb+coordination+patterns+in+3-month+old+infants%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mot.+Behav%22%5BJournal%5D)">Exploration and selection of intralimb coordination patterns in 3-month old infants.</a> J. Mot. Behav. 33, 363-376 (2001).</li>
<li>Fetters, L., Chen, Y. P., Jonsdottir, J., Tronick, E. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kicking+coordination+captures+differences+between+full-term+and+premature+infants+with+white+matter+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Hum.+Mov.+Sci%22%5BJournal%5D)">Kicking coordination captures differences between full-term and premature infants with white matter disorder.</a> Hum. Mov. Sci. 22, 729-748 (2004).</li>
<li>Jeng, S., Chen, L., Yau, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematic+analysis+of+kicking+movements+in+preterm+infants+with+very+low+birth+weight+and+full-term+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Ther%22%5BJournal%5D)">Kinematic analysis of kicking movements in preterm infants with very low birth weight and full-term infants.</a> Phys. Ther. 82, 148-159 (2002).</li>
<li>Jensen, J. L., Thelen, E., Ulrich, B. D., Schneider, K., Zernicke, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+dynamics+of+the+leg+movement+patterns+of+human+infants%3A+III.+age-related+differences+in+limb+control%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mot.+Behav%22%5BJournal%5D)">Adaptive dynamics of the leg movement patterns of human infants: III. age-related differences in limb control.</a> J. Mot. Behav. 27, 366-374 (1995).</li>
<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>

Geen belangenconflicten verklaard.

Ontwerp van de ontdekking-leertaken voor jonge zuigelingen Discovery-leertaken voor jonge kinderen moeten zorgvuldig worden ontworpen om te verzekeren dat kinderen zelfstandig ontdekken de onvoorziene. In verscheidene mobiele paradigma aan het begin van de overname toestand worden zuigelingen ofwel aangetoond dat de mobiele activeert door een niet-contingent activering van de mobiele 7,22 of poot van elk kind passief bewogen door de onderzoeker aan de zuigeling introduceren in de ...

Taak-specifieke acties komen uit spontane bewegingen tijdens de kinderschoenen. Er is voorgesteld dat taakspecifieke acties ontstaan ​​door een discovery-leerproces 1,2. Taken worden ontdekt door baby&#39;s als ze spontaan bewegen en acties die nieuwe effecten op het milieu te onderzoeken. Taak-specifieke acties naar voren als zuigelingen te exploiteren de verbindingen tussen hun acties en hun effecten op de wereld om hen heen. Er is echter weinig bekend over de precieze processen die zuigelingen te verkennen en te benutten om te leren om hun spontane bewegingen wijzigen om taak-specifieke acties uit te voeren. Hier wordt een methode beschreven waarbij 3-4 maanden oude baby leren een taak van ontdekking en hun been bewegingen worden vastgelegd om het leerproces te kwantificeren. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/52841/52841fig1.jpg" /> Figuur 1: Infant schoppen-geactiveerde mobiele taak. </strong&gt; Het centrum light-emitting diode (LED) bevestigd aan het stijve lichaam van elke voet (gele cirkel) activeert het mobiele als het kruist de virtuele drempel (rode stippellijn). Re-bedrukt met toestemming van Sargent et al. 3 Deze ontdekking-leertaak maakt gebruik van een kind geactiveerde mobiele dat draait en speelt muziek op basis van de opgegeven been actie van zuigelingen 3. Zuigelingen liggende onder de mobiele geplaatst activeren door het verplaatsen van hun voeten verticaal over een virtueel niveau (figuur 1). Dit paradigma is uniek in dat als baby zelfstandig ontdekken dat hun been acties activeren van de mobiele, beenbewegingen de zuigelingen &#39;worden gevolgd met behulp van een motion capture systeem dat voor de kwantificering van het leerproces. Het experimentele protocol bevat twee dagen van het verzamelen van gegevens. Dag 1 bestaat uit een 2 min basislijn aandoening waarbij een kind schopt spontaan, maar zijn been actieskan de zuigeling mobiel, gevolgd door 6 min overname aandoening waarbij been optreden van de zuigeling activeert het kind mobiele indien het kind beweegt zijn voeten verticaal virtuele drempel niet geactiveerd. Dit protocol maakt de kwantificering van spontane been acties zuigelingen en de kwantificering van de verschillende aspecten van de bewegingen zuigelingen staand het verband tussen hun benen handelen en activering van het kind mobile. Op dag 2, behalve de 2 min referentietoestand en 6 min verwerving toestand wordt een 2 min extinctie toestand toegevoegd waarbij been optreden van het kind niet het kind mobiele activeren. Dit maakt de kwantificering hoe zuigelingen veranderen hun been maatregelen wanneer een reeds geleerd milieu reactie wordt beëindigd. In vorige zuigeling mobiele paradigma&#39;s, de frequentie van het been beweging 4-6, specifieke heup en knie hoeken 7,8, of schoppen van een panel 9 zijn reinforc geweested met mobiele beweging. Prestaties elke dag werd gedefinieerd als een toename van deze been acties tijdens de verwerving of uitsterven toestand in vergelijking met de referentietoestand 4-9. Leren over dagen werd gedefinieerd als een toename van deze been acties tijdens de basislijn of overname toestand van dagen 2 of 3 en de basislijn conditie van dag 1 5,6. Deze vorige mobiele paradigma aantonen dat zuigelingen verhoging van de frequentie van het been acties die zijn versterkt met mobiele activering, echter, ze niet informatie over het verkeer opties zuigelingen tot hun beschikking bij het leren van de taak geven. Als bijvoorbeeld schoppen rate is versterkt, zuigelingen demonstreren prestaties en leren wanneer hun schoppen toeneemt hetzij bij de interactie met de mobiele of wanneer het mobiele niet langer geactiveerd. Dit toont aan dat baby&#39;s hun schoppen tarief kunnen verfijnen, maar het is onbekend of zuigelingen hun benen coördinatie patroon of torque productie kunnen verfijnen om generate leg acties die niet binnen hun voorkeur beweging repertoire. Deze mobiele paradigma is uniek doordat kinderen moeten verfijnder beenactie het toestel aanzet dan voorgaande mobiele paradigma aantonen. In deze mobiele paradigma, wordt de hoogte van elke voet boven de tabel berekend tijdens de 2 min referentietoestand middels positiegegevens uit een licht emitterende diode (LED) die aan elke voet. Een virtuele drempel wordt vervolgens parallel aan de tafel op een hoogte die binnen het bovenste bereik van de hoogte van beide voeten in de referentietoestand. Tijdens de overname, de mobiele draait en speelt muziek als een van beide voet kruist de drempel. Na 3 sec, de mobiele stopt en reactiveert alleen als het kind beweegt de voet onder de drempel, en dan beweegt de voet verticaal en weer kruist de drempel. Om de mobiel voor de grootste hoeveelheid tijd activeren moet zuigelingen om een ​​voet te verplaatsen boven de drempel en handhaven tegen gravteit voor 3 sec, dan snel naar de voet onder de drempel en weer bewegen boven de drempel en houd het daar voor 3 sec, enz. Dit vereist meer verfijnde been actie dan alleen het verhogen van schoppen tarief. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/52841/52841fig2.jpg" /> Figuur 2: Unfiltered positiegegevens eindeffectoren (voet) van een representatieve baby Unfiltered positiegegevens van dag 2 van de 3 maanden oude baby die onderwijs op basis van het individueel leren criteria gedemonstreerd.. De rode lijn is positiegegevens van de z-coördinaat van de lichtemitterende diode (LED) geplaatst op de rechtervoet. De blauwe lijn is de positie van de gegevens van de LED op de linkervoet. Dikke zwarte lijn is de tafel. Stippellijn is de virtuele drempel geplaatst 14 cm boven de tabel afzonderlijk bepaald voor elke zuigeling basis van de hoogte van de schoppen tijdens basislijntoestand van de Dag 1. X-as is de tijd gelabeld door 2 min intervallen. Merk op hoe het kind beweegt zijn voeten tijdens de uitgangswaarde wanneer de mobiele niet activeren en gedurende de eerste 30 seconden van de overname 1, dan houdt hij consequent beide voeten van de tafel en beweegt zijn voeten direct om de drempel voor de komende 5½ min tot het mobiele niet langer wordt geactiveerd tijdens het uitsterven conditie. De tweede unieke eigenschap van deze mobiele paradigma is dat been actie elke zuigeling wordt gevolgd met behulp van state-of-the-art motion capture technieken te kwantificeren hoe kinderen gebruik maken van hun beweging opties om de taak te leren. Ongefilterde positiegegevens van de led op de steunen die de mobiele tussen gemachtigden zuigeling geactiveerd is in figuur 2. Merk op hoe het kind beweegt zijn voeten op verschillende hoogten boven de tafel tijdens basislijn en het eerste deel van de overname, maar beweegt vervolgens beide benen rechts rond de drempel gedurende de rest van de overname Conditie tot de mobiele niet meer geactiveerd tijdens uitsterven. Dit is één van vele mogelijke bewegingstrategieën de ontdekking-learning taak. De strategieën kunnen worden gekwantificeerd door het berekenen van driedimensionale kinematica en kinetiek met positiegegevens verkregen van de motion capture systeem. Specifiek wordt het leerproces gekwantificeerd in termen van het percentage van versterkte beenactie (% RLA), die gelijk is aan de duur van de mobiele activatie positie variantie van de eindeffectoren (voet) waarbij de mobiele, heup knie coördinatiepatronen activeren is en heup en kniegewricht koppels.

<table><tbody><tr><td>Optotrak Certus Position Sensor, Far Focus, met standaard</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8800852</td><td></td></tr><tr><td>Optotrak Data Acquisition Unit II (ODAU II)</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8800767</td><td></td></tr><tr><td>Optotrak Vinten Stand, Certus met Quick Fix Adapter</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8800855.002</td><td></td></tr><tr><td>Certus S-Type, standaardconfiguratie</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8800761</td><td></td></tr><tr><td>Marker (7 mm) paar, met RJII-connector en 8 ft kabel</td><td>Northern Digital Inc</td><td>8001029.001</td><td></td></tr><tr><td>AC-netsnoer, medisch niveau, Noord-Amerika</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 camera's</td><td>Basler</td><td>A6021c</td><td></td></tr><tr><td>Vixia HG10 camcorder</td><td>Canon</td><td>2183B001</td><td></td></tr><tr><td>Zelfklevende schijven</td><td>MVAP Medical Supplies</td><td>E401-500</td><td></td></tr><tr><td>Omgekeerde hoofdsteun</td><td>Eddie Bauer</td><td>52556</td><td></td></tr><tr><td>Softstrap-riem</td><td>Sammons Preston</td><td>A34960</td><td></td></tr><tr><td>Digitale kinderweegschaal</td><td>Healthometer</td><td>Model 524KL</td><td></td></tr></tbody></table>

kwantificeren learning bij jonge kinderen: tracking been acties tijdens een discovery-leertaak

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

Taak-specifieke acties komen uit spontane beweging tijdens de kinderschoenen. Er is voorgesteld dat taakspecifieke acties ontstaan ​​door een discovery-leerproces. Hier wordt een methode beschreven waarbij 3-4 maanden oude baby leren een taak van ontdekking en hun been bewegingen worden vastgelegd om het leerproces te kwantificeren. Deze ontdekking-leertaak maakt gebruik van een kind geactiveerde mobiele dat draait en speelt muziek gebaseerd op gespecificeerde been actie van zuigelingen. Supine zuigelingen activeer de mobiele door het verplaatsen van hun voeten verticaal over een virtuele drempel. Dit paradigma is uniek in dat als baby zelfstandig ontdekken dat hun been acties activeren van de mobiele, beenbewegingen de zuigelingen &#39;worden gevolgd met behulp van een motion capture systeem dat voor de kwantificering van het leerproces. Specifiek wordt learning gekwantificeerd in termen van de duur van de mobiele activering, de positie variantie van de eindeffectoren (voet) dat het mobiele activeren, veranderingen in hip-knee coördinatie patronen, en veranderingen in de heup en knie spieren koppel. Deze informatie beschrijft zuigeling exploratie en exploitatie in het samenspel van mens en milieu-eisen die taak-specifieke actie te ondersteunen. Latere onderzoek met behulp van deze methode kunnen onderzoeken hoe specifieke beperkingen van de verschillende populaties van kinderen die risico lopen op bewegingsstoornissen beïnvloeden de ontdekking-leerproces voor task-specifieke actie.

Het leerproces van jonge baby&#39;s kan worden gekwantificeerd in termen van het% RLA, positie variantie van de eindeffectoren (voet), hip-kniehoek correlatiecoëfficiënten en heup en knie gezamenlijke momenten. Elk niveau van de analyse geeft unieke informatie over hoe kinderen verkennen van de relatie tussen hun benen acties en activering van het kind mobiele tijdens de discovery-leerproces. Voor de statistische analyse van% RLA en hip-kniehoek correlatiecoëfficiënten, gemengd regressie mod...

Een methode wordt beschreven waarin 3-4 maanden oude baby's een taak leren door ontdekking en hun beenbewegingen worden vastgelegd om het leerproces te kwantificeren.

Kwantificeren Learning bij jonge kinderen: Tracking Been Acties Tijdens een Discovery-leertaak

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

Het doel van het volgende experiment is om het ontstaan en de ontwikkeling van beenbewegingen te onderzoeken wanneer baby's een specifieke taak leren. Dit wordt bereikt door eerst een baby onder een baby-mobiel te plaatsen en camera-zichtbare markers aan de benen van de baby te bevestigen. Vervolgens worden de beenbewegingen van de baby gevolgd terwijl zij deelneemt aan een ontdekkende leertaak waarbij de mobiel draait en muziek afspeelt.Telkens wanneer de zuigeling een van de voeten verticaal over een virtuele drempel beweegt, worden de beenbewegingen van de zuigeling geanalyseerd om te bepalen of de zuigeling heeft geleerd dat haar beenactie de mobiel activeerde en hoe de zuigeling haar beenbewegingen gedurende het experiment heeft aangepast. Uiteindelijk biedt dit nieuwe ontdekkingsleren-paradigma informatie over de processen die zuigelingen verkennen en benutten wanneer zij leren hun spontane bewegingen aan te passen om taakspecifieke acties uit te voeren. Dit paradigma is uniek in dat zuigelingen onafhankelijk ontdekken dat het hun beenactie is die de mobiel activeert.Hun beenbewegingen worden gevolgd met behulp van een motion capture-systeem. Eerdere paradigma's kunnen een va

quantifying-learning-young-infants-tracking-leg-actions-during

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

We beschrijven een methode om motorische activiteit, afgestemd op de elektrisch opgenomen tarsale contact signaal in een vastgebonden insect record, lopen op een gladde ondergrond. Dit wordt gebruikt om de neurale basis van adaptief gedrag onder verminderde invloed van de mechanische interactie tussen de benen door het substraat te bestuderen.

Het bestuderen van de neurale basis van Adaptive locomotorisch gedrag bij insecten

De geïnduceerde imitatieprocedure werd vastgesteld om de ontwikkeling van het recallgeheugen in de babytijd en vroege kinderjaren te onderzoeken. Deze procedure is veel gebruikt om een solide basis te leggen voor de aard van het recallgeheugen in de babytijd en vroege kinderjaren.

Het onderzoeken van Recall Geheugen in de kinderschoenen en Early Childhood Met behulp van de ontlokte Imitation Paradigm

We introduceren de voet-intensivering seriële reactietijd (SRT) taak. Dit gewijzigd SRT taak, als aanvulling op de klassieke SRT taak waarbij alleen de vinger te drukken beweging, betere benadert dagelijkse gesequenceerd activiteiten en biedt onderzoekers om de dynamische processen ten grondslag liggen aan de discrete responsmaatregelen te bestuderen en de expliciete proces actief zijn in de impliciete reeks leren te ontwarren.

De "Motor" in impliciete Motor volgnummer leren: een voet-intensivering seriële reactie tijd taak

Hier presenteren we een protocol voor vertrouwd-test paradigma's die bieden een directe test van zuigeling categorisatie en helpen de rol van taal in het vroegtijdig leren van de categorie definiëren.

Definiëren van de rol van taal in de zuigelingen Object categorisering met Eye-tracking paradigma 's

Eye tracking studies met een preferentieel uitziend paradigma kunnen worden gebruikt om het opkomende begrip van baby's en de aandacht voor hun externe visuele wereld te bestuderen.

Het verkennen van de gevoeligheid van de baby voor visuele taal met behulp van Eye tracking en de preferentiële uitziende paradigma

Hier wordt een protocol gepresenteerd dat een reeks kindvriendelijke statistische leertaken introduceert die gericht zijn op het onderzoeken van het leren van tijdelijke statistische patronen door kinderen over domeinen en zintuiglijke modaliteiten. De ontwikkelde taken verzamelen gedragsgegevens met behulp van het webgebaseerde platform en op taken gebaseerde functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) voor het onderzoeken van neurale betrokkenheid tijdens statistisch leren.

Het meten van statistisch leren in modaliteiten en domeinen bij schoolgaande kinderen via een online platform en neuroimaging technieken

Dit artikel schetst de beoordeling van de grove motorische prestaties van baby's met een multisensor-wearable en de volledig geautomatiseerde op deep learning gebaseerde analysepijplijn. De methode kwantificeert de houdings- en bewegingspatronen van baby's vanaf het liggen op de rug totdat ze zelfstandig lopen onder de knie hebben.

Gekwantificeerde beoordeling van de grove motoriek van baby's met behulp van een wearable met meerdere sensoren

Dit artikel presenteert een protocol dat een niet-invasieve en geautomatiseerde beoordeling van fijne motorische prestaties mogelijk maakt, evenals adaptief en associatief motorisch leren bij uitdagingen, met behulp van een apparaat genaamd de Erasmusladder. De moeilijkheidsgraad van de taak kan worden getitreerd om motorische stoornissen te detecteren, variërend van grote tot subtiele gradaties.

Monitoring van fijn en associatief motorisch leren bij muizen met behulp van de Erasmusladder

Dit protocol stelt een ratten-achterledemaat-kinematische evaluatiepijplijn op met behulp van een markerloze loopbandtest met deep learning-gedreven multi-joint traject auto-labeling, wat reproduceerbare bewegingskwantificatie mogelijk maakt.

Deep-learning gebaseerde multi-joint synchrone tracking voor objectieve kwantificering van de achterpoot-lokomotorkinematica bij ratten

Methoden om auditief P50 sensorisch gating op te nemen, een fysiologisch kenmerk van cerebrale remming die vroege stadia van aandacht weerspiegelt, worden beschreven.

P50 Sensorische Gating bij zuigelingen

Leer hoe zuigelingen van 3-4 maanden leren door beenbewegingen te volgen tijdens een ontdekkingsleertaak met een mobiel. Deze methode onthult inzichten in de mechanismen van spontane bewegingsmodificatie.

Kwantificeren Learning bij jonge kinderen: Tracking Been Acties Tijdens een Discovery-leertaak

Meer video's verkennen