“Bij een doktersafspraak zijn kinderen vaak een beetje bang. Ze verbinden die instellingen met slechte herinneringen aan een ziekte of iets dat bedreigend voor hen kan zijn,” zegt Leena Haataja. Zij is professor kinderneurologie aan de Universiteit van Helsinki, Finland, met meer dan 30 jaar ervaring met gehandicapte kinderen. Toch is het analyseren van de ontwikkelingsmogelijkheden van deze kinderen in het eerste levensjaar van fundamenteel belang. Want dan kan er bij problemen nog worden ingegrepen.
Haataja maakt deel uit van een groep multidisciplinaire onderzoekers van de Finse universiteit die het slimme kruippakje MAIJU (Motor Assessment of Infants with a Jumpsuit) hebben ontwikkeld. De wearable kan de neurologische ontwikkeling van baby’s beoordelen vanaf het moment dat ze beginnen te bewegen, tot ze vloeiend lopen; meestal vóór de leeftijd van twee jaar.
Het registreren van de bewegingsactiviteit met het speelpakje is bedoeld om meer inzicht te geven in de groeiontwikkeling van de baby, potentiële neurologische problemen op te sporen en daar eventuele behandelingen op af te stemmen. Bovendien kan het thuis worden gebruikt, wat voor baby’s een veilige, vertrouwde omgeving is.
De wetenschappers verzamelden gegevens door baby’s te volgen tijdens spontane speeltijd, om een algoritme te trainen dat houdingen en bewegingen kan herkennen. MAIJU is nu beschikbaar voor andere onderzoekers voor verder gebruik.
Als baby’s beginnen te bewegen
Met vijf maanden beginnen baby’s te bewegen. Ze kunnen misschien nog niet kruipen, maar beginnen zichzelf te duwen en te slepen tijdens het spelen. Een jaar later beginnen ze hun woordenschat op te bouwen en tonen ze een voorkeur voor het gebruik van de ene hand boven de andere.
Deze periode is cruciaal in het groeiproces van een baby, omdat dan de eerste signalen van stoornissen kunnen worden waargenomen. “Zo vroeg mogelijk ingrijpen is van fundamenteel belang als de ontwikkeling niet het typische pad volgt. De hersenen zijn in die maanden bijzonder vormbaar. Hoe eerder een behandeling plaatsvindt, hoe beter het functionele resultaat”, benadrukt Haataja.
Slim kruippakje
MAIJU is ontwikkeld binnen BABA, het BAby Brain Activity Center van het kinderziekenhuis van Helsinki. Het beschikt over sensoren die beweging monitoren. Het is vergelijkbaar met de zogenaamde versnellingsmeters en gyroscopen in smartwatches. De sensoren zitten in zakken in de mouwen en benen van het kruippakje. Deze zijn te groot om door de baby’s ingeslikt te kunnen worden.
Elke ledemaat heeft een sensor, en elke sensor stuurt gegevens naar een mobiele telefoon in de buurt. De opnames worden later geüpload naar een cloud, waar met behulp van kunstmatige intelligentie (AI) de gegevens worden geanalyseerd.
Het beheer van deze gegevensstroom was een van de belangrijkste technische uitdagingen, aldus Manu Airaksinen, een promovendus in kunstmatige intelligentie aan de Universiteit van Helsinki. “Bij het observeren van volwassenen is het gemakkelijk om categorieën te bedenken om hun bewegingen te definiëren; zelfs als ze spontaan zijn. Kinderen daarentegen veranderen hun gedrag voortdurend. Elke minuut krijgen we ongeveer 1200 metingen. Het was moeilijker om een nauwkeurig classificatieschema op te stellen. Twee parameters helpen ons een actie te classificeren: de houding en de kwaliteit van de beweging,” onderstreept Airaksinen.
Spontaan spelen
De procedure voor het opnemen van gegevens is eenvoudig. Eerst stellen de onderzoekers het pak op en verbinden het met een telefoon in het lab. Dan, als het bij de baby thuis aankomt, kleedt een van de ouders het kind aan en moedigt de baby aan om minstens een uur spontaan te spelen. Een van de problemen bij het bestuderen van de motorische ontwikkeling van een kind was het ontbreken van een systeem om deze kwantitatief te beoordelen.
Bovendien wilden de Finse onderzoekers de onderzoeken buiten de ziekenhuizen uitvoeren. Activiteiten zoals spontaan spelen thuis kunnen veel onthullen over de ontwikkeling van een peuter. “Als je wilt begrijpen hoe de motorische ontwikkeling verloopt, moet je de analyse binnen de dagelijkse activiteiten van de zuigeling brengen”, benadrukt Sampsa Vanhatalo. Hij is hoogleraar fysiologie en directeur van het BABA-centrum. “Daar gedragen ze zich vrij en uiten ze zich,” voegt Haataja eraan toe.
Kieskeurig
Tot nu toe is het apparaat positief ontvangen door ziekenhuizen over de hele wereld. Sommige punten van kritiek betreffen de impact van de Bluetooth-straling. Vanhatalo omschrijft deze als “lager dan de straling van smartphones”.
Een andere opmerking die de onderzoekers kregen, betreft de synthetische stof van het pak. “Het laat flexibiliteit toe terwijl het past bij verschillende zuigelingen. Ouders kunnen kieskeurig zijn over deze details, zonder te beseffen dat de baby het pak slechts enkele uren zal dragen,” zegt Vanhatalo. Uiteindelijk lijken de baby’s niet al te veel om deze details te geven.
“Kinderen vinden het niet erg,” benadrukt Haataja. “Het maakt niet uit of ze het in Finland, Italië of Malawi gebruiken. Ondanks alle zorgen die andere onderzoekers of ouders misschien hadden voordat ze het testten, is de reactie hetzelfde.”
Betrouwbaarheid
MAIJU ondersteunt artsen bij het verkrijgen van gegevens, maar biedt niet het laatste woord over een diagnose. “Ten eerste hebben we niet genoeg bewijs om dat te beweren. Ten tweede mag het apparaat nooit de beslissing nemen, maar kan het helpen bij het ondersteunen van de diagnose”, benadrukt Vanhatalo.
Meten hoeveel tijd de zuigeling in een bepaalde houding doorbrengt, krijgt waarde als deze informatie wordt gekoppeld aan de leeftijd van de baby. Het meten van bewegingen geeft een overzicht van de groei van het kind. In de analyse van de onderzoekers ziet het eruit als een opwaarts traject in de motorische groeigrafiek.
De betrouwbaarheid van dit kruippakje is vergelijkbaar met die van een menselijke waarnemer die een video-opname van een spelende baby zou bekijken. Na verwerking door middel van machine learning kunnen onderzoekers de gegevens vergelijken met de leeftijdsgroep bij elke opname. Dit helpt de groeipatronen van de zuigeling te analyseren.
Andere toepassingen
Bovendien kan dezelfde technologie ook voor andere toepassingen worden gebruikt. Met enkele aanpassingen aan het apparaat en de software kan de onderzoeksgroep bewegingsgegevens verzamelen van oudere kinderen die lijden aan ADHD.
“Het is duidelijk dat we verschillende algoritmen moeten trainen, omdat deze kinderen anders bewegen”, benadrukt Vanhatalo. Wat de technische kant betreft, wijst Airaksinen erop dat het team minder gebruik zal maken van een datastreamingsysteem. “We willen sensoren met een groter geheugen. Op die manier is er geen continue datastreaming naar een smartphone in de buurt nodig.”
Het team van de Universiteit van Helsinki benadrukt de openheid van hun initiatief. In dit stadium is het bewijzen van de volledige werking van het slimme kruippakje het belangrijkste doel, evenals het opbouwen van interesse en vertrouwen.
“Als onderzoekers hebben we allemaal een verschillende aanpak. Dus het doorbreken van de routine van elke professional is moeilijk. Daarom willen we open en transparant zijn. Door anderen volledige toegang tot de opnames te geven, laten we hen zien welke analyses met MAIJU mogelijk zijn. We willen zien wat deze technologie kan toevoegen”, vat Haataja samen.
