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VL Trainings- und Bewegungswissenschaft 10. Motor Control

VL Trainings- und Bewegungswissenschaft 10. Motor Control. Programm. Anatomische Grundlagen Vom Gehirn zum Muskel Wie entsteht eine Willkürbewegung? Programmtheorien Regelkreise, open-loop & closed loop Regelung Theorie generalisierter motorischer Programme Selbstorganisationstheorien

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VL Trainings- und Bewegungswissenschaft 10. Motor Control

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Presentation Transcript

  1. VL Trainings- und Bewegungswissenschaft10. Motor Control

  2. Programm • Anatomische Grundlagen • Vom Gehirn zum Muskel • Wie entsteht eine Willkürbewegung? • Programmtheorien • Regelkreise, open-loop & closed loop Regelung • Theorie generalisierter motorischer Programme • Selbstorganisationstheorien • Prinzip • Gegensätze zu Programmtheorien

  3. Anatomische Grundlagen Vom Gehirn zum Muskel

  4. Gehirn, Aufbau grob • 1,3 kg schwer • Ca. 1010 Nervenzellen • Typisch: 10.000 Synapsen je Zelle • Sitz von Bewußtsein und Persönlichkeit • Leib-Seele-Problem

  5. Gehirn, Aufbau Detail

  6. Rückenmark

  7. Motorische Einheiten • Mot. Einheit = Motoneuron + die von ihm innervierten Muskelfasern • Motoneuron integriert Erregungen • Feuert, wenn Schwelle überschritten

  8. Anatomische Grundlagen Wie entsteht eine Willkür-Bewegung?

  9. Limbisches System Emotionen, Antrieb, Gedächtnis, Stimmung Hippocampus (Kortex) und Stammhirnstrukturen Obere Mittlere UntereMotorische Ebene Assoziations- System Assoziationskortex (Wahr- nehmung, Entscheidung) Bewegungsentschluß,Auswahl Alternativen Sensomotorischer Kortex, Kleinhirn, Basalganglien, subkortikale Kerne Projektions- System Rohbefehl, Efferenz-kopien, Programme Spinales System Zentrale Befehle und Verschaltungen Absteigende Bahnen, Inter- und Motoneurone Skelett-muskel Kontraktionen,Rückkopplungen Muskelfasern, Muskel-spindeln, Golgi-Organe Entstehung einer (Willkür-)Bewegung

  10. Programmtheorien Regelkreise, open-loop & closed loop Regelung

  11. Closed-loop-Modell der Bewegung Steuerungs-zentrum Regelung Efferenzen: Ausgehende SignaleAfferenzen:Eingehende Signale Re-Afferenzen:Afferenzen, die Reaktionenauf Efferenzen sind Bewegungskommandos Feedback Effektoren

  12. Open-loop-Modell der Bewegung Steuerungs-zentrum Steuerung Efferenzen: Ausgehende Signale Bei sehr kurzen Bewegungen,t < 150-200msec z.B. Würfe, Schläge, Sprünge,„ballistische“ Bewegungen Bewegungskommandos Effektoren

  13. Handlungsziel Programmierung Soll-Istwert-Vergleich Informationsaufbereitung (Afferenzsynthese) Steuerung-Regelung (efferente Impulsgebung) Bewegungsausführung Umwelt (Boden, Geräte, Wasser, Schnee) Störgrößen Regelkreis der Bewegungskoordination

  14. Programmtheorien Theorie generalisierter motorischer Programme (GMP-Theorie)

  15. Motorische Programme • Definition „motor program“ • „... a set of muscle commands • that are structured before a movement sequence begins, • and that allows the sequence to be carried out uninfluenced by peripheral feedback“ • Keele, 1968

  16. Was wird gespeichert? • GMP-Theorie nach R.A. Schmidt: • 1 GMP pro Bewegungsklasse (z.B. Schlagwurf) • Invariant sind: • Sequencing:Reihenfolge der Muskeleinsätze • Relative Timing:Relative Zeitpunkte und -dauer • Relative forces:Relativer Krafteinsatz • Variabel sind: • Overall duration: Gesamtdauer • Overall forces: Absoluter Krafteinsatz

  17. Probleme der GMP-Theorie • Man findet keine biologischen Korrelate • Speicherproblem durch Vielfalt der Bewegungen, Freiheitsgrade • Wie erlernt man eine Bewegung? • Computer-Metapher

  18. Selbstorganisationstheorien Prinzip

  19. Grundannahmen der SO-Theorien • Motorik zu komplex, um von Satz Nervenimpulsen kontrolliert zu werden • Wahrnehmung, ZNS und Motorik permanent aktiv, einzelne Aktion immer anders eingebettet • Bewegungen sind meist Antworten auf Umwelt • Bewegungen werden durch Gegebenheiten der Umwelt (affordances) ermöglicht • Bewegung emergiert aus der Wechselwirkung mit Umwelt

  20. Selbstorganisationstheorien Gegensätze zu Programmtheorien

  21. Programm-Theorien • Ökologische Theorien • Grundannahme • Mensch-Maschine • Ökologische Einheit • Bewegungskontrolle • Top-Down, hierarchisch • Bottom-Up, heterarchisch • Bewegungsmuster • Motorische Programme, zentral gespeichert • Koordinationsmuster, selbstorganisierend • Bewegungsverlauf • programmiert • emergent • Rolle der Muskulatur • Befehlsempfänger • Bewegungsgestalter Gegensätze

  22. Programm-Theorien • Ökologische Theorien • Rolle des Lehrers • Programmierer • Arrangeur • Rolle des Schülers • passiv • autonom • Motorik • Variabilität • Computer • Dynamisches System • Fehler • Fluktuation • Umwelt • Störgröße • Auslöser Unterschiede

  23. The End

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