新生儿和婴儿的详细动作捕捉与肌肉骨骼计算机模型相结合，使研究人员能够分析肌肉之间的交流和全身的感觉。

(资料图)

研究人员发现，肌肉相互作用的模式是基于婴儿的随机探索行为而发展的，这些行为后来使他们能够在婴儿时期进行连续运动。更好地了解我们的感觉运动系统如何发展可以帮助我们深入了解人类运动的起源和发育障碍的早期诊断。

如果你花时间和婴儿在一起，你可能会注意到他们几乎不会保持静止。从出生开始，甚至在子宫里，婴儿就开始踢腿、摆动和移动，似乎没有瞄准或外部刺激。

这些被称为“自发运动”，研究人员认为它们在感觉运动系统的发展中起着重要作用，即我们控制肌肉、运动和协调的能力。

假设我们可以更好地理解这些看似随机的运动，以及它们如何参与早期人类的发展。在这种情况下，我们也可能能够识别某些发育障碍的早期指标，例如脑瘫。

目前，关于新生儿和婴儿如何学习移动身体的知识有限。

“以前对感觉运动发展的研究集中在运动学特性，导致关节或身体部位运动的肌肉活动，”信息科学与技术研究生院的项目助理教授Hoshinori Kanazawa说。

“然而，我们的研究集中在全身的肌肉活动和感觉输入信号上。通过结合肌肉骨骼模型和神经科学方法，我们发现似乎没有明确任务或目的的自发运动有助于协调的感觉运动发展。

首先，该团队使用动作捕捉技术记录了12名健康新生儿(不到10天大)和10名幼儿(约3个月大)的关节运动。

接下来，他们借助他们创建的全身婴儿规模的肌肉骨骼计算机模型估计了婴儿的肌肉活动和感觉输入信号。最后，他们使用计算机算法来分析输入信号与肌肉活动之间相互作用的时空(空间和时间)特征。

“我们感到惊讶的是，在自发运动期间，婴儿的运动”徘徊“，他们追求各种感觉运动相互作用。我们将这种现象命名为"感觉运动徘徊"，“金泽说。

“人们普遍认为，感觉运动系统的发展通常取决于重复的感觉运动相互作用的发生，这意味着你做同样的动作越多，你就越有可能学习和记住它。然而，我们的研究结果表明，婴儿根据探索行为或好奇心发展自己的感觉运动系统，因此他们不仅重复相同的动作，而且重复各种动作。此外，我们的研究结果提供了早期自发运动与神经元活动之间的概念联系。

以前对人类和动物的研究表明，运动行为(运动)涉及一小部分原始的肌肉控制模式。这些模式通常出现在特定于任务或循环的运动中，例如步行或伸手。

这项最新研究的结果支持了这样的理论，即新生儿和婴儿可以通过自发的全身运动获得感觉运动模块，即同步的肌肉活动和感觉输入，而无需明确的目的或任务。

即使通过感觉运动徘徊，婴儿的协调全身运动和预期运动也有所增加。与新生儿组的随机运动相比，婴儿组的运动表现出更常见的模式和顺序运动。

接下来，金泽想看看感觉运动徘徊如何影响后来的发展，比如走路和伸手，以及更复杂的行为和更高的认知功能。

“我最初的背景是婴儿康复。通过我的研究，我的大目标是了解早期运动发育的潜在机制，并找到有助于促进婴儿发育的知识。