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

Acciones de tareas específicas surgen de movimientos espontáneos durante la infancia. Se ha propuesto que las acciones de tareas específicas surgen a través de un proceso de descubrimiento de ^{1,2-aprendizaje.} Las tareas son descubiertos por los bebés, ya que de forma espontánea se mueven y exploran las acciones que producen efectos nuevos en el medio ambiente. Acciones de tareas específicas emergen como los bebés explotan las conexiones entre sus acciones y sus efectos sobre el mundo que les rodea. Sin embargo, poco se sabe acerca de los procesos precisos que los niños exploran y explotan para aprender a modificar sus movimientos espontáneos para realizar acciones de tareas específicas. Aquí se describe un método en el que 3-4 meses de edad los bebés aprender una tarea por el descubrimiento y sus movimientos de las piernas son capturados para cuantificar el proceso de aprendizaje.

Figura 1: Niño tarea móvil patadas desactivados. </strong> El centro de diodo emisor de luz (LED) unido al cuerpo rígido de cada pie (círculo amarillo) activa el móvil cuando se cruza el umbral virtual (línea roja discontinua). Re-impreso con el permiso de Sargent et al. ³

Esta tarea de descubrimiento de aprendizaje utiliza un móvil activado infantil que gira y toca música en base a la acción de la pierna especificado de infantes ^3. Los bebés colocados en posición supina bajo el móvil activan moviendo sus pies verticalmente a través de un umbral virtual (Figura 1). Este paradigma es único en que a medida que los niños independientemente descubren que sus acciones piernas activan el móvil, movimientos de las piernas de los bebés son rastreados utilizando un sistema de captura de movimiento que permite la cuantificación del proceso de aprendizaje.

El protocolo experimental incluye dos días de recolección de datos. Día 1 se compone de una condición de línea de base 2 min en el que un bebé tira espontáneamente pero sus acciones de la piernano puede activar el infante móvil, seguido por una condición de adquisición de 6 min en que las acciones de las piernas del bebé activan el móvil bebé si el bebé mueve sus pies verticalmente para cruzar un umbral virtual. Este protocolo permite la cuantificación de las acciones espontáneas de las piernas de los bebés, así como la cuantificación de los diversos aspectos de los movimientos como los bebés exploran la relación entre sus acciones en las piernas y la activación del móvil infantil. En el Día 2, además de la condición de línea de base 2 min y la condición de adquisición de 6 min, se añade una condición de extinción 2 min en el que las acciones de las piernas del bebé no activan el móvil infantil. Esto permite la cuantificación de cómo los niños cambian sus acciones en las piernas cuando se interrumpe una respuesta ambiental ya aprendido.

En anteriores paradigmas móviles infantiles, la frecuencia de movimiento de la pierna ^4-6, la cadera y la rodilla específica ángulos de ^7,8, o patear un panel ⁹ han sido reinforced con el movimiento móvil. Rendimiento cada día se definió como un aumento en estas acciones de la pierna durante la condición de adquisición o extinción en comparación con la condición de línea de base ^4-9. Aprender a través de día se definió como un aumento en estas acciones de la pierna durante la condición de línea de base o la adquisición de los Días 2 o 3 y la condición de línea de base del Día 1 ^5,6. Estos paradigmas móviles anteriores demuestran que los bebés aumentan la frecuencia de las acciones de la pierna que se refuerza con la activación celular, sin embargo, no proporcionan información sobre el movimiento Opciones niños tienen a su disposición en el aprendizaje de la tarea. Por ejemplo, si se refuerza tasa de patear, los bebés demuestran el rendimiento y el aprendizaje cuando sus patadas aumentos de las tasas ya sea en la interacción con el móvil o cuando el móvil ya no se activa. Esto demuestra que los bebés pueden refinar su tasa de patadas, pero no se sabe si los niños pueden refinar su patrón o el par de producción coordinación pierna para GENERATacciones de la pierna e que no están dentro de su repertorio movimiento preferido.

Este paradigma móvil es único, ya que los niños están obligados a demostrar acción de la pierna más refinado para activar el móvil que en paradigmas móviles anteriores. En este paradigma móvil, la altura de cada pie encima de la mesa se calcula durante la condición de línea de base 2 min utilizando los datos de posición de un diodo emisor de luz (LED) unido a cada pie. Un umbral virtual está configurada entonces paralelo a la mesa a una altura que está dentro de la gama superior de la altura de los dos pies durante la condición de línea de base. Durante adquisición, que gira móviles y reproduce música si cualquier pie cruza el umbral. Después de 3 seg, los topes móviles y reactiva sólo si el bebé se mueve el pie debajo del umbral, y luego se mueve el pie verticalmente y otra vez cruza el umbral. Para activar el móvil para la mayor cantidad de tiempo, los bebés necesitan para mover un pie por encima del umbral y mantenerlo contra gravdad durante 3 segundos, y luego mover rápidamente el pie por debajo del umbral y otra vez moverlo por encima del umbral y mantenerlo allí durante 3 s, etc. Esto requiere acción de la pierna más refinado que el simple aumento de velocidad de patear.

Figura 2: datos de posición sin filtro de efectores finales (pies) de un bebé representante datos de posición sin filtrar desde el día 2 de un bebé de 3 meses de edad que demostró aprendizaje basado en los criterios individuales de aprendizaje.. La línea roja es datos de la posición de la coordenada z del diodo emisor de luz (LED) colocados en el pie derecho. La línea azul es datos de la posición del LED en el pie izquierdo. Línea de negro grueso es la tabla. La línea punteada es el umbral virtuales colocado 14 cm por encima de la mesa como individual determinado para cada niño basado en el apogeo de su patadas durante la línea basecondición del Día 1. eje X es el tiempo marcado por los intervalos de 2 min. Nótese cómo el bebé mueve sus pies durante la línea de base cuando el móvil no se activa y durante los primeros 30 segundos de la adquisición de 1, entonces se mantiene constantemente los dos pies fuera de la mesa y se mueve sus pies a la vuelta del umbral para el próximo 5 ½ min hasta que el móvil ya no se activa durante la condición de extinción.

La segunda característica única de este paradigma móvil es que la acción de la pierna de cada bebé es rastreado utilizando técnicas de captura de movimiento con tecnología de última generación para cuantificar cómo los niños usan sus opciones de movimiento para aprender la tarea. Datos de posición sin filtrar del LED en cada pie que activa el móvil de un bebé representante se incluye en la Figura 2. Nótese cómo el niño mueve sus pies a diferentes alturas por encima de la mesa durante la línea de base y la primera parte de la adquisición, pero entonces se mueve ambos pies a la vuelta del umbral durante el resto de la condi adquisiciónción hasta que el móvil ya no se activa durante la extinción. Esta es una de muchas estrategias de los movimientos posibles para llevar a cabo la tarea de descubrimiento y aprendizaje. Las estrategias se pueden cuantificar mediante el cálculo de la cinemática y la cinética tridimensionales utilizando datos de posición adquiridos desde el sistema de captura de movimiento. Específicamente, el proceso de aprendizaje se cuantifica en términos del porcentaje de acción de la pierna reforzado (% RLA), que es igual a la duración de la activación móvil, varianza posición de los efectores finales (pies) que activan los móviles, los patrones de coordinación de la cadera hasta la rodilla y la cadera y la rodilla pares de conjuntos.