Spontaniczne ruchy dziecka są ważne dla rozwoju skoordynowanego układu sensorycznego

Według nowych badań przeprowadzonych przez Uniwersytet Tokijski, automatyczne i przypadkowe ruchy dzieci pomagają rozwijać ich system sensoryczny. Szczegółowe rejestrowanie ruchu noworodków i niemowląt połączono z komputerowym modelem mięśni szkieletowych, aby umożliwić naukowcom analizę komunikacji mięśniowej i czucia w całym ciele.

Naukowcy odkryli wzorce mięsień Rozwijaj interakcję w oparciu o przypadkowe zachowania eksploracyjne dzieci, które później umożliwią im wykonywanie sekwencyjnych ruchów jako niemowlętom. Lepsze zrozumienie ewolucji naszego układu sensorycznego może pomóc nam uzyskać wgląd w pochodzenie ruchu człowieka, a także wczesne diagnozy zaburzeń rozwojowych.

Od urodzenia – a nawet w łonie matki – dzieci zaczynają kopać, poruszać się i poruszać pozornie bez celu lub zewnętrznej stymulacji. Nazywa się je „ruchami spontanicznymi”, a naukowcy uważają, że odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu mózgu rozwój Dla układu sensorycznego, czyli zdolności do kontrolowania mięśni, ruchu i koordynacji. Jeśli badacze będą w stanie lepiej zrozumieć te pozornie przypadkowe ruchy i sposób, w jaki są one zaangażowane we wczesny rozwój człowieka, być może będziemy w stanie zidentyfikować wczesne wskaźniki określonych zaburzeń rozwojowych, takich jak porażenie mózgowe.

Obecnie wiedza o tym, jak noworodki i niemowlęta uczą się poruszać, jest ograniczona. „Wcześniejsze badania w obszarze rozwoju sensorycznego koncentrowały się na właściwościach kinematycznych, aktywności mięśni, które powodują ruch w stawie lub części ciała” – powiedział profesor nadzwyczajny projektu Hoshinori Kanazawa z Graduate School of Information Science and Technology.

„Jednak nasze badanie koncentrowało się na aktywności mięśni i bodźcach czuciowych całego ciała. Łącząc model układu mięśniowo-szkieletowego z metodą neurobiologiczną, odkryliśmy, że spontaniczne ruchy, które wydają się nie mieć jasnej misji ani celu, przyczyniają się do skoordynowanego rozwoju sensorycznego”.

Najpierw zespół zarejestrował wspólne ruchy 12 zdrowych noworodków (w wieku poniżej 10 dni) i 10 małych niemowląt (w wieku około trzech miesięcy) za pomocą technologii przechwytywania ruchu. Następnie oszacowali aktywność mięśniową dzieci i sygnały sensoryczne za pomocą stworzonego przez nich komputerowego modelu mięśni szkieletowych w skali całego ciała. Na koniec wykorzystali algorytmy komputerowe do analizy czasoprzestrzennych cech (zarówno przestrzennych, jak i czasowych) interakcji między sygnałami wejściowymi a aktywnością mięśni.

Zjawisko to nazwaliśmy „wędrowaniem sensorycznym” – mówi Kanazawa. „Powszechnie przyjmuje się, że rozwój układu sensomotorycznego zależy generalnie od występowania powtarzających się interakcji sensomotorycznych, co oznacza, że ​​im częściej wykonujesz tę samą czynność, tym bardziej prawdopodobne jest, że naucz się i zapamiętaj.

Jednak nasze wyniki wskazują, że niemowlęta rozwijają swój system czuciowo-ruchowy w oparciu o zachowanie eksploracyjne lub ciekawość, więc nie tylko powtarzają tę samą czynność, ale różne czynności.Ponadto nasze odkrycia dostarczają konceptualnego związku między wczesnymi spontanicznymi ruchami a spontaniczną aktywnością neuronów ”.

Wcześniejsze badania na ludziach i zwierzętach wykazały, że zachowanie lokomotoryczne (ruch) zawiera mały zestaw podstawowych wzorców kontroli mięśni. Są to wzorce, które zwykle można zaobserwować w określonych lub okresowych ruchach, takich jak chodzenie lub sięganie. Wyniki tego ostatniego badania potwierdzają teorię, że noworodki i niemowlęta Może nabywać jednostki sensomotoryczne, to znaczy zsynchronizowane czynności mięśni i bodźce czuciowe, poprzez spontaniczne ruchy całego ciała bez wyraźnego celu lub zadania.

Nawet podczas wędrówki sensorycznej niemowlęta wykazywały wzrost skoordynowanych ruchów całego ciała i ruchów przewidujących. Ruchy wykonywane przez grupę niemowląt wykazywały bardziej powszechne sekwencyjne wzorce i ruchy w porównaniu z przypadkowymi ruchami grupy noworodków.

Następnie Kanazawa chce przyjrzeć się, jak to zrobić Zmysł kinestetyczny Wędrówka wpływa na późniejszy rozwój, taki jak chodzenie i sięganie, wraz z bardziej złożonymi zachowaniami i wyższymi funkcjami poznawczymi. „Moim pierwotnym doświadczeniem jest rehabilitacja niemowląt. Moim wielkim celem w moich badaniach jest zrozumienie podstawowych mechanizmów wczesnego rozwoju motorycznego i znalezienie wiedzy, która pomoże poprawić rozwój dziecka.”

Praca została opublikowana w czasopiśmie Obrady Narodowej Akademii Nauk.