VL Bewegungswissenschaft 6. Motor Control: Traditionelle Theorien

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1 VL Bewegungswissenschaft 6. Motor Control: Traditionelle Theorien

2 Zuordnung der Betrachtungsweisen
Ganzheitliche Betrachtungsweisen Morphologie Systemdynamischer Ansatz Konnektionismus Bewegungs- Wissenschaftliche Betrachtungs- weisen Biomechanische Betrachtungsweise Fähigkeitsorientierte Betrachtungsweise Funktionale Betrachtungsweisen Informationsverarbeitungstheorien Funktionsanalysen Modularitätshypothese Außenaspekt Innenaspekt

3 Ein Bewegungs-Paradigma
Motorik Sensorik Umwelt Bewegung ZNS

4 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.

5 Open-loop vs. closed loop-Steuerung Regelkreismodelle Die GMP-Theorie
Programmpunkte Open-loop vs. closed loop-Steuerung Regelkreismodelle Die GMP-Theorie Kritik

6 Open- vs. closed loops

7 „Closed-loop“ Bewegungen
Closed-loop kontrollierte Bewegungen beruhen auf der Regelung durch sensorische Rückmeldungen während der Bewegung. Beispiel: Zielvorgang beim Sportschießen

8 Closed-loop-Modell der Bewegung
Steuerungs- zentrum Regelung Efferenzen: Ausgehende Signale Afferenzen: Eingehende Signale Re-Afferenzen: Afferenzen, die Reaktionen auf Efferenzen sind Bewegungskommandos Feedback Effektoren

9 Kritik am Closed-loop-Modell
Umwelt? Alles unter Kontrolle? Speicherungsproblem! Killerargument: Zeitproblem, da Reizleitung und Informationsverarbeitung biologisch Zeit brauchen

10 „Stop-before-eight“ Durch Fingerheben Zeiger vor Durchlaufen einer Marke stoppen! Außer: Zeiger stoppt selbst vorher! Grafik: X: Zeigerstopp in Millisekunden vor Marke Y: Prozent der Fälle mit unterdrückter Reaktion Slater-Hammel (1960)

11 „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

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

13 Closed: Open: Bilanz: Langsam, aufwändig Sicher, genau, änderungsfähig
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?

14 Regelkreismodelle

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

16 GMP-Theorie (generalisierte motorische Programme)

17 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?

18 Definition „motor program“
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

19 Bewegungen auch ohne periphere Rückmeldungen möglich (Tierversuche)
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

20 Definition Ein generalisiertes motorisches Programm (GMP) steuert eine ganze Klasse von Bewegungen und ist gekennzeichnet durch bewegungsübergreifende Merkmale (Invarianten) und bewegungsspezifische variable Merkmale (Parameter)

21 GMP-Theorie nach R.A. Schmidt:
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

22 Invarianten und Parameter
B C D Parametrisierung: kurz, kräftig A B C D GMP A B C D Parametrisierung: lang, schwach

23 Übergang vom Gehen zum Laufen
Beispiele Übergang vom Gehen zum Laufen Standwurf beim Basketball

24 ABC des Techniktrainings
Prinzip der Programmverkürzung A B C D Roth, 1990

25 ABC des Techniktrainings
Prinzip der Programmverkürzung A B C D Roth, 1990

26 ABC des Techniktrainings
Prinzip der Programmveränderung A B C D Roth, 1990

27 ABC des Techniktrainings
Prinzip der Programmveränderung A B C D Roth, 1990

28 Zahlreiche Belege für Invarianzen, aber
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

29 Golfbeispiel

30 Gegen Programme und explizite zentrale Repräsentationen sprechen:
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!

31 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.