Lebewesen verhalten sich zielgerichtet. Aber woher kommt der Zweck? Wie verstehen Menschen ihre Beziehung zur Welt und wie erkennen sie ihre Fähigkeit, die Welt zu verändern? Diese grundlegenden Fragen zur „Agentur“ – zielgerichtetem Handeln – haben einige der größten Denker der Geschichte verwirrt, darunter Sir Isaac Newton, Charles Darwin, Erwin Schrödinger und Niels Bohr.
Neue Forschungen der Florida Atlantic University nutzen die ungewöhnliche und unerschlossene Quelle menschlicher Säuglinge, um bahnbrechende Erkenntnisse über die Herkunft von Wirkstoffen zu gewinnen. Da zielgerichtetes Handeln in den ersten Monaten des menschlichen Lebens entsteht, nutzte das Forschungsteam der University of Florida Säuglinge als Testgelände, um zu verstehen, wie spontane Bewegungen zu zielgerichteten Handlungen werden.
In der Studie waren Säuglinge zu Beginn des Experiments unbeteiligte Beobachter. Als Forscher jedoch einen Fuß der Säuglinge an ein mobiles Kleinkindgerät in ihrem Kinderbett banden, stellten die Babys fest, dass sie das mobile Gerät bewegen konnten. Um diesen blitzschnellen Moment der Erkenntnis festzuhalten, nutzten die Forscher modernste Motion-Capture-Technologie, um die Bewegung des Babys und des Mobilgeräts durch den dreidimensionalen Raum zu messen und die dynamischen und koordinierten Eigenschaften aufzudecken, die die „Geburt der Handlungsfähigkeit“ kennzeichnen.
Kürzlich in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Forschungsergebnisse bieten eine Lösung für dieses uralte Rätsel. Analysen und dynamische Modellierungen von Experimenten mit menschlichen Säuglingen zeigen, dass das Gefühl der Handlungsfähigkeit aus der Kopplungsbeziehung zwischen dem Organismus (Säugling) und der Umwelt (Bewegung) entsteht. Aber wie genau passiert das?
Wenn die Füße eines Säuglings an einem Mobilitätsgerät befestigt sind, bewirkt jede Bewegung des Fußes, dass sich das Mobilitätsgerät bewegt. Man geht davon aus, dass je mehr sich die mobile Einheit bewegt, desto stärker regt sie das Baby zur Bewegung an und erzeugt so mehr Bewegung.
„Positives Feedback verstärkt und verdeutlicht die Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen Säuglingen und Bewegungen mobiler Geräte“, sagte J.A. Scott Kelso, Ph.D., der leitende Autor der Studie und Glenwood and Martha Creech Distinguished Science Scholar am Center for Complex Systems and Brain Sciences am Charles E. Schmidt College of Science der FAU. „Ab einem bestimmten kritischen Koordinationsniveau erkennen Säuglinge ihre eigenen kausalen Fähigkeiten und den Übergang von spontanem zu absichtlichem Verhalten. Dieses ‚Aha!‘ Dieser Moment ist durch einen plötzlichen Anstieg der Bewegungsgeschwindigkeit des Säuglings gekennzeichnet.
Aliza Sloan, Ph.D., Erstautorin des Artikels und Postdoktorandin am Center for Complex Systems and Brain Sciences der University of Florida, entwickelte ein quantitatives „Aha!“ Detektor zur Suche nach plötzlichen Anstiegen der Bewegungsgeschwindigkeit von Säuglingen, die mit dem plötzlichen Kindstod einhergehen.
Sloans Technik zeigt, dass die „Geburt“ der Handlungsfähigkeit als ein „Eureka-ähnlicher“, musterverändernder Phasenübergang in einem dynamischen System quantifiziert werden kann, das den Säugling, das Gehirn und die Umwelt umfasst. Wenn das Kind funktionell mit dem mobilen Gerät verbunden ist, wechselt das System von einem weniger verbundenen Zustand in einen Zustand, in dem die Bewegungen sowohl des mobilen Geräts als auch der angebundenen Gliedmaße hochgradig koordiniert sind.
Obwohl der grundlegende Aufbau dieses Experiments seit den späten 1960er Jahren in der Entwicklungsforschung verwendet wird, konzentrierte sich die damit verbundene Forschung traditionell nur auf die Aktivitäten von Säuglingen und behandelte Säuglinge und die Umwelt als getrennte Einheiten. In 50 Jahren formaler Experimente zur Mobilität von Säuglingen ist die Forschung der FAU die erste, die die Bewegung eines mobilen Geräts direkt misst und mithilfe der Koordinationsanalyse die Entstehung menschlicher Handlungsfähigkeit quantitativ beobachtet.
Der in dieser Studie verwendete neue Ansatz definiert Handlungsfähigkeit als eine entstehende Eigenschaft der funktionellen Kopplung von Organismen an ihre Umwelt. Kelso und seine Kollegen schlugen die Theorie der „Koordinationsdynamik“ vor, um zu untersuchen, wie komplexe Organismen (von Zellen bis hin zu Gesellschaften) koordinieren und wie Funktion und Ordnung entstehen.
Obwohl wir erwarteten, dass Säuglinge durch koordinierte Bewegungen mit dem Mobilgerät ihre eigene Kontrolle über das Mobilgerät entdecken würden, waren die Pausenmuster der Säuglinge alarmierend.
„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass es nicht nur auf die aktiven Bewegungen des Babys ankommt“, sagte Co-Autorin Nancy Jones, Ph.D., Professorin am Institut für Psychologie der UF und Direktorin des UF Wave Lab.
Durch eine vollständige Koordinationsanalyse der Bewegung, Fortbewegung und Interaktionen zwischen Säuglingen stellen wir fest, dass die Entstehung von Handlungsfähigkeit ein punktförmiger selbstorganisierender Prozess ist, der sowohl in der Bewegung als auch in der Stille einen Sinn findet.
„Die Babys in unserer Studie haben etwas sehr Tiefgründiges offenbart: Handeln in Untätigkeit und Untätigkeit in Handeln. Beides liefert wichtige Informationen für die Erkundung der Welt durch Kleinkinder und ihren Platz darin“, sagte Kelso. „Die harmonische Dynamik von Bewegung und Stille bilden zusammen die Einheit des kindlichen Bewusstseins – sie können Wunder in der Welt bewirken. Tun Sie es absichtlich.“
Die Studie der University of Virginia zeigt auch, dass Säuglinge auf unterschiedliche Weise funktionell mit mobilen Geräten koppeln. Die Studie fand deutliche Häufungen im Zeitpunkt und Ausmaß von Aktivitätsausbrüchen bei Säuglingen, was auf die Existenz von Verhaltensphänotypen (beobachtbaren Merkmalen) schließen lässt, die von Agenten entdeckt wurden, und auf Dynamiken, die eine Möglichkeit bieten, diese Phänotypen zu identifizieren. Dieser neuartige phänotypische Ansatz kann bei der Vorsorge und Frühbehandlung von Hochrisiko-Säuglingen hilfreich sein.