運(yùn)動技能學(xué)習(xí)與控制課件第五章運(yùn)動中的中樞控制

第五章運(yùn)動中的中樞控制學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，理解：1.開環(huán)控制與閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別2.中樞控制的機(jī)制3.動作程序的概念關(guān)鍵概念中樞模式發(fā)生器（CentralPatternGenerator,CPG）動作程序（motorprogram）一般動作程序(generalizedmotorprogram,GMP)第一節(jié)中樞控制與開環(huán)控制系統(tǒng)一、開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋，動作過程中，無法修正和改正錯誤。開環(huán)控制適用于穩(wěn)定的、可預(yù)料的、將要發(fā)生的、不需要修正和調(diào)整的動作。效應(yīng)器系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)輸出目標(biāo)輸入一、開環(huán)控制系統(tǒng)反應(yīng)鏈說一、開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)1.適用于快速動作技能2.注意需求小1.適用于沒有練習(xí)過的技能2.可以在做動作的時候修正動作3.可以高精度的完成動作缺點(diǎn)1.對于沒有練習(xí)過的技能無效2.對于不可預(yù)測、不斷變化的環(huán)境無效。1.需要注意2.需要更多的計劃和執(zhí)行時間二、中樞控制機(jī)制中樞模式發(fā)生器能夠產(chǎn)生固定動作方式的中樞指令。例如，心臟跳動、呼吸以及步態(tài)等節(jié)律運(yùn)動神經(jīng)元1被激活，隨之激活2，直至元4也被激活。這一簡單模型有助于說明節(jié)律活動的產(chǎn)生，如動物的步態(tài)或呼吸活動。二、中樞控制機(jī)制實(shí)驗(yàn)中切斷貓的中腦與脊髓相連接部分。當(dāng)電刺激被截斷脊髓，貓會在跑步機(jī)上行走，類似貓的正常運(yùn)動。當(dāng)加快跑步機(jī)的速度，貓走的會更快甚至小跑或飛奔起來。行走需要來自高級中樞的激活，一旦啟動，屈肌和伸肌模式將繼續(xù)運(yùn)動，不再需上層中樞的參與。此時腦已不能感知肢體的活動，所以行走動作與反饋活動也無關(guān)。第二節(jié)動作程序理論在產(chǎn)生動作之前，于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)準(zhǔn)備而成的抽象的記憶結(jié)構(gòu)。在動作過程中，不需依賴感覺反饋來設(shè)計整個動作流程、或引發(fā)整個動作。一、動作程序的概念動作程序所載錄的訊息

需要哪些肌肉肌肉收縮的順序不同肌肉收縮間的相對時間每塊肌肉收縮所產(chǎn)生的力量支持動作程序的證據(jù)反應(yīng)時研究當(dāng)動作越來越復(fù)雜時，反應(yīng)時也越長，表明在動作之前中樞需要更多的時間才能把動作組合在一起，說明動作前大腦做了某些處理，從而預(yù)示動作程序的存在。支持動作程序的證據(jù)去感覺神經(jīng)研究對猴子前肢的傳入神經(jīng)切除后，四肢能夠活動但會在一些需要精細(xì)操作的活動中存在不足。反饋可以增強(qiáng)行動的準(zhǔn)確性，但不是運(yùn)動發(fā)生的必要條件。這些證據(jù)表明，去感覺反饋的運(yùn)動肯定是開環(huán)控制系統(tǒng)，支持動作程序理論。支持動作程序的證據(jù)手臂的機(jī)械制動研究實(shí)驗(yàn)要求被試快速移動機(jī)械臂，并測試上肢肌電活動。紅色為正常情況藍(lán)色為機(jī)械臂突然制動肢體不能發(fā)生移動，但肌電模式幾乎一樣說明對于快速運(yùn)動，中樞預(yù)選組織好了肌電活動，一定時間內(nèi)不接受感覺反饋信息的修正二、動作程序理論存在的問題三、一般動作程序一般運(yùn)動程序指一類運(yùn)動在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)共有的抽象記憶結(jié)構(gòu)。一般運(yùn)動程序控制的是一類運(yùn)動（如投擲），而不是一種特定運(yùn)動（如棒球、標(biāo)槍等）。為了實(shí)現(xiàn)某種特定的運(yùn)動，需要向一般運(yùn)動程序添加一些的參數(shù)，以確定如何在特定的情況下執(zhí)行程序。選擇不同的參數(shù)將改變運(yùn)動結(jié)果一般運(yùn)動程序包括固有特征與參數(shù)（可變特征）（一）固有特征與參數(shù)固有特征是指限定一般動作程序的獨(dú)有特征，是不隨所要完成動作變化而變化的。各部分的順序相對時間相對力量參數(shù)是相對表面的、容易變化的特征?？偝掷m(xù)時間總力量肌肉選擇一般運(yùn)動程序的固有特征與參數(shù)固有特征(不可變)參數(shù)（可變）順序肌肉選擇相對時間總時間相對力量總力量一般運(yùn)動程序的證據(jù)不同速度下走、跑步態(tài)周期中4個階段的相對時間持續(xù)總時間（即速度）是可變參數(shù)每部分的相對時間保持穩(wěn)定，是固有參數(shù)一般運(yùn)動程序參數(shù)的修改

動作時間的變化動作幅度的變化使用不同的身體部位（二）圖式理論圖式是對生活中的事物的大量事例的抽象，總結(jié)了事物的重要特征如當(dāng)看到從未見過的樹時，雖然不知道名稱，但是基于頭腦中的圖式，可以斷定它是“樹”動作圖式理論一般動作程序動作反應(yīng)圖式特定情境下的規(guī)則（參數(shù)）圖式理論可以解釋如何成功完成一項(xiàng)以前從未練習(xí)過的技能第三節(jié)運(yùn)動中的中樞控制一、驚嚇動作驚嚇反應(yīng)人對一個無預(yù)期的大聲做出的反應(yīng)就是驚嚇反應(yīng)自動快速的全身反應(yīng)，包括快速眨眼和頸部肌肉收縮無意識參與驚嚇提高了反應(yīng)速度動作程序儲存在皮質(zhì)下中樞，驚嚇刺激阻斷了意識加工，打亂了個體對動作的安排，使動作程序提前啟動了。二、抑制動作抑制動作在動作啟動前、后，企圖停止動作計劃的行為有些動作能夠抑制成功有些動作無法抑制，一旦開始就無法停止可能1：是開環(huán)控制系統(tǒng)，不需要反饋可能2：反饋加工太慢，抑制動作指令發(fā)出之前，動作已結(jié)束抑制動作實(shí)驗(yàn)成