VL Trainings- und Bewegungswissenschaft 10. Motor Control

Präsentation zum Thema: "VL Trainings- und Bewegungswissenschaft 10. Motor Control"—  Präsentation transkript:

1 VL Trainings- und Bewegungswissenschaft 10. Motor Control

2 Anatomische Grundlagen
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 Typisch: 10.000 Synapsen je Zelle
Gehirn, Aufbau grob 1,3 kg schwer Ca Nervenzellen Typisch: 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 Entstehung einer (Willkür-)Bewegung
Limbisches System Emotionen, Antrieb, Gedächtnis, Stimmung Hippocampus (Kortex) und Stammhirnstrukturen Assoziations- System Assoziationskortex (Wahr- nehmung, Entscheidung) Bewegungsentschluß, Auswahl Alternativen Obere Mittlere Untere Motorische Ebene Projektions- System Sensomotorischer Kortex, Kleinhirn, Basalganglien, subkortikale Kerne Rohbefehl, Efferenz-kopien, Programme Spinales System Absteigende Bahnen, Inter- und Motoneurone Zentrale Befehle und Verschaltungen Skelett- muskel Muskelfasern, Muskel-spindeln, Golgi-Organe Kontraktionen, Rückkopplungen

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

11 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

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

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

15 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

16 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

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

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

23 The End