Levende wezens gedragen zich doelgericht. Maar waar komt het doel vandaan? Hoe begrijpen mensen hun relatie met de wereld, en hoe realiseren ze zich hun vermogen om de wereld te veranderen? Deze fundamentele vragen over ‘agency’ – doelgericht handelen – hebben enkele van de grootste denkers uit de geschiedenis verbijsterd, waaronder Sir Isaac Newton, Charles Darwin, Erwin Schrödinger en Niels Bohr.
Nieuw onderzoek van de Florida Atlantic University maakt gebruik van de ongebruikelijke en onaangeboorde bron van menselijke baby's om baanbrekende inzichten te onthullen in de oorsprong van agenten. Omdat doelgerichte actie al in de eerste maanden van het menselijk leven ontstaat, gebruikte het onderzoeksteam van de Universiteit van Florida baby’s als proeftuin om te begrijpen hoe spontane bewegingen in doelgerichte acties veranderen.
In het onderzoek waren baby's aan het begin van het experiment niet-betrokken waarnemers. Toen onderzoekers echter een voet van de baby's vastbonden aan een mobiel apparaatje in hun wiegje, ontdekten de baby's dat ze het mobiele apparaat konden laten bewegen. Om dit bliksem-in-een-fles-moment van realisatie vast te leggen, gebruikten onderzoekers de modernste motion capture-technologie om de beweging van de baby en het mobiele apparaat door de driedimensionale ruimte te meten, waardoor de dynamische en gecoördineerde kenmerken blootgelegd werden die de ‘geboorte van keuzevrijheid’ markeren.
Onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences biedt een oplossing voor dit eeuwenoude raadsel. Analyse en dynamische modellering van experimenten met menselijke baby's laten zien dat het gevoel van keuzevrijheid voortkomt uit de koppelingsrelatie tussen het organisme (baby) en de omgeving (beweging). Maar hoe gebeurt dit precies?
Wanneer de voeten van een baby aan een mobiliteitshulpmiddel zijn vastgemaakt, zorgt elke beweging van de voet ervoor dat het mobiliteitshulpmiddel beweegt. Er wordt gedacht dat hoe meer de mobiele eenheid beweegt, hoe meer deze de baby stimuleert om te bewegen, waardoor er meer beweging ontstaat.
"Positieve feedback versterkt en benadrukt de oorzaak-en-gevolg-relaties tussen baby's en bewegingen van mobiele apparaten", zegt J.A. Scott Kelso, Ph.D., senior auteur van de studie en de Glenwood en Martha Creech Distinguished Science Scholar in het Center for Complex Systems and Brain Sciences aan het Charles E. Schmidt College of Science van de FAU. "Op een bepaald kritisch coördinatieniveau herkennen baby's hun eigen causale vermogens en gaan ze over van spontaan naar opzettelijk gedrag. Dit 'aha!' moment wordt gekenmerkt door een plotselinge toename van de bewegingssnelheid van het kind.
Aliza Sloan, Ph.D., eerste auteur van het artikel en postdoctoraal onderzoeker aan het University of Florida Center for Complex Systems and Brain Sciences, ontwikkelde een kwantitatieve "aha!" detector om te zoeken naar plotselinge stijgingen in de bewegingssnelheid van baby's die verband houden met wiegendood.
Sloans techniek laat zien dat de 'geboorte' van keuzevrijheid kan worden gekwantificeerd als een 'Eureka-achtige', patroonveranderende faseovergang in een dynamisch systeem dat het kind, de hersenen en de omgeving omvat. Naarmate het kind functioneel verbonden is met het mobiele apparaat, schakelt het systeem over van een minder verbonden toestand naar een toestand waarin de bewegingen van zowel het mobiele apparaat als het vastgebonden ledemaat in hoge mate gecoördineerd zijn.
Hoewel het basisontwerp van dit experiment sinds eind jaren zestig in ontwikkelingsonderzoek wordt gebruikt, heeft verwant onderzoek zich traditioneel alleen op de activiteiten van baby's gericht, waarbij baby's en de omgeving als afzonderlijke entiteiten worden behandeld. In vijftig jaar van formele experimenten met de mobiliteit van baby's is het onderzoek van FAU het eerste dat rechtstreeks de beweging van een mobiel apparaat meet en coördinatieanalyse gebruikt om de opkomst van menselijk handelen kwantitatief te observeren.
De nieuwe benadering die in dit onderzoek wordt gebruikt, definieert agency als een opkomende eigenschap van de functionele koppeling van organismen aan hun omgeving. Kelso en zijn collega's stelden de theorie van "Coördinatiedynamiek" voor om te bestuderen hoe complexe organismen (van cellen tot samenlevingen) coördineren en hoe functie en orde ontstaan.
Hoewel we verwachtten dat baby's hun eigen controle over het mobiele apparaat zouden ontdekken door gecoördineerde bewegingen met het mobiele apparaat, waren de pauzepatronen van de baby's alarmerend.
"Onze bevindingen suggereren dat het niet alleen de actieve bewegingen van de baby zijn die ertoe doen", zegt co-auteur Nancy Jones, Ph.D., professor aan de afdeling Psychologie van UF en directeur van het UF Wave Lab.
Door een volledige coördinatieanalyse van de bewegingen, voortbeweging en interacties daartussen van baby's ontdekken we dat de opkomst van keuzevrijheid een puntachtig zelforganiserend proces is dat betekenis vindt in zowel beweging als stilte.
"De baby's in onze studie onthulden iets heel diepgaands: actie binnen inactiviteit, en inactiviteit binnen actie. Beide bieden betekenisvolle informatie voor de verkenning van de wereld door baby's en hun plaats daarin," zei Kelso. "De harmonieuze dynamiek van beweging en stilte vormen samen de eenheid van het kinderbewustzijn - ze kunnen wonderen in de wereld creëren. Doe het opzettelijk."
Uit het onderzoek van de Universiteit van Virginia blijkt ook dat baby’s op verschillende manieren functioneel met mobiele apparaten omgaan. De studie vond duidelijke clusters in de timing en omvang van uitbarstingen van activiteit bij baby's, wat duidt op het bestaan van gedragsfenotypes (waarneembare kenmerken) ontdekt door agenten, en dynamiek die een manier biedt om deze fenotypes te identificeren. Deze nieuwe fenotypische benadering kan helpen bij de preventieve zorg en vroege behandeling van kinderen met een hoog risico.