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Multiple patterns of infant rolling in limb coordination and ground contact pressure
Experimental Brain Research ( IF 2 ) Pub Date : 2021-07-24 , DOI: 10.1007/s00221-021-06174-w
Yoshio Kobayashi 1, 2 , Arito Yozu 3 , Hama Watanabe 1 , Gentaro Taga 1
Affiliation  

Infants acquire the ability to roll over from the supine to the prone position, which requires body coordination of multiple degrees of freedom under dynamic interactions with the ground. Although previous studies on infant rolling observed kinematic characteristics, little is known about the kinetic characteristics of body segments in contact with the surface. We measured the ground contact pressure under the arms, legs, head, and proximal body segments using a pressure mat and their displacements using a three-dimensional motion capture system. The data obtained from 17 infants aged 9–10 months indicated that most of them showed 2–4 of 6 highly observed movement patterns, including 1 axial rolling, 2 spinal flexion, and 3 shoulder girdle leading patterns. The arms and legs had small contributions to the ground contact pressure in the axial rolling and spinal flexion patterns. The ipsilateral leg in relation to the rolling direction was involved in supporting the body weight in only 1 shoulder girdle leading pattern. The contralateral leg showed large peak pressure to push on the floor before rolling in 3 shoulder girdle leading patterns. The results indicate that infants can produce multiple rolling-over patterns with different strategies to coordinate their body segments and interact with the floor. The results of the analysis of the movement patterns further suggest that few patterns correspond to those reported in adults. This implies that infants generate unique motor patterns by taking into account their own biomechanical constraints.



中文翻译:

婴儿四肢协调和地面接触压力的多种滚动模式

婴儿获得从仰卧位翻身到俯卧位的能力,这需要在与地面的动态相互作用下进行多自由度的身体协调。尽管之前对婴儿滚动的研究观察到了运动学特征,但对与表面接触的身体部分的动力学特征知之甚少。我们使用压力垫测量手臂、腿部、头部和身体近端部分下的地面接触压力,并使用三维运动捕捉系统测量它们的位移。从 17 名 9-10 个月婴儿获得的数据表明,他们中的大多数表现出 6 种高度观察的运动模式中的 2-4 种,包括 1 种轴向滚动、2 次脊柱屈曲和 3 种肩带引导模式。在轴向滚动和脊柱屈曲模式中,手臂和腿对地面接触压力的贡献很小。与滚动方向相关的同侧腿仅在 1 种肩带引导模式中参与支撑体重。对侧腿在以 3 个肩带引导模式滚动之前显示出巨大的峰值压力来推动地板。结果表明,婴儿可以通过不同的策略来产生多种翻身模式,以协调他们的身体部位并与地板互动。运动模式的分析结果进一步表明,很少有模式与成年人报告的模式相符。这意味着婴儿通过考虑他们自己的生物力学限制来产生独特的运动模式。与滚动方向相关的同侧腿仅在 1 个肩带引导模式中参与支撑体重。对侧腿在以 3 个肩带引导模式滚动之前显示出巨大的峰值压力来推动地板。结果表明,婴儿可以通过不同的策略产生多种翻身模式,以协调他们的身体部位并与地板互动。运动模式的分析结果进一步表明,很少有模式与成年人报告的模式相符。这意味着婴儿通过考虑他们自己的生物力学限制来产生独特的运动模式。与滚动方向相关的同侧腿仅在 1 个肩带引导模式中参与支撑体重。对侧腿在以 3 个肩带引导模式滚动之前显示出巨大的峰值压力来推动地板。结果表明,婴儿可以通过不同的策略产生多种翻身模式,以协调他们的身体部位并与地板互动。运动模式的分析结果进一步表明,很少有模式与成年人报告的模式相符。这意味着婴儿通过考虑他们自己的生物力学限制来产生独特的运动模式。对侧腿在以 3 个肩带引导模式滚动之前显示出巨大的峰值压力来推动地板。结果表明,婴儿可以通过不同的策略产生多种翻身模式,以协调他们的身体部位并与地板互动。运动模式的分析结果进一步表明,很少有模式与成年人报告的模式相符。这意味着婴儿通过考虑自己的生物力学限制来产生独特的运动模式。对侧腿在以 3 个肩带引导模式滚动之前显示出巨大的峰值压力来推动地板。结果表明,婴儿可以通过不同的策略产生多种翻身模式,以协调他们的身体部位并与地板互动。运动模式的分析结果进一步表明,很少有模式与成年人报告的模式相符。这意味着婴儿通过考虑他们自己的生物力学限制来产生独特的运动模式。运动模式的分析结果进一步表明,很少有模式与成年人报告的模式相符。这意味着婴儿通过考虑他们自己的生物力学限制来产生独特的运动模式。运动模式的分析结果进一步表明,很少有模式与成年人报告的模式相符。这意味着婴儿通过考虑他们自己的生物力学限制来产生独特的运动模式。

更新日期:2021-07-24
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