生物的行为是有目的的。但目的从何而来？人类如何理解自己与世界的关系，如何意识到自己有能力改变世界？这些关于"能动性"--有目的的行动--的基本问题一直困惑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、埃尔温-薛定谔和尼尔斯-玻尔。
佛罗里达大西洋大学（Florida Atlantic University）的最新研究利用人类婴儿这一不同寻常且尚未开发的来源，揭示了有关代理起源的突破性见解。由于目标导向的行动出现在人类生命的最初几个月，佛罗里达大学的研究团队将婴儿作为试验田，以了解自发运动如何转变为有目的的行动。
在研究中，婴儿在实验开始时是互不关联的观察者。然而，当研究人员把婴儿的一只脚拴在婴儿床上的婴儿移动装置上时，婴儿发现他们可以让移动装置移动。为了捕捉到这一如瓶中闪电般的领悟时刻，研究人员利用最先进的动作捕捉技术测量了婴儿和移动装置在三维空间中的运动，从而发现了标志着"代理权诞生"的动态和协调特征。
当婴儿的脚被拴在移动装置上时，脚的每一次移动都会引起移动装置的移动。正反馈放大并突出了婴儿和移动装置运动之间的因果关系。资料来源：佛罗里达大西洋大学
最近发表在《美国国家科学院院刊》上的研究成果为这个古老的难题提供了一个解决方案。对人类婴儿实验的分析和动态建模表明，代入感产生于有机体（婴儿）和环境（移动）之间的耦合关系。但这究竟是如何发生的呢？
当婴儿的脚被拴在移动装置上时，脚的每一次移动都会引起移动装置的移动。人们认为，移动装置移动得越多，就越能刺激婴儿移动，从而产生更多的移动运动。
"正反馈放大并突出了婴儿和移动装置运动之间的因果关系，"该研究的资深作者、FAU 查尔斯-E-施密特科学学院复杂系统和脑科学中心格伦伍德和玛莎-克里奇杰出科学学者斯科特-凯尔索博士（J.A. Scott Kelso）说。"在某个关键的协调水平上，婴儿认识到自己的因果能力，并从自发行为过渡到有意行为。这个'啊哈！'时刻的标志是婴儿运动速率的突然增加。"
婴儿关节位置的三维重建/表示（红色 = 左侧；绿色 = 右侧；黄色/橙色 = 中心；移动位置 = 蓝色）。右侧图片显示的是婴儿皮肤上不同关节处的银色小球。特殊的摄像头发出红外光，红外光从小球上反弹并反射回摄像头。然后，系统从所有相机中获取反射的红外线信息，并计算出每个球体的确切位置。资料来源：佛罗里达大西洋大学
论文第一作者、佛罗里达大学复杂系统与脑科学中心博士后研究科学家阿里扎-斯隆（Aliza Sloan）博士开发了一种定量"啊哈！"探测器，用于搜索与婴儿猝死有关的婴儿运动速率突然增加的情况。
斯隆的技术证明，代理权的"诞生"可以量化为一个跨越婴儿、大脑和环境的动态系统中"尤里卡式"的、改变模式的相变。当婴儿发现自己与移动装置的功能连接时，系统就会从关联性较低的状态切换到移动装置和系留肢体的运动都高度协调的状态。
尽管自 20 世纪 60 年代末以来，该实验的基本设计一直用于发育研究，但相关研究传统上只关注婴儿的活动，将婴儿和环境视为独立的实体。在长达 50 年的正式婴儿移动实验中，FAU 的研究是首次直接测量移动装置的运动，并利用协调分析对人类能动性的出现进行量化观察。
这项研究采用的新方法将"能动性"定义为生物体与环境功能耦合的新兴属性。凯尔索及其同事提出了"协调动力学"（Coordination Dynamics）理论，研究复杂生物（从细胞到社会）如何协调，以及功能和秩序如何产生。
当婴儿的脚被拴在移动装置上时，脚的每一次移动都会导致移动装置移动。正反馈放大并突出了婴儿和移动装置运动之间的因果关系。在某个关键的协调水平上，婴儿认识到自己的因果能力，并从自发行为过渡到有意行为。婴儿运动速度的突然增加标志着这一"啊哈！"时刻的到来。资料来源：佛罗里达大西洋大学
尽管我们预计婴儿会通过与移动装置的协调动作发现自己对移动装置的控制能力，但婴儿的停顿模式却令人震惊。
"我们的研究结果表明，重要的不仅仅是婴儿的主动运动，"共同作者、佛罗里达大学心理学系教授兼佛罗里达大学波浪实验室主任南希-琼斯（Nancy Jones）博士说。
通过对婴儿的运动、移动运动以及它们之间的互动进行完整的协调分析，我们发现代理的出现是一个点状自组织过程，在运动和静止中都能发现意义。
"我们研究中的婴儿揭示了一些非常深刻的东西：无为之中有为，有为之中无为。两者都为婴儿探索世界及其在世界中的位置提供了有意义的信息，"凯尔索说。"动与静的协调动态共同构成了婴儿意识的统一体--他们可以在这个世界上创造奇迹。有意为之。"
弗吉尼亚大学的研究还显示，婴儿以不同的方式与移动装置进行功能耦合。研究发现，婴儿活动爆发的时间和程度存在不同的群集，这表明代理发现的行为表型（可观察到的特征）是存在的，而动力学提供了一种识别这些表型的方法。这种新颖的表型方法可能有助于对高危婴儿进行预防保健和早期治疗。