VL Bewegungswissenschaft VL Bewegungswissenschaft 7. Motor Control: Etablierte Theorien.

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1 VL Bewegungswissenschaft VL Bewegungswissenschaft 7. Motor Control: Etablierte Theorien

2 MC: Etabliertes Themen Open-loop vs. closed loop-Steuerung Regelkreismodelle Die GMP-Theorie Praktische Konsequenzen Kritik

3 Open- vs. closed loops

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

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

6 MC: Etabliertes 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)

7 MC: Etabliertes Open-loop-Modell der Bewegung Steuerungs- zentrum Effektoren Bewegungskommandos Steuerung Efferenzen: Ausgehende Signale Bei sehr kurzen Bewegungen, t < 150-200msec z.B. Würfe, Schläge, Sprünge, ballistische Bewegungen

8 Regelkreismodelle

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

10 GMP-Theorie (generalisierte motorische Programme)

11 MC: Etabliertes 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?

12 MC: Etabliertes 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

13 MC: Etabliertes Existenzbeweise Bewegungen auch ohne periphere Rückmeldungen möglich Bewegungen auch ohne Üben erlernbar Schnelle Bewegungen ohne Reafferenzen Bewegungen mit unterschiedlichen Muskelgruppen ausführbar Automatisierte Bewegungen

14 MC: Etabliertes 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

15 MC: Etabliertes Invarianten und Parameter A B C D GMP A B C D Parametrisierung: kurz, kräftig A B C D Parametrisierung: lang, schwach

16 MC: Etabliertes Empirische Evidenzen Roth, 1989: Programmentscheidungen brauchen länger als Parameterentscheidungen Zahlreiche Belege für Invarianzen, aber Methodische Probleme Immunisierung, d.h. immer gültige Erklärung für widerspruchliche Befunde Gegenbelege für viele Bewegungsklassen

17 MC: Etabliertes Golfbeispiel

18 Gegenargumente Gegen Programme und zentrale Repräsentationen sprechen: Speicherproblem Erlernen von Bewegungen Physiologische Korrelate Modellbildung: Computer-Metapher