Panoramica della ricerca. (A) Motion capture di movimenti spontanei infantili in assenza di stimolazione esterna. (B) Cinquantuno marcatori di tracciamento su parti del corpo e la posizione stimata dell'articolazione rispetto al collegamento genitore e figlio. (C) Attivazioni muscolari stimate e input propriocettivi utilizzando il modello muscoloscheletrico infantile. (D) La matrice binaria diretta (288 × 288) che indica la presenza del flusso di informazioni tra ciascun segnale sensomotorio in ciascun punto temporale. (E) Estrazione dei moduli sensomotori utilizzando un modello relazionale infinito. (F) Estrazione dello stato sensomotorio basato sul clustering variabile nel tempo. (G) Un esempio di fluttuazione nelle interazioni sensomotorie. (H) Un confronto della proprietà spaziotemporale delle interazioni sensomotorie tra neonati e lattanti. Ph. Credit: Hoshinori Kanazawa et al.
I movimenti spontanei e casuali del bambino aiutano lo sviluppo del loro sistema sensomotorio. Questo è ciò che è emerso da una nuova ricerca condotta dall’Università di Tokyo in cui il dettaglio del movimento di neonati e bambini è stato combinato con un modello computerizzato muscoloscheletrico che ha permesso ai ricercatori di analizzare la comunicazione tra i muscoli e le sensazioni in tutto il corpo.
Questa ricerca potrebbe essere molto importante nell’ambito della diagnosi precoce di disturbi dello sviluppo. Una migliore comprensione di come si sviluppa il nostro sistema sensomotorio potrebbe infatti essere la chiave per nuovi test diagnostici.
Fin dalla nascita, e anche prima, nel grembo materno, i bambini iniziano a scalciare, dimenarsi e muoversi apparentemente senza scopo o senza stimolazione esterna. Sono questi i “movimenti spontanei” e secondo i ricercatori potrebbero avere un ruolo importante nello sviluppo del sistema sensomotorio, ovvero la capacità di controllare i muscoli, il movimento e la coordinazione.
I ricercatori hanno infatti scoperto modelli di interazione muscolare durante lo sviluppo basati sul comportamento esplorativo casuale dei bambini che in seguito avrebbero consentito loro di eseguire movimenti sequenziali.
Come spiega il professor Hoshinori Kanazawa della Graduate School of Information Science and Technology, autore principale dell’articolo, questo “studio si è concentrato sull’attività muscolare e sui segnali di input sensoriali in tutto il corpo. Combinando un modello muscoloscheletrico e un metodo neuroscientifico, abbiamo scoperto che i movimenti spontanei, che sembrano non avere compiti o scopi espliciti, contribuiscono allo sviluppo sensomotorio coordinato”.
Per condurre lo studio, il team ha registrato i movimenti articolari di 22 neonati sani, 12 di età inferiore a 10 giorni e 10 di circa tre mesi, utilizzando la tecnologia di motion capture. Successivamente, grazie ad un modello muscoloscheletrico computerizzato di tutto il corpo, creato appositamente dal team per adattarlo su scala infantile, hanno stimato l’attività muscolare dei bambini e i segnali di input sensoriali.
Tramite algoritmi informatici hanno poi analizzato le caratteristiche spaziotemporali dell’interazione tra i segnali input e l’attività muscolare. Come racconta Kanazawa, dallo studio è emerso che “durante il movimento spontaneo, i movimenti dei neonati ‘vagano’ e perseguono varie interazioni sensomotorie. Abbiamo chiamato questo fenomeno ‘vagabondaggio sensomotorio’. È stato comunemente ipotizzato che lo sviluppo del sistema sensomotorio dipenda generalmente dal verificarsi di ripetute interazioni sensomotorie, il che significa che più si fa la stessa azione, più è probabile che la si impari e la si ricordi.”
“Tuttavia, i nostri risultati implicano che i bambini sviluppano il proprio sistema sensomotorio basandosi sul comportamento esplorativo o sulla curiosità, quindi non ripetono solo la stessa azione, ma una varietà di azioni. Oltre a questo, i nostri risultati forniscono un collegamento concettuale tra i primi movimenti spontanei e l’attività neuronale spontanea.”
I risultati di questa ricerca supportano quindi la teoria secondo la quale neonati e bambini possono acquisire moduli sensomotori, cioè attività muscolari sincronizzate e input sensoriali, attraverso movimenti spontanei di tutto il corpo senza uno scopo apparente o un compito esplicito.
Anche attraverso il vagabondaggio sensomotorio, i bambini hanno mostrato un aumento dei movimenti coordinati di tutto il corpo e dei movimenti anticipatori. Il passo successivo per Kanazawa sarà quello di esaminare come il vagabondaggio sensomotorio influisce sullo sviluppo successivo, dunque su movimenti come camminare e allungarsi, e su comportamenti più complessi e funzioni cognitive superiori.
Ph. Credit: Hoshinori Kanazawa et al.
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