VL Bewegungswissenschaft6. Motor Control: Traditionelle Theorien
Zuordnung der Betrachtungsweisen Ganzheitliche Betrachtungsweisen Morphologie Systemdynamischer Ansatz Konnektionismus Bewegungs- Wissenschaftliche Betrachtungs- weisen Biomechanische Betrachtungsweise Fähigkeitsorientierte Betrachtungsweise Funktionale Betrachtungsweisen Informationsverarbeitungstheorien Funktionsanalysen Modularitätshypothese Außenaspekt Innenaspekt
Sensorik Bewegung Ein Bewegungs-Paradigma Motorik Umwelt ZNS
Informationsverarbeitungsansätze • In Informationsverarbeitungsansätzen wird der Mensch nach dem technischen Vorbild des Computers als Prozessor von Informationen aufgefasst. Im Mittelpunkt der Betrachtungen stehen Aspekte der Speicherung, Kodierung, Transformation und des Abrufs verhaltensrelevanter Informationen.
Programmpunkte • Open-loop vs. closed loop-Steuerung • Regelkreismodelle • Die GMP-Theorie • Kritik
Open- vs. closed loops
„Closed-loop“ Bewegungen • Closed-loop kontrollierte Bewegungen beruhen auf der Regelung durch sensorische Rückmeldungen während der Bewegung. • Beispiel: Zielvorgang beim Sportschießen
Closed-loop-Modell der Bewegung Steuerungs-zentrum Regelung Efferenzen: Ausgehende SignaleAfferenzen:Eingehende Signale Re-Afferenzen:Afferenzen, die Reaktionenauf Efferenzen sind Bewegungskommandos Feedback Effektoren
Kritik am Closed-loop-Modell • Umwelt? • Alles unter Kontrolle? • Speicherungsproblem! • Killerargument: Zeitproblem, da Reizleitung und Informationsverarbeitung biologisch Zeit brauchen
„Stop-before-eight“ • Durch Fingerheben Zeiger vor Durchlaufen einer Marke stoppen!Außer: Zeiger stoppt selbst vorher! • Grafik:X: Zeigerstopp in Millisekunden vor MarkeY: Prozent der Fälle mit unterdrückter ReaktionSlater-Hammel (1960)
„Closed-loop“ Bewegungen • Open-loop kontrollierte Bewegungen basieren auf Muskelinstruktionen, die vollständig vor Bewegungsbeginn festgelegt werden. Sensorische Rückmeldungen während der Bewegung werden nicht wirksam. • Beispiel: Schlagbewegung des Schlagarms beim Angriffsschlag im Volleyball
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
Bilanz open-closed • Closed: • Langsam, aufwändig • Sicher, genau, änderungsfähig • Open: • Nicht änderbar, vorprogrammiert • Schnell • Bilanz: • Feedback auf unterschiedlichen Hierarchien • Gemischte Strategien wahrscheinlich • Konsequenzen für die Vermittlung?
Regelkreismodelle
Handlungsziel Programmierung Soll-Istwert-Vergleich Informationsaufbereitung (Afferenzsynthese) Steuerung-Regelung (efferente Impulsgebung) Bewegungsausführung Umwelt (Boden, Geräte, Wasser, Schnee) Störgrößen Regelkreis der Bewegungskoordination
GMP-Theorie(generalisierte motorische Programme)
Zentrale Repräsentationen • Wenn Bewegungen gesteuert und Efferenzen und Afferenzen verglichen werden können, dann muss es • Zentrale Repräsentationen + • Motorische Programme • geben! • Stimmt das? • Wie sehen die aus?
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
Existenzbeweise • Bewegungen auch ohne periphere Rückmeldungen möglich (Tierversuche) • Bewegungen auch ohne Üben erlernbar (Lernen auf Anhieb) • Schnelle Bewegungen ohne Reafferenzen (open loop) • Bewegungen mit unterschiedlichen Muskelgruppen ausführbar (Schreiben mit links, mit Fuß, mit Mund) • Automatisierte Bewegungen
Definition • Ein generalisiertes motorisches Programm (GMP) steuert eine ganze Klasse von Bewegungen und ist gekennzeichnet durch bewegungsübergreifende Merkmale (Invarianten) und bewegungsspezifische variable Merkmale (Parameter)
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
GMP A A A Parametrisierung:kurz, kräftig B B B C C C D D D Parametrisierung:lang, schwach Invarianten und Parameter
Beispiele • Übergang vom Gehen zum Laufen • Standwurf beim Basketball
A B C D ABC des Techniktrainings Prinzip der Programmverkürzung Roth, 1990
A B C D ABC des Techniktrainings Prinzip der Programmverkürzung Roth, 1990
A B C D ABC des Techniktrainings Prinzip der Programmveränderung Roth, 1990
A B C D ABC des Techniktrainings Prinzip der Programmveränderung Roth, 1990
Empirische Evidenzen • Roth, 1989:Programmentscheidungen brauchen länger als Parameterentscheidungen • Zahlreiche Belege für Invarianzen, aber • Methodische Probleme • Immunisierung, d.h. immer gültige Erklärung für widersprüchliche Befunde • Gegenbelege für viele Bewegungsklassen • Bilanz: Relative Timing eher fakultativ als obligatorisch
Golfbeispiel
Gegenargumente • Gegen Programme und explizite zentrale Repräsentationen sprechen: • Speicherproblem • Erlernen von Bewegungen • Physiologische Korrelate • Modellbildung: Computer-Metapher • Es gibt in der Sportwissenschaft eine Falle, in die man tappen kann: Man leitet aus Theorien praktische Hinweise ab, die plausibel sind, aber dann wird die Theorie erschüttert! • Mehr beim nächsten Mal!
Literaturhinweise • WIEMEYER, J. (1994). Motorische Kontrolle und motorisches Lernen im Sport. Grundlagen und Probleme der Theorie der generalisierten motorischen Programme I. Sportpsychologie, 6 (1), 2-11. • WIEMEYER, J. (1994). Motorische Kontrolle und motorisches Lernen im Sport. Grundlagen und Probleme der Theorie der generalisierten motorischen Programme II. Sportpsychologie, 6 (2), 5-12. • ROTH, K. (1990). Ein neues „ABC“ für das Techniktraining im Sport. Sportwissenschaft, 20, (1) 9-26.
