05_Motor_Control_Wahrnehmung___Steuerung
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VL Bewegungswissenschaft 5. Motor Control: Wahrnehmung und Steuerung MC: Wahr & Steu Programm Wahrnehmung 1. Grundlagen der Sensorik 2. Sinnesleistungen im Sport • Visuelles System • Gleichgewichtssystem 3. Antizipation & Automatisation Steuerung 1. Gehirn, Anatomie 2. Bewegungssteuerung Gehirn und Rückenmark Motorische Einheiten Neuromuskuläre Kopplung 3. Bilanz Ein Bewegungs-Paradigma ZNS Bewegung Umwelt MC: Wahr & Steu MC: Wahr & Steu Anatomie Wahrnehmung 1. Grundlagen der Sensorik MC: Wahr & Steu Sensorik: Überblick Sensorische Systeme Visuelles System Vestibuläres System Somatosensorik • Mechanorezeption • Propriozeption • Thermorezeption Akustisches System Sonstige: Geschmackssinn, Geruchssinn, Durstempfindung, Hungerempfindung, Enterozeption Somatosensorik MC: Wahr & Steu Somatosensorik Organe der Somatosensorik Kälte- und Wärmerezeptoren (Haut) Druckrezeptoren (Haut) Schmerzrezeptoren Dehnungsrezeptoren (Golgi-Sehnenorgane) Spannungsrezeptoren (Muskelspindeln) MC: Wahr & Steu Haut mit Organellen MC: Wahr & Steu Mechanorezeptoren der Haut 2. Sinnesleistungen im Sport Visuelles System MC: Wahr & Steu Visuelles System Das Auge MC: Wahr & Steu Visuelles System Okulomotorik MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Visuelles System: Orientierung Antizipation Erfassung von Fremdbewegungen Kontrolle der Eigenbewegung Bewegungsbeurteilung MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Zentrales vs. peripheres Sehen Kontrolle von Mitspieler- und Gegenspieler Synchron-optische Sehanforderungen Räumliches Auflösungsvermögen Zeitliches Auflösungsvermögen MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Räumliches Sehen Entfernungsabschätzung zum Beobachter Abstandsabschätzung zwischen Objekten MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Bewegungssehen Visuelle Wahrnehmung von Bewegung Wahrnehmungsperspektive Dynamische Sehschärfe Afferente vs. Efferente Bewegungswahrnehmung MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport A = afferente Bewegungswahrnehmung B = efferent-kontrollierte Bewegungswahrnehmung 2. Sinnesleistungen im Sport Gleichgewicht MC: Wahr & Steu Gleichgewichtssinn Bogengänge Sinneshärchen Dreidimensionale Lage- und Bewegungserfassung Vorhof Statolithen-Körper Beschleunigungserfassung MC: Wahr & Steu Ohr, grob MC: Wahr & Steu Vestibularapparat MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport „Gleichgewichtsfähigkeit“ Fähigkeit des Menschen, als mehrgliedriges lebendes System, bestimmte Gleichgewichtszustände zu erhalten oder zu erlangen. Physikalisch: • Stabiles Gleichgewicht • Labiles Gleichgewicht • Indifferentes Gleichgewicht MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Unterscheidungsmöglichkeiten in der Mechanik Stabiles Gleichgewicht Labiles Gleichgewicht Indifferentes Gleichgewicht MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Gleichgewichtsanforderungen: • Effizientes Verhalten im Alltag • Labiler, begrenzter oder sich bewegender Untergrund • Drehungen um Längs-, Breiten- und Tiefenachse • Während und nach unterschiedlichsten Störungen • Bei schnellen Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen • In der stützlosen Flugphase MC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Besonderheiten im Sport: • Schwankungen werden in Kauf genommen (Beispiel Ski) • Unzureichende Begriffsbestimmung der Mechanik • Überschätzung der Analogie zwischen Bio- und Starrkörpermechanik • Spezifische Gleichgewichtsregulation in verschiedenen Bewegungsaufgaben • Fähigkeitseigenschaft nicht attestierbar (Olivier) 3. Antizipation & Automatisation MC: Wahr & Steu Geschlossene Fertigkeiten Sinnesleistungen im Sport Offene Fertigkeiten relativ konstante Umweltbedingungen (closed skills) variable Umweltbedingungen (open skills) Automatisierung Antizipation Antizipation MC: Wahr & Steu Antizipation Begriffsbestimmung Explizite und implizite Vorwegnahme von Handlungsbedingungen in einer sich dynamisch verändernden Umwelt MC: Wahr & Steu Antizipation Beispiel: Hochfrequenzaufnahmen Ball MC: Wahr & Steu Antizipation Automatisation MC: Wahr & Steu Begriffsbestimmung Automatisation Verminderter kognitiver Aufwand bei der Bewegungsregulation, eine geringere Störanfälligkeit gegenüber Umwelteinflüssen und eine Festigung und Individualisierung des Bewegungsmusters im Zuge des Lernprozesses. MC: Wahr & Steu Automatisation Primäre Automatisation Repertoire funktionaler Koordinationsleistungen, die nicht erlernt werden müssen. • Automatismen in den neuronalen Verschaltungen von Muskeln, Sinnesorganen und Teilen des ZNS (Rückenmark, Hirnstamm) • ohne Willenseinfluss • Entlastung des Bewusstseins und des Arbeitsgedächtnisses • durch Reizintensität bestimmt MC: Wahr & Steu Automatisation Sekundäre Automatisation • Expropriozeption und Bereitschaftsinnervation • Direkte Parameterspezifikation • Strukturelle Verlagerung MC: Wahr & Steu Automatisation Achtung! In der Psychologie wird Automatisation so definiert, dass ein Verhalten automatisiert ist, wenn es durch das gleichzeitige Ausführen eines anderen Verhaltens nicht gestört wird (Doppelaufgabenparadigma!) Dies trifft im Sport nicht zu! Steuerung 1. Gehirn, Anatomie MC: Wahr & Steu Gehirn, Aufbau grob • 1,3 kg schwer • Ca. 1010 Nervenzellen • Typisch: 10.000 Synapsen je Zelle • Sitz von Bewußtsein und Persönlichkeit • Leib-Seele-Problem MC: Wahr & Steu Gehirn, Aufbau Detail MC: Wahr & Steu Stammhirn MC: Wahr & Steu Nervenzellen und Synapsen 2. Bewegungssteuerung Gehirn und Rückenmark MC: Wahr & Steu Entstehung einer 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 MC: Wahr & Steu • Kortiko-spinale Neuronen • 1 Million Stück • 60% aus Motor-Kortex • 40% aus Ass.-Kortex • Einige aus limb. System • Unterwegs: Verschaltungen, Efferenzkopien • Leitungsgeschwindigkeit: 70-80 m/s Pyramidenbahn MC: Wahr & Steu Rückenmark Motorische Einheiten MC: Wahr & Steu • Mot. Einheit = Motoneuron + die von ihm innervierten Muskelfasern • Motoneuron integriert Erregungen • Feuert, wenn Schwelle überschritten • Alles-oder-nichts-Prinzip • Frequenzmoduliert Motorische Einheiten MC: Wahr & Steu Motorische Endplatten MC: Wahr & Steu Skelettmuskeln Neuromuskuläre Kopplung MC: Wahr & Steu Kernsackfaser Kernkettenfaser Muskelspindel g-Spindelneuronen efferent, langsam II-Spindelneuron afferent, langsam Ia-Spindelneuron afferent, schnell MC: Wahr & Steu Neuromuskuläres Regelsystem g-Efferenz a-Efferenz Muskelfaser g a Muskelspindel Rückenmark Ia-Afferenz GolgiSehnenorgan Ib-Afferenz Bilanz Ein Bewegungs-Paradigma ZNS Bewegung Umwelt MC: Wahr & Steu MC: Wahr & Steu Noch ein Bewegungs-Paradigma Umwelt Sensorik ZNS Motorik Bewegung
