生物的行為是有目的的。但目的從何而來？人類如何理解自己與世界的關係，如何意識到自己有能力改變世界？這些關於”能動性”–有目的的行動–的基本問題一直困惑著歷史上一些最偉大的思想家，包括艾薩克-牛頓爵士、查爾斯-達爾文、埃爾溫-薛定諤和尼爾斯-玻爾。

佛羅裡達大西洋大學（Florida Atlantic University）的最新研究利用人類嬰兒這一不尋常且尚未開發的來源，揭示了有關代理起源的突破性見解。由於目標導向的行動出現在人類生命的最初幾個月，佛羅裡達大學的研究團隊將嬰兒作為試驗田，以了解自發性運動如何轉變為有目的的行動。

在研究中，嬰兒在實驗開始時是互不關聯的觀察者。然而，當研究人員把嬰兒的一隻腳拴在嬰兒床上的嬰兒移動裝置上時，嬰兒發現他們可以讓移動裝置移動。為了捕捉到這一如瓶中閃電般的領悟時刻，研究人員利用最先進的動作捕捉技術測量了嬰兒和移動裝置在三維空間中的運動，從而發現了標誌著”代理權誕生”的動態和協調特徵。

當嬰兒的腳被拴在移動裝置上時，腳的每一次移動都會造成移動裝置的移動。正回饋放大並突出了嬰兒和移動裝置運動之間的因果關係。資料來源：佛羅裡達大西洋大學

最近發表在《美國國家科學院院刊》上的研究成果為這個古老的難題提供了一個解決方案。對人類嬰兒實驗的分析和動態建模表明，代入感產生於有機體（嬰兒）和環境（移動）之間的耦合關係。但這究竟是如何發生的呢？

當嬰兒的腳被拴在移動裝置上時，腳的每一次移動都會造成移動裝置的移動。人們認為，移動裝置移動得越多，就越能刺激嬰兒移動，產生更多的移動運動。

“正回饋放大並突出了嬰兒和移動裝置運動之間的因果關係，”該研究的資深作者、FAU 查爾斯-E-施密特科學學院複雜系統和腦科學中心格倫伍德和瑪莎-克里奇傑出科學學者斯科特-凱爾索博士（JA Scott Kelso）說。”在某個關鍵的協調層面上，嬰兒認識到自己的因果能力，並從自發行為過渡到有意行為。這個’啊哈！’時刻的標誌是嬰兒運動速率的突然增加。”

嬰兒關節位置的三維重建/表示（紅色= 左側；綠色= 右側；黃色/橙色= 中心；移動位置= 藍色）。右側圖片顯示的是嬰兒皮膚上不同關節的銀色小球。特殊的攝影機發出紅外光，紅外光從小球反彈並反射回攝影機。然後，系統從所有相機中獲取反射的紅外線信息，併計算出每個球體的確切位置。資料來源：佛羅裡達大西洋大學

論文第一作者、佛羅裡達大學複雜系統與腦科學中心博士後研究科學家阿里扎-斯隆（Aliza Sloan）博士開發了一種定量”啊哈！”探測器，用於搜尋與嬰兒猝死有關的嬰兒運動速率突然增加的情況。

斯隆的技術證明，代理權的”誕生”可以量化為一個跨越嬰兒、大腦和環境的動態系統中”尤里卡式”的、改變模式的相變。當嬰兒發現自己與移動裝置的功能連結時，系統就會從關聯性較低的狀態切換到移動裝置和繫留肢體的運動都高度協調的狀態。

儘管自20 世紀60 年代末期以來，該實驗的基本設計一直用於發育研究，但相關研究傳統上只關注嬰兒的活動，將嬰兒和環境視為獨立的實體。在長達50 年的正式嬰兒移動實驗中，FAU 的研究是首次直接測量移動裝置的移動，並利用協調分析對人類能動性的出現進行量化觀察。

這項研究採用的新方法將”能動性”定義為生物體與環境功能耦合的新興屬性。凱爾索及其同事提出了”協調動力學”（Coordination Dynamics）理論，研究複雜生物（從細胞到社會）如何協調，以及功能和秩序如何產生。

當嬰兒的腳被拴在移動裝置上時，腳的每一次移動都會導致移動裝置移動。正回饋放大並突出了嬰兒和移動裝置運動之間的因果關係。在某個關鍵的協調層次上，嬰兒認識自己的因果能力，並從自發性行為過渡到有意行為。嬰兒運動速度的突然增加標誌著這”啊哈！”時刻的到來。資料來源：佛羅裡達大西洋大學

儘管我們預期嬰兒會透過與移動裝置的協調動作發現自己對移動裝置的控制能力，但嬰兒的停頓模式卻令人震驚。

“我們的研究結果表明，重要的不僅僅是嬰兒的主動運動，”共同作者、佛羅裡達大學心理學系教授兼佛羅裡達大學波浪實驗室主任南希-瓊斯（Nancy Jones）博士說。

透過對嬰兒的運動、移動運動以及它們之間的互動進行完整的協調分析，我們發現代理人的出現是一個點狀自組織過程，在運動和靜止中都能發現意義。

“我們研究中的嬰兒揭示了一些非常深刻的東西：無為之中有為，有為之中無為。兩者都為嬰兒探索世界及其在世界中的位置提供了有意義的信息，”凱爾索說。”動與靜的協調動態共同構成了嬰兒意識的統一體–他們可以在這個世界上創造奇蹟。有意為之。”

維吉尼亞大學的研究也顯示，嬰兒以不同的方式與移動裝置進行功能耦合。研究發現，嬰兒活動爆發的時間和程度存在不同的群集，這表明代理發現的行為表型（可觀察到的特徵）是存在的，而動力學提供了一種識別這些表型的方法。這種新穎的表型方法可能有助於對高風險嬰兒進行預防保健和早期治療。