发展变化的吸引子动力学的手动操作对象处于晚期阶段

文摘

人类婴儿通过生长和变化与环境交互的身体和他们的手动操作提供新的探索和学习的机会。在最近的研究中,动力系统的方法被用来量化和描述肢体效应器的早期运动发育期间的体力活动。许多当代汽车发展理论强调秩序运动发育时间的来源。然而,很少有人知道手动操作的动力学在生命的头两年,一段时间的发展,戏剧性的解剖学变化导致新行动的机会。在这里,我们介绍一个小说分析协议使用动作捕捉估计吸引子区域的性质。我们运用这一新的分析纵向语料库在练习过程中手动操作的玩具玩在头两年的生活。我们的研究结果表明,大小的吸引子区域的发展和手动操作会在婴儿花更多的时间在他们的动作吸引子地区在手动操作的对象。手动操作的订单来源是改变吸引子动力学的角度讨论跨越发展。

1。介绍

婴儿的新兴能力手动与对象交互为探索创造新的可能性和学习1- - - - - -3]。手工技能逐步发展:不成熟的婴儿斯瓦特和蝙蝠在对象越来越协调和灵活的用双手生活的第二年(4- - - - - -20.]。手动操作,如达到并保持一个对象,需要整个肌肉骨骼系统的动态协调,是由正在执行的任务的要求。在开发期间,这提出了一个相当大的挑战:随着他们的肌肉骨骼系统,婴儿必须制定和调整他们的运动技能不断变化的身体。

之前的研究已经检查了婴儿(运动技能的发展8,11,21- - - - - -26,孩子们27- - - - - -29日),和成人(30.- - - - - -32]。这些研究发现的开始学习运动技能的特点是演员的范围限制特定的关节,从而消除冗余自由度。这种行为导致有限范围的运动模式和一个一致的行为的结果。一旦达到熟练程度,这一限制运动的自由度被释放。虽然这个想法已经系统地学习新技能发展成人和作为理论框架解释结果在汽车开发中,已经有有限的直接研究跨越发展33),很大程度上是由于方法论上的局限。

人类的电机系统从大脑肌肉骨骼结构高度复杂和非线性(15,33- - - - - -35];因此测量的稳定性和灵活性的运动模式是很困难的。一个部分解决方案在离散运动发育的研究试验过程中抑制或者支持婴儿看到一个电动机等任务达到目标出现。然而,运动发育发生在更自然的环境和背景,赋予行动的可能性比那些提供在严格控制的实验任务。此外,最近的进步可穿戴传感器允许我们捕捉手工行为的日益成熟年长的婴儿在自然和流畅玩上下文。手动玩对象在这一背景下发育相关工具的使用(27,36,37,视觉物体识别3,38,39),和语言3]。中央本研究的贡献是一种新方法,可以评估行为的时空模式(一个吸引子区域的形状和大小)在所有可能的手部运动(状态空间)。我们表明,在手动操作的对象,婴儿遍历约束状态空间的轨迹运动模式和吸引子区域的大小随着年龄的增加:建议增加灵活性在手动操作模式。

我们的方法的部分动机由泰伦et al。(40)纵向研究的从开始到生命的第一年。收集密集的录音肢体动作,泰伦等人观察到的模式运动的出现的情况下,达到的技能。由于高维空间运动的内在动力,每个成功生产达到似乎是唯一的运动模式。为了减少运动数据的维数,泰伦等人建造了一个相图,不断策划运动位移和速度之间的关系。这些低维几何的肖像模式的运动显示稳定的行为模式和婴儿。这里,专注于追求的自由流动行为和手动代理对象在玩老婴儿,我们改编小说定量估算吸引子区域的协议(41]在概率状态空间类似于相位图。

这个量化协议允许我们调查一些问题关于手册的行为改变跨年龄和在特定类型的行为达到和生产手动操作与对象通畅的玩具玩的任务。首先,对运动系统如何变化在上下文不受制于年龄由实验给出离散试验与特定的任务。我们的分析估计(1)概率状态空间可能的手部运动,(2)一个吸引子。估计吸引子地区由手动操作,包括正常的时空运动模式共享相同的概率状态空间领域。换句话说,考虑到所有可能的时空运动一个婴儿可以用手,动作吸引子内部地区是最类似的运动和动作吸引子以外的地区是最类似的运动。吸引子区域的大小对于任何给定的婴儿索引手动操作系统的灵活性,这样一个更大的区域相当于一个更灵活的系统因为一个更大的地区包括更典型的手部运动状态空间的所有可能的手的动作。我们的主要假设是,当婴儿长大以后,他们的手动操作系统变得更加灵活,被更大的吸引子区域。我们叫这个假设发育假说。我们的第二个假设是,手动操作与对象往往会吸引子地区位于状态空间的所有可能的运动。我们叫这个假设吸引子的假设因为手动的行动表现出了一个对象是一个吸引子,将行为到吸引子区域。鉴于我们定量协议是小说,吸引子假设测试是重要的变化表明,该方法是敏感的手动操作和没有对象。

2。方法

2.1。参与者

共有43个parent-infant二分体参与当前的研究。二分体可以参与最多6会话,从9个月到24个月岁三个月的增量。这是一个年龄范围以快速发展在感觉运动行为34]。当前数据集包含131会话(见表1)。总共3参与者完成了所有6会议从9到24个月的年龄和平均每个参与者完成3会议(SD= 1.25)。人员流失率等很多因素影响家庭远离区域由于生病或失踪一个会话。

2.2。刺激

有三套三个独特新奇的玩具,被用作刺激。每个玩具是一个简单的形状均匀的颜色(红色、蓝色或绿色)和类似的大小(288厘米³)和体重(95.25 g)。玩具是由各种材料如塑料、硬粘土、聚合的石头,或布。刺激集的分类和平衡发生对于每一个年龄段,,在任何时候,一组三个玩具在桌面。

2.3。实验的房间

婴儿和父母坐在对面彼此在一个白色的小表(61 cm x 91 cm x 64 cm)。婴儿的父母坐在地上,坐在椅子上,让他们的眼睛,头,手从桌上大约相同的距离作为他们的父母(图1)。婴儿和父母戴头盔追踪器和运动传感器贴在手腕(图1)和头部。从追踪器和戴运动传感器收集的数据没有在当前的研究中使用。自由运动跟踪系统(Polhemus)是使用一个传感器嵌入到婴儿的头巾和两个传感器嵌入在特制的手套,在婴儿的左和右手腕。制作适合的手套在手腕和作为一个手腕袖口,没有限制手动操作也不灵活。每个传感器生成的6自由度数据:3 d位置坐标(x, y, z)和三维转动方向(横滚、俯仰和偏航)的头和两只手相对于源发射机表上面。每个传感器的采样率为240 Hz但downsampled 60赫兹。所有分析中描述当前的论文进行了使用3 d位置坐标。高分辨率相机(30 Hz)被安装在表上方鸟瞰和还在房间的角落捕获婴儿和父母的观点。录像被用于后续的编码为手动操作行为。

2.4。过程

一旦眼球追踪和运动传感器被安全地固定在婴儿和父母,一个实验者放置一套玩具放在桌上,会议开始。父母被告知打自然与他们的婴儿。大约90秒后,一个实验者取代了一组不同的玩具和接下来的审判开始了。这个过程被重复,一对四试验完成最多6分钟。并不是所有二的完成所有的试验,因此,并不是所有的总玩会话持续时间6分钟。平均每会话参与者完成了2.77试验(SD= 0.56),平均会话持续时间5.60分钟(SD每一对= 1.31)。

2.5。数据处理和编码

2.5.1。手动动作与对象

使用高分辨率的摄像头,视频记录婴儿的手动操作与对象手工编码和记录的采样率30 Hz使用一个自定义编码程序由训练有素的研究助理。手动操作与对象被定义为手动行为,包括控股和有意的手动操作触摸和指法。第二个编码器编码9名新生儿的手动操作一项研究使用相同的实验设计与高可靠性:Kappa评分为0.96。的时间比例在手动操作对象定义除以总持续时间花在发作的手动操作对象由总会议时间。对于每一个会话,首选的手被认定为与更高比例的会议时间在手动操作的对象。

2.5.2。运动数据处理

为每个三个传感器,欧几里得距离计算的三维位置数据维数缩减为一个维度。

3所示。结果

3.1。手动操作的发展对象在婴儿的行为

目前的研究调查了单枪匹马的手动操作与对象的实例从9到24个月的婴儿时代。确定如果有差异在婴儿的首选的手,我们确定了婴儿的首选手通过计算的时间为每个手用手动操作对象。更大数量的手无助的手动操作与对象定义为首选。手动操作的属性表中描述的对象2。我们构造线性混合效应(LME)模型为每个效应(两个效果器:首选的手,首选药物)和为每个年龄。持续时间、比例和手动操作的频率与物体是在LME模型依赖的措施。婴儿的身份作为一个随机效应。布特LME固定效应模型包括婴儿年龄和类型。图基的诚实的显著差异测试时使用多个对比测试。发作持续时间的手动操作对象在不同年龄(F = 2.81,p= .02点),特别是次手动操作与对象在9个月(米= 2.03秒,SD= 3.70)被超过的手动操作与对象在24个月(米= 1.48秒,SD= 2.68),p= . 03。手动操作与对象发作持续时间更长的时间是首选的手(米= 2.00秒,SD= 1.80)相比,首选药物(米= 1.22秒,SD= 0.93,F = 2.81,p= .02点)。在发作的时间比例跨年龄(手动操作的对象是不同的F = 2.43,p= .04点),但事后比较这些差异是名义上的。发作的时间比例的手动操作与对象的首选手(米= 0.17,SD= 0.07)高于首选药物手(米= 0.06,SD= 0.04),F(5200)= 233.75,p<措施。发作频率在年龄(手动操作的对象是不同的F = 2.81,p= .02点),但事后比较这些差异是名义上的。发作频率的手动操作对象的首选手(米每分钟= 5.92次,SD= 2.46)高于首选药物手(米每分钟= 3.73次,SD= 2.28),F(5200)= 62.91,p<措施。总的来说,首选的手更长和更频繁的手动操作对象相比,首选药物。

3.2。发展的速度和位移

了解手部运动的动态发展随着时间的推移,我们首先崩溃的x, y,和z坐标的首选,首选药物手的位置通过计算他们的欧氏距离,也称为位移(数据2 (d)和2 (e))。换句话说,位移的测量手的位置降低x, y, z坐标成一个值。从每只手的位移传感器,我们能够计算位置速度(数据2(一个)和2 (b))。首选(青绿色)和首选药物(米黄色),平均位置速度和位移的发展轨迹绘制在图2 (c)和2 (f)分别与引导的95%置信区间。在会话级别,我们观察到的位移发展差异无显著(F = 0.61,p= i)或速度(F = 2.09,p= . 07)的首选,首选药物的手。来确定是否存在位移之间的交互和流通实际动态变化的举动时,每只手的特点是相图通过创建一个二维状态空间由从每只手的位移和速度值。在下一节中,我们将经历的每一步定量协议。

3.3。吸引子区域的估计阶段的画像

之前研究杠杆心脏活动的密集采样,呼吸,和身体运动估计自主神经系统的吸引子动力学在成人狨猴猴发声时(41]。这里我们扩展分析运动变量从人类手动操作为了捕捉手部运动的吸引子区域的特点和发展变化这些特性。我们估计手部运动的吸引子地区多元高斯分布拟合手的位置数据的协方差矩阵,如下。吸引子区域估计为每个婴儿session-by-session基础上。我们首先计算之间的欧式距离x, y, z坐标为整个会话。数据点,超过2.5个标准差远欧式距离测量的均值被确认为异常值。然后我们计算欧式距离的速度,然后删除了所有外围数据点。控制的不同跨会话婴儿的位置和控制身体生长发育变化,如手臂的长度,我们z分数欧式距离和位置速度测量。从这些标准化欧式距离和位置速度测量,我们可以绘制肖像为每个阶段婴儿的首选和首选药物为每个会话(图3)。然后我们计算z分数的协方差矩阵位置速度和欧式距离测量在Matlab中使用x和。我们适合多元正态高斯分布的数据和计算轮廓包含50百分位的分布。对于每个高斯适合,我们计算沿轴最长的距离(速度),沿轴(位移),最长的距离和高斯的面积。高斯的面积被认为是吸引子区域的大小。所有可能的运动在x轴和y轴表示概率低维状态空间的运动。

3.4。假设吸引子地区的手工操作

上述方法允许特定问题如何手动操作的变化发展的吸引子区域在特定类型的行为。例如,吸引子区域的大小变化在生命的头两年吗?婴儿在开发使用越来越复杂的手动操作(25,36,42- - - - - -44]。我们期待更灵活的手动操作与更大范围的手部运动产生的位移和速度。因此,我们发展的假设是吸引子区域应该增加测量区域的发展时期,从9个月到24个月的年龄。增加吸引子区域的面积建议手动操作更灵活的货币制度。更大的吸引子区域代表了一个更大范围的运动状态的整体状态空间运动包含吸引子。

我们的方法估计吸引子地区的另一个特点是,我们可以调查的总体时间内吸引子区域在特定类型的行为。例如,什么是时间的比例在吸引子地区的手动操作期间,手动代理对象相对于手动当不代理对象?我们的吸引子的假设是手动代理对象是一个吸引子,手动操作系统移动到吸引子区域。手动操作的行为对象包括许多不同类型的对象操作。尽管对象操作一个婴儿的多样性可以执行在手动操作对象,我们预计低维动态行为的观察到通过吸引子动力学框架将发现类似模式的手动操作与对象。这是类似于泰伦et al。40]在达到:高维运动是在达到高度可变,但当画像中观察到低维阶段,行为实际上是相当类似的证据显示一个稳定的极限环。具体来说,吸引子的假设表明,(1)手动操作系统吸引子状态的花更多的时间在发作时手动操作的对象,(2)手动操作对象是手动操作系统移动到吸引子区域。

3.5。吸引子区域的发展

人物的肖像阶段3 (d)和3 (h)演示数据在两个轴的宽度:位移和速度。高斯吸引子区域安装的,没有合适的条件之前,除了为中心的意思是整个会话的数据和有界的协方差矩阵和50百分位的会话。因此,流动可能是倾斜的,不一定垂直和水平轴的对齐。nontilted吸引子区域绘制在图4(一)(首选)和图4(e)(首选药物)。确定估计吸引子地区捕获的有意义的发展变化,我们试图衡量流动在发育时间的三个特征:(1)范围的速度和位移(2)和(3)吸引子的面积。我们测量每个吸引子的最大范围的速度和位移计算最长的垂直(位移,数据4(b)和3 (f))和横向(速度,数字4(c)和4(g)),可以吸引子的范围内。每个高斯吸引子区域的面积是首选(图绘制在发展4(d))和首选药物(图4效应器(h))。

我们构建了LME模型为每个效应(两个效果器:首选的手,首选药物)和每个相位图属性(三个属性:轴位移、速度轴,区域),占总LME九模型。固定效果,这些模型包括几个月婴儿时代。图基的诚实的显著差异测试时使用多个对比测试。

首选的手,没有年龄差异位移的轴,F(83)= 0.70,p= .62。有年龄差距的速度轴(F = 4.87,p<措施)和地区(F = 4.16,p= .002),这表明有增加跨年龄这两个属性。速度的轴,轴速度的范围小得多的9个月(米= 1.68,SD= 0.23),而18个月(米= 1.82,SD= 0.13,z= 3.18,p= .02点),21个月,(米= 1.80,SD= 0.13,z= 2.98,p= 03),24个月(米= 1.83,SD= 0.11,z= 3.42,p= .008)。吸引子区域面积是小得多的9个月(米= 2.51,SD= 0.36),而18个月(米= 2.73,SD= 0.19,z= 2.93,p= .04点)和24个月(米= 2.74,SD= 0.16,z= 3.65,p= 04)。总面积为12个月(米= 2.52,SD= 0.24)明显小于总面积24个月,z= 3.19,p= .02点。为首选药物,没有年龄差异位移的轴(F = 1.54,p= .19),速度轴(F = 0.91,p=相关性较高,或者区域,F(83)= 0.88,p= 50。

整体而言,这些结果表明,手动操作系统变得更灵活的在生命的头几年,这取决于手偏好。的吸引子区域的大小增加为首选的手在婴儿期,首选的手动操作系统变得更加灵活。然而,我们没有观察到这种趋势的首选药物。

3.6。手动动作与对象:一个对象是一个吸引子

确定典型的或更少的时间在手动操作行为的典型模式,我们计算时间的相对比例的吸引子区域内部或外部的首选发作时,首选药物手(1)手时手动代理对象,(2)另一方面在做手动操作对象(例如,相对的时间比例的首选是内部和外部的吸引子椭圆时,首选药物是手动代理对象),和(3)都是手动代理和一个对象(人物5(一个)和5 (b))。如果手动操作限制的身体运动,我们期望更高比例的每只手在吸引子地区的手动操作对象(相同或相反),相对于发作时都是手动代理和一个对象(人物5 (c)和5 (d))。见表1布特属性的手工操作的首选对象,首选药物。

我们建造LME模型为每个效应(两个效果器:首选的手,首选药物)和每种类型的布特(相同的手手动代理对象,另一方面手动代理对象,也没有手动操作一个对象)。因为我们感兴趣的相对比例的时间内外吸引子区域,我们计算一个增量索引,减去总时间以外的地区从该地区的总时间内。积极的三角洲指数表明该地区更多的时间内相对于以外的地区。三角洲指数依赖测量在LME模型。布特LME固定效应模型包括婴儿年龄和类型。在初步模型,我们包括婴儿年龄作为一个固定效果没有显著差异,但因此我们省略了婴儿时代所有报告分析。

的首选,我们构造两个LME模型。在第一个模型中,δ首选手指数相关测量和布特类型(首选手手动代理对象,首选药物手手动代理对象,也没有手动操作对象)是固定的效果。我们观察到一个重要的次类型的主效应,F(1260)= 6.48,p= .002。我们观察到,δ首选当首选的手指数是手动代理对象(米=只要,SD=陈霞)略高于发作不手动代理对象(米= .09点,SD=。)z= -2.26,p= 0。06。我们还观察到三角洲指数首选当首选药物手是作用于一个对象(米= 22,SD= .40)相比显著增加的不是手工表现出了一个对象,z= 3.56,p=措施。

我们构建一个模型来测试总体差异增量指标为首选,当手手动代理对象相比的不手动代理对象。在第二个模型中,δ指数相关测量和布特类型(两边手动代理对象,无需手动操作对象)是固定的效果。我们观察到一个重要的次类型的主效应(F = 11.24,p<措施),这表明三角洲发作时首选的手指数的手手动代理对象(米= .20,SD= .35点)高于次不是手动代理对象(米= .09点,SD=。)。

为首选药物,我们构造两个LME模型。在第一个模型中,首选药物手的δ指数相关测量和布特类型(首选手手动代理对象,首选药物手手动代理对象,也没有手动操作对象)是固定的效果。我们观察到一个重要的次类型的主效应,F(1260)= 3.67,p= . 03。我们观察到,δ为首选药物当首选的手指数与一个对象(手动代理米=只要,SD= .35点)是高于手动首选药物手时表现出了一个对象(米= 8,SD=点),z= -2.51,p= . 03。我们也观察到三角洲首选药物首选药物时手指数是手动代理对象相比略低的手动不表现出了一个对象,z= -2.13,p=。08。

类似为首选的手所作的,我们构建一个模型来测试总体差异增量指标为首选药物,当手手动代理对象相比,次不手动代理对象。布特类型的主效应不显著(F = 1.01,p=收),这表明三角洲指数的首选药物发作时手手手动代理对象(米= 13,SD= .37点)没有发作期间不同指数没有手动代理对象(米= 16,SD= .20)。

这些结果表明,当首选的手手动代理对象,手动操作系统都在空间和时间维度的手是更多限制。此外,当首选药物是手动表现出了一个对象,首选药物手更可能是在状态空间的可能位置可能的手的动作。整体而言,这些结果表明,时空的首选和首选药物手中有不同的模式行为在手动操作的对象。

3.7。吸引子动力学的手动操作一个对象

我们接下来试图确定平均运动轨迹的位置在手动代理对象与我们估计吸引子区域。我们首选的位置和首选药物3秒,5秒后手动操作对象。这导致11360手动操作与对象的实例在所有科目和年龄组平均每年龄组1893手动操作与对象的实例(SD= 552)。手动操作的每个实例的对象我们计算欧氏距离x, y, z坐标以及欧式距离的速度。然后我们平均每个年龄段的欧几里得距离和速度和z分数产生的平均水平。对于每个年龄段,我们绘制的z分数平均位移和速度措施的平均吸引子区域(图的首选6(一)),首选药物(图6 (b))手中。

在所有年龄,手动操作与对象的动力学出现显著相似。开始三秒之前的手动操作(图6黑线),有一致的远足前状态空间逐步回归到吸引子地区曾经的手动操作与对象(图开始6红线)。期间一轮手动操作的对象,在吸引子轨迹基本上保持地区,直到手动行动结束后(图6灰线)。这种动态一致优先和首选药物手和跨年龄组,建议通过状态空间的低维轨迹之前,期间和之后手动操作与对象在开发过程中差别并不是很大。

4所示。讨论

当前的研究引入了一个新颖的分析范式估算吸引子区域的手动操作。范式应用于大型纵向语料库的手部运动期间infant-caregiver玩具玩。我们观察到,在发展吸引子区域的大小增加,这表明手动操作系统在开发变得更加灵活。我们也观察到,在状态空间可能的动作,手的动作从手动操作的首选发作时手的对象更容易被吸引。

被提议的发育假说建议吸引子区域应该增加区域在生命的头两年。我们观察到部分证据支持这一假设。在开发中,我们证明了吸引子地区首选的手增加面积和速度范围(数据4(c)和4(d))。首选药物,相比之下,没有发展变化速度,位移或区域(数据4(f) -4(h))。观察到的面积增加吸引子地区首选的手显示支持其行动更灵活的货币制度。更大的吸引子区域覆盖面积较大的位移和速度,促进各种各样的运动。婴儿在生命的最初几年,执行日益复杂的玩具玩的行为(25,36,42- - - - - -44]。我们的研究结果表明,这些复杂的行为是由手动操作系统变得更加灵活。重要的是要注意区分一个灵活的系统和控制系统。我们的结果特别指出灵活性的一个系统,而其他方法测量控制,成功地实施了,在同一个拓扑阶段肖像,会观察的形式稳定极限环(40,45]。

被提议的吸引子的假设表明,手动操作对象是一个吸引子,因此我们应该(1)观察手动操作系统吸引子区域内花更多的时间和(2)观察到手动操作一个对象是手动操作系统移动到吸引子区域。我们观察到两边手动代理对象时,首选的手的动作也更容易吸引子内比吸引子区域以外的地区。这个观察提供了部分支持吸引子的假设。我们也观察到,首选药物手的动作也更容易吸引子内部地区首选的手时手动代理对象相比,手动首选药物手时表现出了一个对象。先前的研究已经表明,运动系统发展了,所谓的电动机溢出——一个肢体表现出类似的行为在具体行动——像其他肢体减少,已建议马克更专门的运动行为的出现单峰等手动操作(46,47]。我们的结果不包含新的有关电动机溢出的证据,而是指向增加复杂的行为,如单峰手动操作和角色不同的双峰行动变得更加普遍进入第二年的生活(23)(采金和米歇尔,1986;Kimmerle,米克和米歇尔,1995;Kotwica,费雷,米歇尔,2008),这是建议的后果电动机的级联效应溢出。我们目前的分析是不可知论者,手动操作与对象的精确轨迹,没有直接比较每只手的轨迹。相反,增加的时间比例吸引子地区首选的手仍在与对象首选药物手动操作表明,首选药物手的手动操作的对象仍然招募工作首选的手,或许暗示类似电机溢出的机制。进一步的调查将需要把观察到的现象与电动机溢出的概念,尤其是在年轻的年龄,当电动机溢出已经发生。

最后,当我们把手部运动的平均轨迹在手动操作对象的概率状态空间运动,我们发现手动操作与对象一致的轨迹,最终吸引子内部地区在所有年龄组。开始前3秒开始手动操作的对象,有一次短途旅行从吸引子区域。手动操作的发病与对象发生之前的运动状态空间方法吸引子地区首选的手。为首选药物,运动已经开始吸引子地区的手动操作。首选和首选药物,手动操作与对象的特点是一段时间的低速度沿轴位移和小运动。尽管这项研究只看着单枪匹马的手动操作的实例对象,很可能双手手动操作与对象相似动力学。

低手的功能结果在手动操作速度和运动物体的稳定。推定地,这将最大限度地处理视觉信息,可以从对象虽然在视图。虽然这个研究没有持有对象的测量的时间,之前的研究表明,关注对象需要感觉运动协调稳定身体动作和可能促进学习48,49]。在我们的框架,它是有趣的考虑从其他方式吸引子。例如,凝视行为发生在更快的时间相对于手动actions-push吸引子区域内外的手动操作?或者,可能是手动操作的慢速改变动态约束的动力学变化最快的目光行为(50:手动操作与对象流动推动凝视行为模式的持续关注。

本研究有助于在文献中许多领域。许多先前的研究已经研究了运动系统整理,学习新技能和运动系统如何变化发展(8,11,21,22,25,26,28,36,42,43]。然而,我们的研究是第一个我们的知识——索引手动操作的灵活性的发展自然通畅的上下文在生命的头两年。通过展示的首选的手变得更灵活跨越发展增加观察到吸引子区域大小——我们添加更多的洞察手动操作系统的发展轨迹。应该注意的是,当前论文的一个限制是,手动操作与对象的层次的分析只是信息是否手动操作包括或不包括一个对象。未来的工作需要确定特定类型的手动操作与对象,如持有,触摸,和指法,生成不同类型的肖像在发展阶段。我们的研究还提供了新方法减少行为的维度相图,然后量化属性如一个吸引子区域的大小或时间的吸引子区域内部或外部。在本文的开始,我们讨论了泰伦et al。(40)相图的概念治疗达到行为的动机我们的新方法。尽管先前的研究已经使用阶段的画像特定行为作为理解的拓扑空间稳定运动行为(15,40,45,51- - - - - -55),其中大部分工作集中在周期性行为(例如,反复的演讲),而不是量化的属性相肖像画由非周期行为像自然通畅的二元玩具玩。因此,目前的研究提供了一个新颖的方法装配阶段肖像的索引属性自然不会被归类为周期性的行为。

本研究利用一个密集的手部运动期间parent-infant玩耍和演示了一个容易处理的方法定量定义手部运动的吸引子区域。我们将演示吸引子的动态发展变化的首选,符合柔性运动行为的出现。我们还表明,手动操作与对象本身的吸引子区域内发生肢体的运动,一个区域的特点是低速度、低速度。本研究作为第一步定量定义吸引子动力学的发展和功能在手动操作。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

杰里米。Borjon和德鲁·h·阿布尼同样这项工作。

确认

这项研究是由美国国立卫生研究院拨款T32HD007475-22 R01HD074601和印第安纳大学通过新兴的研究领域倡议——学习:大脑,机器,和孩子。我们感谢莉迪亚Hoffstaetter和莎拉Schroer认为他们仔细阅读手稿。

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