生物的行动是有目的的。但目的从何而来？人类如何理解他们与世界的关系并认识到他们实现变革的能力？这些“能动性”的基本问题——有目的地行动——困扰着历史上一些最伟大的思想家，包括艾萨克·牛顿爵士、查尔斯·达尔文、欧文·薛定谔和尼尔斯·玻尔。

佛罗里达大西洋大学 (FAU) 的一项研究利用一种不寻常且基本上尚未开发的来源——人类婴儿，揭示了对能动性起源的突破性见解。由于目标导向的行动出现在人类生命的最初几个月，FAU 研究小组以小婴儿为试验场，以了解自发运动如何转化为有目的的行动。

在这项研究中，婴儿以断开连接的观察者的身份开始实验。然而，当研究人员将婴儿的一只脚拴在婴儿床上的婴儿移动装置上时，婴儿发现他们可以移动移动装置。为了像瓶子里的闪电一样捕捉这一实现的时刻，研究人员使用尖端的动作捕捉技术测量了 3D 空间中的婴儿和移动运动，以揭示标志着“代理诞生”的动态和协调特征。

发表在《美国国家科学院院刊》上的研究结果为这个古老的难题提供了解决方案。对人类婴儿实验的分析和动态建模表明，代理是从有机体（婴儿）和环境（移动）之间的耦合关系中产生的。但这究竟是如何发生的呢？

当婴儿的脚被拴在移动设备上时，每次脚部移动都会导致移动设备移动。人们认为，移动物移动得越多，婴儿受到的移动刺激就越多，从而产生更多的移动运动。

复杂系统和脑科学中心的资深作者、格伦伍德和玛莎·克里奇杰出科学学者 JA Scott Kelso 博士说：“正反馈放大并强调了婴儿和移动运动之间的因果关系。” FAU 查尔斯·E·施密特科学学院内。“在协调的某个关键水平上，婴儿认识到其因果力量，并从自发行为转变为有意行为。这个啊哈！时刻的标志是婴儿运动速率的突然增加。”

Aliza Sloan 博士是 FAU 复杂系统和脑科学中心的主要作者和博士后研究科学家，她开发了一种定量的“啊哈！” 探测器来搜索与突然的婴儿发现相关的婴儿运动速率的突然增加。

斯隆的技术证明，能动性的“诞生”可以被量化为跨越婴儿、大脑和环境的动力系统中“尤里卡式”、模式变化的相变。当婴儿发现其与移动设备的功能连接时，系统从相关性较低的状态切换到移动设备和系留肢体的运动高度协调的状态。

尽管该实验的基本设计自 20 世纪 60 年代末以来一直用于发育研究，但相关研究传统上仅关注婴儿活动，将婴儿和环境视为独立的实体。在 50 年来的正式婴儿车实验中，FAU 研究首次直接测量婴儿车的运动，并使用协调分析来提供对人类能动性出现的量化观察。

本研究中使用的新方法将代理视为有机体与环境功能耦合的新兴属性。研究人员通过协调动力学（凯尔索及其同事关于复杂生物如何协调（从细胞到社会）以及功能和秩序如何出现的理论）的视角，深入研究了婴儿车的互动。

尽管人们预计婴儿会通过与手机的协调动作来发现对手机的控制，但婴儿的停顿模式却很引人注目。

“我们的研究结果表明，重要的不仅仅是婴儿的主动运动，”合著者、FAU 心理学系教授兼 FAU WAVES 实验室主任 Nancy Jones 博士说。

对婴儿运动、移动运动及其相互作用的完整协调分析发现，能动性的出现是一个间断的自组织过程，在运动和静止中都具有意义。

“我们研究中的婴儿揭示了一些非常深刻的东西：无为中有行动，行动中有无行动。两者都为婴儿探索世界及其在其中的位置提供了有意义的信息，”凯尔索说。“运动和静止的协调动力共同构成了婴儿意识的统一——他们可以让世界上的事情发生。有意的。”

FAU 研究还表明，婴儿以不同的方式导航与移动设备的功能耦合。检测到婴儿活动爆发的时间和程度的不同集群，表明主体发现的行为表型（可观察的特征）存在，并且动态提供了识别它们的方法。这种新颖的表型分析方法可能有助于高危婴儿的预防保健和早期治疗。