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

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'environnement. Actions spécifiques à une tâche apparaissent comme les nourrissons exploitent les liens entre leurs actions et leurs effets sur le monde autour d'eux. Toutefois, on en sait peu sur les processus précis que les nourrissons explorer et d'exploiter d'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'apprentissage.

Figure 1: Infant coups de pied-activés tâche mobile. </strong> 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'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'aide d'un système de capture de mouvement permettant la quantification du processus d'apprentissage.

Le protocole expérimental comprend deux jours de collecte de données. Jour 1 se compose d'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'acquisition de 6 min dans lequel les actions de la jambe du bébé activer le mobile de votre enfant si l'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'activation du mobile pour nourrissons. Le jour 2, en plus de l'état initial 2 min et 6 min état d'acquisition, une condition d'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'une réponse de l'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'acquisition ou d'extinction par rapport à l'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'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'activation mobile, cependant, ils ne fournissent pas d'informations sur le mouvement des options nourrissons ont à leur disposition lors de l'apprentissage de la tâche. Par exemple, si le taux coups de pied est renforcé, les nourrissons présentent des performances et de l'apprentissage lorsque leurs hausses de taux de coups de pied, soit lors de l'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'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'état initial de 2 min à l'aide des données de position à partir d'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'état initial. Lors de l'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'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'y maintenir pendant 3 secondes, etc. Cela nécessite une action de jambe plus raffiné que de simplement augmenter le taux coups de pied.

Figure 2: données de position non filtrés d'effecteurs terminaux (pieds) d'un enfant représentant des données de position non filtré du jour 2 d'un nourrisson âgé de 3 mois qui a démontré l'apprentissage basé sur des critères individuels d'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'enfant se déplace ses pieds pendant de référence lorsque le mobile ne active et pendant les 30 premières secondes d'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'à ce que le mobile plus active au cours de l'état d'extinction.

La deuxième caractéristique unique de ce paradigme mobile est que l'action de la jambe de chaque enfant est suivi en utilisant des techniques de l'état de l'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'un nourrisson représentant est inclus dans la figure 2. Notez comment l'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'acquisition, mais se déplace ensuite les deux pieds juste autour du seuil pendant le reste de la condi d'acquisitiontion jusqu'à ce que le mobile plus active lors de l'extinction. Ceci est une des nombreuses stratégies de mouvement potentiels pour accomplir la tâche de découverte et d'apprentissage. Les stratégies peuvent être quantifiés en calculant la cinématique et la cinétique en trois dimensions à l'aide de données de position acquises à partir du système de capture de mouvement. Plus précisément, le processus d'apprentissage est quantifiée en termes de pourcentage de l'action des jambes renforcé (% en RLA), qui est égale à la durée d'activation mobile, la position variance des effecteurs d'extrémité (pieds) qui activent les mobiles, les modes de coordination hanche-genou , et de la hanche et du genou couples articulaires.