Войти
Программа двигателя является абстрактным представлением движения, которое централизованно организует и контролирует множество степеней свободы, участвующие в выполнении действия. п. 182 Сигналы, передаваемые по эфферентным и афферентным путям, позволяют центральной нервной системе предвидеть, планировать или направлять движение. Доказательства концепции моторных программ включают следующее: p. 182
Это не означает недооценку важности информации обратной связи, просто используется другой уровень контроля, помимо обратной связи:
Гипотеза цепочки откликов или цепочки рефлексов, предложенная Уильямом Джеймсом (1890), была одним из самых ранних описаний управления движением. Эта гипотеза разомкнутого контура постулировала, что движения требуют внимания только для инициирования первого действия. п. 165 Таким образом, считалось, что каждое последующее движение автоматически запускается ответной афферентной информацией от мышц. Хотя в этот процесс вовлечена обратная связь, текущие движения не могут быть изменены при неожиданных изменениях в окружающей среде; обратная связь не сравнивается с некоторым внутренним эталонным значением для проверки ошибок. Однако исследования с участием глухих животных и людей показывают, что обратная связь не нужна для движения, поэтому гипотеза цепочки реакций дает неполное представление о контроле движений.
В отличие от гипотезы замкнутого цикла ответов, теория замкнутого цикла Адамса предполагала, что обработка афферентной информации является центральным элементом управления моторикой человека. Теория замкнутого цикла Адамса основана на фундаментальных исследованиях моторного обучения, которые сосредоточены на медленных, постепенных, линейных задачах позиционирования, которые включают обнаружение и исправление ошибок для достижения поставленных целей. Для обучения движению требуется «двигательная программа», состоящая из двух состояний памяти (т. Е. След памяти и след восприятия). Трасса памяти (эквивалентна воспоминанию при вербальном обучении) инициирует двигательное движение, выбирает его начальное направление и определяет самые ранние части движения. Усиление следа памяти является результатом практики и обратной связи о результатах движения (см. «Двигательное обучение»). Кроме того, перцепционный след (аналогичный памяти распознавания в вербальных задачах) участвует в ведении конечности в правильное положение по траектории. Это достигается путем сравнения входящей обратной связи с перцептивным следом, который формируется из сенсорных последствий того, что конечность находится в правильной / неправильной конечной точке в прошлом опыте. В случае ошибки конечность регулируется до тех пор, пока движение не будет соответствовать цели действия. Важно отметить, что чем точнее движение, тем полезнее собирается и сохраняется след восприятия.
Хотя эта теория представляла собой важный шаг вперед в исследованиях моторного обучения, одной из слабых сторон теории замкнутого цикла Адамса было требование отображения 1: 1 между сохраненными состояниями (моторными программами) и движениями, которые необходимо совершить. Это вызвало проблему, связанную с емкостью центральной нервной системы; широкий спектр движений потребует столь же большого хранилища моторных программ. Кроме того, эту теорию нельзя было использовать для объяснения того, как формировались моторные программы для новых движений.
Ранние теории моторных программ не учитывали в достаточной мере доказательства, иллюстрирующие влияние обратной связи на изменение текущего движения, в то же время обеспечивая подходящее объяснение хранения или применения моторных программ в новом движении. Следовательно, было разработано понятие обобщенной двигательной программы (GMP). п. 205 Предполагается, что GMP содержит абстрактное представление класса движений с инвариантными характеристиками, относящимися к порядку событий, относительному времени событий и относительной силе, с которой события создаются. Чтобы определить, как должно выполняться конкретное движение, в GMP указываются такие параметры, как общая продолжительность движения, общая сила сокращений и задействованные мышцы. Этот пересмотр концепции моторной программы позволяет производить множество различных движений с одной и той же моторной программой, а также производить новые движения путем задания новых параметров.
Ричард Шмидт (1975) предложил теорию схем для управления моторикой, предложив в противоположность теориям замкнутого цикла, что моторная программа, содержащая общие правила, может применяться к различным средам или ситуационным контекстам посредством вовлечения процесса управления разомкнутым циклом и GMP. п. 32 В теории Шмидта схема (психология) содержит обобщенные правила, которые генерируют пространственные и временные паттерны мускулов для создания определенного движения. п. 32 Следовательно, при изучении новых движений человек может сгенерировать новый GMP на основе выбора параметров (уменьшая проблему нового движения) или уточнять существующий GMP (уменьшая проблему хранения), в зависимости от предыдущего опыта движения и контекста задачи.
Согласно Шмидту, четыре вещи сохраняются в памяти после того, как человек генерирует движение:
Эта информация хранится в компонентах схемы двигательной реакции, которые включают схему отзыва и схему распознавания. Схема отзыва и распознавания прочно связана, поскольку они используют связь между начальным условием и фактическими результатами; однако они не изоморфны. Они отличаются тем, что схема отзыва используется для выбора конкретного ответа с использованием спецификаций ответа, тогда как схема распознавания используется для оценки ответа с сенсорными последствиями. На протяжении всего движения схема распознавания сравнивается с ожидаемой сенсорной информацией (например, проприоцептивной и экстроцептивной) от продолжающегося движения, чтобы оценить эффективность реакции. п. 32 Сигнал об ошибке отправляется после завершения движения, где схема затем изменяется на основе сенсорной обратной связи и знания результатов (см. Моторное обучение).
Теория схем показывает, что моторное обучение состоит из непрерывных процессов, которые обновляют схемы воспоминаний и распознавания при каждом совершаемом движении. п. 33
Альтернативную точку зрения на организацию и управление моторными программами можно рассматривать как вычислительный процесс выбора моторной команды (т. Е. Ввода) для достижения желаемой сенсорной обратной связи (т. Е. Выхода). Выбор команды двигателя зависит от многих внутренних и внешних переменных, таких как текущее состояние конечности (конечностей), ориентация тела и свойства предметов в среде, с которой тело будет взаимодействовать. Учитывая огромное количество возможных комбинаций этих переменных, система управления двигателем должна быть способна предоставить соответствующую команду для любого заданного контекста. Одна из стратегий выбора подходящих команд включает модульный подход; существует несколько контроллеров, так что каждый контроллер подходит для одного или небольшого набора контекстов. На основе оценки текущего контекста выбирается контроллер для генерации соответствующей команды двигателя.
Эта модульная система может использоваться для описания как управления двигателем, так и обучения двигателю и требует адаптируемых внутренних прямых и обратных моделей. Прямые модели описывают прямую или причинно-следственную связь между входами системы, предсказывая сенсорную обратную связь, которая произойдет. Инверсные модели (контроллеры) генерируют команду двигателя, которая вызовет желаемое изменение состояния в контексте окружающей среды. Во время моторного обучения прямая и обратная модели сопряжены и тесно связаны сигналом ответственности внутри модулей. Используя прогнозы прямой модели и сенсорные контекстные подсказки, сигналы ответственности указывают степень, в которой каждая пара должна нести ответственность за управление текущим поведением.
Ошибки в достижении цели обычно обнаруживаются у пациентов с дегенерацией мозжечка. Это говорит о том, что их двигательные команды не предикативно компенсируют моменты взаимодействия, присущие многосуставному движению. Чтобы понять это, было проведено несколько направлений исследований с доказательствами того, что это нарушение может быть вызвано неправильной обратной моделью:
Обладая этими знаниями, эксперимент, проведенный Смитом и Шадмером (2005), продемонстрировал нарушенную способность субъектов мозжечка изменять двигательные команды для компенсации приложенных силовых полей в ходе испытания (т.е. изменять текущее движение), а также использовать эту ошибку для обновления следующее испытание (т. е. изменения в следующем испытании не были связаны с ошибкой предыдущего испытания). Это согласуется с предыдущей работой Mascheke et al. (2004), которые иллюстрировали людей с дегенерацией мозжечка, испытывали трудности с адаптацией двигательных команд при изменении динамики конечностей.
Рефлексивное, срабатывающее и произвольное движение
Скорость, точность, сложность движений
