June 1st, 2015
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.
Het doel van het volgende experiment is om de opkomst en ontwikkeling van beenbewegingen te onderzoeken wanneer baby's een specifieke taak leren. Dit wordt bereikt door een baby eerst onder een babymobiel te plaatsen en camera-zichtbare markers aan de benen van de baby te bevestigen. Vervolgens worden de beenbewegingen van de baby gevolgd terwijl ze deelneemt aan een ontdekkingsleertaken waarbij de mobiele draait en muziek speelt.
Telkens wanneer de baby een van haar voeten verticaal over een virtuele drempel beweegt, worden de beenbewegingen van de baby geanalyseerd om te bepalen of de baby heeft geleerd dat haar beenactie de mobiele activeerde en hoe de baby haar beenbewegingen tijdens het experiment heeft veranderd. Uiteindelijk biedt deze nieuwe ontdekkingsleerparadigma informatie over de processen die baby's verkennen en exploiteren bij het leren om hun spontane bewegingen aan te passen om taakspecifieke acties uit te voeren. Dit paradigma is uniek omdat baby's onafhankelijk ontdekken dat het hun beenactie is die de mobiele activeert.
Hun beenbewegingen worden gevolgd met behulp van een motion capture systeem. Eerdere paradigma's hadden misschien een van deze kenmerken, maar beide zijn nodig om het leerproces van jonge baby's te kwantificeren. Deze methode kan ons helpen enkele van de belangrijkste vragen in het veld te beantwoorden, zoals hoe baby's leren door de wereld om hen heen te verkennen.
Om te beginnen, zet het motion capture systeem op door eerst het coördinatensysteem van de twee motion capture sensoren uit te lijnen met dat van een referentiesensor. Door eerst op "perform new registration" te klikken in het motion capture programma. Voer vervolgens een verzameltijd van 30 seconden in en klik op "registeren".
Zodra op "registeren" is geklikt, verplaats het registratieobject binnen het opnamevolume van het systeem gedurende 30 seconden. Wanneer de registratie voltooid is, zal een wortelgemiddelde vierkante registratie op het computerscherm verschijnen. Klik vervolgens op "Perform New alignment" in het motion capture programma om het globale coördinatensysteem uit te lijnen met de testtafel door het registratieobject te gebruiken, definieer de oorsprong door het registratieobject op de bovenste rechterhoek van de testtafel te plaatsen en op "digitize" te klikken in het motion capture programma.
Definieer vervolgens de Z-as door het registratieobject bovenop een boek te plaatsen en op "digitize" te klikken, de Z-as is loodrecht op de tafel. Definieer vervolgens het ZY-positieve vlak door het registratieobject op het boek langs de lengte van de tafel te verplaatsen en op "digitize" te klikken. De Y-as is parallel aan de lengte van de tafel en de X-as is parallel aan de breedte van de tafel.
Sluit de LED's aan op de twee slagpoorten en voer het aantal LED's per strobepoort in binnen het motion capture systeem programma. Raadpleeg figuur drie hier getoond. Voor het aantal en de locatie van elke LED, selecteer de missing data view om een strip chart-achtige weergave van LED's te bieden die in realtime worden gevolgd. Om het infant mobiele programma op te zetten.
Voer eerst het aantal minuten in voor elke conditie voor dag één, voer twee in. Voor fase één, de niet-versterkingsconditie. Zes voor fase twee, de versterkingsconditie en nul voor fase drie op de tweede dag, voer twee in voor fase één, zes voor fase twee en twee voor fase drie.
Vink ook het vakje aan. Gebruik xin als standaard zodat de drempel die tijdens de baseline van dag één wordt berekend, de drempel is die wordt gebruikt voor de acquisitieconditie van dag twee. Selecteer ten slotte stream frames, alle frames en klik op verzenden om het mobiele programma in staat te stellen gegevens van het motion capture systeem te gebruiken om de infant mobiele te activeren op basis van gespecificeerde criteria.
Plaats vervolgens drie camera's rond de mobiele opstelling, één aan de rechterzijkant, één aan de linkerzijkant en één van bovenaf. En verbind ze met het computersysteem. Start het video computer programma om de drie ingangen te synchroniseren.
Plaats bovendien een vierde camera over het hoofd van de baby om gezichtsuitdrukkingen op te nemen en om de blikrichting van de baby te volgen. Begin met het beschrijven van het experiment aan de ouders en informeer hen om zo min mogelijk met hun baby te communiceren. Kleed vervolgens de baby uit en plaats de baby onder de mobiele.
Beveilig de baby aan de tafel met behulp van een klittenbandband die over de romp is geplaatst. Eenmaal op zijn plaats bevestigd, bevestig de sternale markers gevolgd door de voet, het scheenbeen, het dijbeen en de bekkenstijve lichamen van de baby. Aan het begin van elke testdag, start de mobiele leertaak door gelijktijdig het motion capture systeem mobiele computer programma en videocamera's te starten om de baby spontaan te observeren die trapt tijdens de basislijnperiode van de eerste twee minuten.
Tijdens deze periode, zal het infant mobiele programma continu de drempel voor mobiele activering berekenen op basis van de Z-gegevens van een van de LED's op het stijve lichaam van elke voet aan het einde van de twee minuten durende basislijnperiode. Observeer hoe het mobiele programma de drempel op een hoogte stelt van één standaarddeviatie boven de gemiddelde hoogte van beide voeten tijdens de basislijnperiode. Bekijk vervolgens tijdens de acquisitieconditie hoe de infant mobiele draait en muziek speelt wanneer de LED die op een van de voeten is geplaatst, de drempel overschrijdt die tijdens de twee minuten durende basislijnconditie van de eerste testdag is berekend tijdens de extinctiefase.
Op de tweede testdag, observeer hoe de baby spontaan trapt zonder enige mobiele versterking. Bevestig vervolgens 10 individuele LED's bilateraal aan de huid van de baby met behulp van dubbelzijdige EKG-halsbanden zoals hier getoond, houd het onderste ledemaat van de baby gedurende vijf seconden in een uitgebreide anatomische positie. Definieer de gewrichtshoek in deze kalibratiepositie als nul graden.
Na de tweede testdag, weeg de baby op een digitale elektrische weegschaal. Meet vervolgens de lengte van de baby, hun omtrek op het middelste segment van het dijbeen, he
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Deze studie onderzoekt hoe baby's van 3-4 maanden oud een taak leren door middel van ontdekking, met focus op hun beenbewegingen. Het onderzoek legt deze bewegingen vast en analyseert ze om het leerproces te begrijpen.
This infant discovery-learning paradigm provides a quantitative framework for studying how spontaneous motor behaviors are shaped by environmental feedback, offering insights into early sensorimotor integration. By measuring changes in movement patterns, coordination, and torque in response to contingent reinforcement, the method enables mechanistic de-risking of neurodevelopmental hypotheses. It supports target validation in preclinical models by linking behavioral output to neuromuscular control systems relevant to movement disorder risk assessment.
The method fits within the discovery continuum from hypothesis testing in early biology to lead identification via phenotypic screening of neuromuscular modulators, particularly when supported by source-described outputs.