Eine kürzlich durchgeführte Studie untersuchte anhand von Säuglingen die Ursprünge zielgerichteten Handelns und zeigte, dass Entscheidungsfreiheit aus der Beziehung zwischen einem Organismus und seiner Umwelt entsteht. Anhand eines Baby-Mobile-Experiments zeigten Forscher, dass Säuglinge, wenn sie ihre Fähigkeit erkennen, durch ihre Bewegung eine Bewegung im Mobile hervorzurufen, von spontanem zu absichtlichem Verhalten übergehen, was die „Geburt der Entscheidungsfreiheit“ markiert.
Die Forschung an Säuglingen liefert die ersten quantifizierten Beobachtungen, die die „Entstehung“ von Entscheidungsfreiheit oder Zweck beim Menschen belegen.
Lebewesen handeln zielgerichtet. Aber woher kommt der Zweck? Wie verstehen Menschen ihre Beziehung zur Welt und erkennen ihre Fähigkeit, Veränderungen herbeizuführen? Diese grundlegenden Fragen der Entscheidungsfreiheit – zielgerichtetes Handeln – haben einige der größten Köpfe der Geschichte verwirrt, darunter Sir Isaac Newton, Charles Darwin, Erwin Schrödinger und Niels Bohr.
Neue Forschungsergebnisse der Florida Atlantic University liefern bahnbrechende Einblicke in die Ursprünge der Entscheidungsfreiheit mithilfe einer ungewöhnlichen und weitgehend unerschlossenen Quelle – menschlichen Babys. Da zielgerichtetes Handeln bereits in den ersten Lebensmonaten des Menschen auftritt, nutzte das Forschungsteam der FAU junge Säuglinge als Testfeld, um zu verstehen, wie sich spontane Bewegung in zielgerichtetes Handeln umwandelt.
Für die Studie begannen Säuglinge das Experiment als unverbundene Beobachter. Als Forscher jedoch einen Fuß des Säuglings an ein am Kinderbett montiertes Babymobile banden, entdeckten die Säuglinge, dass sie das Mobile bewegen konnten. Um diesen Moment der Erkenntnis wie einen Blitz in einer Flasche einzufangen, haben Forscher mithilfe modernster Bewegungserfassungstechnologie die Bewegungen von Säuglingen und Mobilgeräten im 3D-Raum gemessen, um dynamische und koordinative Merkmale aufzudecken, die die „Geburt der Handlungsfähigkeit“ markieren.
Wenn der Fuß eines Säuglings an das Mobile gebunden ist, bewirkt jede Fußbewegung, dass sich das Mobile bewegt. Positives Feedback verstärkt und verdeutlicht die Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen Säuglings- und Bewegungsbewegungen. Bildnachweis: Florida Atlantic University
Aktuelle Erkenntnisse, veröffentlicht in der Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaftenbieten eine Lösung für dieses uralte Rätsel. Die Analyse und dynamische Modellierung von Experimenten an menschlichen Säuglingen legen nahe, dass die Handlungsfähigkeit aus der gekoppelten Beziehung zwischen dem Organismus (Baby) und der Umgebung (Mobil) entsteht. Aber wie genau passiert das?
Wenn der Fuß eines Säuglings an das Mobile gebunden ist, bewirkt jede Fußbewegung, dass sich das Mobile bewegt. Man ging davon aus, dass der Säugling umso stärker zur Bewegung angeregt wird, je mehr sich das Mobile bewegt, was zu noch mehr mobiler Bewegung führt.
„Positives Feedback verstärkt und unterstreicht die Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen kindlicher und mobiler Bewegung“, sagte JA Scott Kelso, Ph.D., leitender Autor und Glenwood und Martha Creech Eminent Scholar in Science am Center for Complex Systems and Brain Sciences am Charles E. Schmidt College of Science der FAU. „Auf einer kritischen Koordinationsebene erkennt der Säugling seine kausalen Kräfte und den Übergang von spontanem zu absichtlichem Verhalten. Das aha! Dieser Moment ist durch einen abrupten Anstieg der Bewegungsgeschwindigkeit des Säuglings gekennzeichnet.“
Eine 3D-Rekonstruktion/Darstellung der Positionen der Gelenke des Säuglings (rot = linke Seite; grün = rechte Seite; gelb/orange = Mitte; und die Position des Mobiltelefons = blau). Das Bild rechts zeigt kleine silberne Kugeln, die an verschiedenen Gelenken auf der Haut des Babys angebracht sind. Spezielle Kameras senden Infrarotlicht aus, das von den Kugeln reflektiert und zu den Kameras zurückreflektiert wird. Das System erfasst dann die reflektierenden Infrarotinformationen aller Kameras und ermittelt den genauen Standort jeder Kugel. Bildnachweis: Florida Atlantic University
Aliza Sloan, Ph.D., Hauptautorin und Postdoktorandin am Center for Complex Systems and Brain Sciences der FAU, entwickelte ein quantitatives „Aha!“ Detektor zur Suche nach abrupten Erhöhungen der Bewegungsgeschwindigkeit des Säuglings im Zusammenhang mit der plötzlichen Entdeckung des Säuglings.
Sloans Technik zeigte, dass die „Geburt“ der Handlungsfähigkeit als ein „Heureka-ähnlicher“, musterverändernder Phasenübergang innerhalb eines dynamischen Systems quantifiziert werden kann, das das Baby, das Gehirn und die Umwelt umfasst. Das System wechselt von einem weniger korrelierten Zustand zu einem Zustand, in dem beide Bewegungen des Mobiltelefons und des angebundenen Glieds hochkoordiniert sind, während der Säugling seine funktionale Verbindung zum Mobiltelefon entdeckt.
Obwohl der grundlegende Aufbau des Experiments seit den späten 1960er Jahren in der Entwicklungsforschung verwendet wird, konzentrierte sich die damit verbundene Forschung traditionell ausschließlich auf die Aktivität des Säuglings und behandelte den Säugling und die Umwelt als getrennte Einheiten. In den 50 Jahren formaler Baby-Mobile-Experimente ist die FAU-Studie die erste, die die Bewegung des Mobiles direkt misst und koordinative Analysen verwendet, um quantifizierte Beobachtungen der Entstehung menschlicher Handlungsfähigkeit zu liefern.
Der in dieser Studie verwendete neue Ansatz betrachtet Handlungsfähigkeit als eine entstehende Eigenschaft aus der funktionalen Kopplung von Organismus und Umwelt. Die Forscher tauchten eingehend in die Interaktion zwischen Babys und Mobilgeräten aus der Sicht der Koordinationsdynamik ein – der Theorie von Kelso und Kollegen darüber, wie komplexe Lebewesen koordiniert werden (von den Zellen bis zur Gesellschaft) und wie Funktion und Ordnung entstehen.
Wenn der Fuß eines Säuglings an das Mobile gebunden ist, bewirkt jede Fußbewegung, dass sich das Mobile bewegt. Positives Feedback verstärkt und verdeutlicht die Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen Säuglings- und Bewegungsbewegungen. Auf einer kritischen Koordinationsebene erkennt der Säugling seine kausalen Kräfte und den Übergang von spontanem zu absichtlichem Verhalten. Das aha! Dieser Moment ist durch einen abrupten Anstieg der Bewegungsgeschwindigkeit des Säuglings gekennzeichnet. Bildnachweis: Florida Atlantic University
Obwohl erwartet wurde, dass Säuglinge ihre Kontrolle über das Mobile durch ihre koordinierte Aktion mit dem Mobile entdecken würden, waren die Muster des Innehaltens bei Säuglingen auffällig.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass es nicht nur auf die aktiven Bewegungen der Säuglinge ankommt“, sagte Nancy Jones, Ph.D., Co-Autorin, Professorin am Institut für Psychologie der FAU und Direktorin des FAU WAVES Lab.
Eine vollständige koordinative Analyse der Babybewegung, der mobilen Bewegung und ihrer Interaktion ergab, dass die Entstehung von Handlungsfähigkeit ein unterbrochener selbstorganisierender Prozess ist, dessen Bedeutung sowohl in der Bewegung als auch in der Stille liegt.
„Die Babys in unserer Studie haben etwas wirklich Tiefgreifendes offenbart: dass es inmitten von Untätigkeit Taten gibt und dass es inmitten von Taten Untätigkeit gibt.“ Beide liefern dem Säugling aussagekräftige Informationen, wenn er die Welt und seinen Platz darin erkundet“, sagte Kelso. „Die Koordinationsdynamik von Bewegung und Stille bildet zusammen die Einheit des bewussten Bewusstseins des Babys – dass sie Dinge in der Welt geschehen lassen können.“ Absichtlich.”
Die FAU-Studie ergab außerdem, dass Säuglinge die funktionale Kopplung mit dem Mobiltelefon auf unterschiedliche Weise steuern. Es wurden deutliche Häufungen im Zeitpunkt und im Ausmaß der Ausbrüche kindlicher Aktivität festgestellt, was darauf hindeutet, dass es Verhaltensphänotypen (beobachtbare Merkmale) der Wirkstoffentdeckung gibt – und dass die Dynamik ein Mittel zu deren Identifizierung bietet. Diese neuartige Phänotypisierungsmethode kann für die Vorsorge und Frühbehandlung gefährdeter Säuglinge nützlich sein.
Referenz: „Bedeutung aus Bewegung und Stille: Signaturen der Koordinationsdynamik zeigen kindliche Handlungsfähigkeit“ von Aliza T. Sloan, Nancy Aaron Jones und JA Scott Kelso, 18. September 2023, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
DOI: 10.1073/pnas.2306732120
Diese Forschung wurde von der FAU Foundation und dem National Institute of Mental Health (MH-080838) der FAU unterstützt Nationales Gesundheitsinstitut.