10_BW_Motor_Control
Werbung
VL Trainings- und Bewegungswissenschaft 10. Motor Control BW Motor Control Programm 1. Anatomische Grundlagen • • Vom Gehirn zum Muskel Wie entsteht eine Willkürbewegung? 2. Programmtheorien • • Regelkreise, open-loop & closed loop Regelung Theorie generalisierter motorischer Programme 3. Selbstorganisationstheorien • • Prinzip Gegensätze zu Programmtheorien Anatomische Grundlagen Vom Gehirn zum Muskel BW Motor Control Gehirn, Aufbau grob • 1,3 kg schwer • Ca. 1010 Nervenzellen • Typisch: 10.000 Synapsen je Zelle • Sitz von Bewußtsein und Persönlichkeit • Leib-Seele-Problem BW Motor Control Gehirn, Aufbau Detail BW Motor Control Rückenmark BW Motor Control • Mot. Einheit = Motoneuron + die von ihm innervierten Muskelfasern • Motoneuron integriert Erregungen • Feuert, wenn Schwelle überschritten Motorische Einheiten Anatomische Grundlagen Wie entsteht eine WillkürBewegung? BW Motor Control Entstehung einer (Willkür-)Bewegung AssoziationsSystem Assoziationskortex (Wahrnehmung, Entscheidung) Rohbefehl, Efferenzkopien, Programme ProjektionsSystem Sensomotorischer Kortex, Kleinhirn, Basalganglien, subkortikale Kerne Zentrale Befehle und Verschaltungen Spinales System Absteigende Bahnen, Inter- und Motoneurone Kontraktionen, Rückkopplungen Skelettmuskel Muskelfasern, Muskelspindeln, Golgi-Organe Untere Bewegungsentschluß, Auswahl Alternativen Mittlere Hippocampus (Kortex) und Stammhirnstrukturen Obere Limbisches System Motorische Ebene Emotionen, Antrieb, Gedächtnis, Stimmung Programmtheorien Regelkreise, open-loop & closed loop Regelung BW Motor Control Closed-loop-Modell der Bewegung Regelung Steuerungszentrum Efferenzen: Ausgehende Signale Afferenzen: Eingehende Signale Re-Afferenzen: Afferenzen, die Reaktionen auf Efferenzen sind Effektoren BW Motor Control Open-loop-Modell der Bewegung Steuerung Steuerungszentrum Efferenzen: Ausgehende Signale Bei sehr kurzen Bewegungen, t < 150-200msec z.B. Würfe, Schläge, Sprünge, „ballistische“ Bewegungen Effektoren BW Motor Control Regelkreis der Bewegungskoordination Handlungsziel Programmierung Soll-Istwert-Vergleich Steuerung-Regelung (efferente Impulsgebung) Störgrößen Informationsaufbereitung (Afferenzsynthese) Bewegungsausführung Umwelt (Boden, Geräte, Wasser, Schnee) Programmtheorien Theorie generalisierter motorischer Programme (GMP-Theorie) BW Motor Control 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 BW Motor Control 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 BW Motor Control Probleme der GMP-Theorie 1. Man findet keine biologischen Korrelate 2. Speicherproblem durch Vielfalt der Bewegungen, Freiheitsgrade 3. Wie erlernt man eine Bewegung? 4. Computer-Metapher Selbstorganisationstheorien Prinzip BW Motor Control • • • • • 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 Selbstorganisationstheorien Gegensätze zu Programmtheorien BW Motor Control Gegensätze 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 BW Motor Control Unterschiede Programm-Theorien Ökologische Theorien Motorik Computer Dynamisches System Umwelt Störgröße Auslöser Variabilität Fehler Fluktuation Rolle des Lehrers Programmierer Arrangeur Rolle des Schülers passiv autonom The End
