کنترل حرکات هماهنگ

کنترل حرکات هماهنگ

اسلاید 1: «بسم الله الرحمن الرحیم»تهیه و تنظیم: عبدالعلی زادهکنترل حرکات هماهنگبخش دوم کتاب یادگیری حرکتیریچارد ای مگیل

اسلاید 2: حرکات هماهنگبرای اینکه ما بتوانیم فعالیت های مختلف را به صورت صحیح انجام دهیم، بایستی عملکرد عضلات و مفاصل مختلف را هماهنگ کنیم. به عبارتی برای انجام یک حرکت خاص باید مفاصل و عضلات خاص آن حرکت درگیر شوند.

اسلاید 3: هماهنگی(coordination) هماهنگی طرح یابی بدن و اندام ها در اتباط با اشیاء و رخدادهای محیطی است. (توروی1990)

اسلاید 4: (Degrees of freedom problem)* هماهنگی فرایندی است که از طریق آن برای مهارت یافتن در کاری باید درجات آزادی را به کمترین مقدار تقلیل داد. اسپارو sparrow(1992) مسئله درجات آزادی* مساله درجات آزادی زمانی پیش می آید که یک دستگاه پیچیده برای ایجاد نتیجه مشخص نیاز به سازماندهی دارد.* درجات آزادی هر دستگاه، تعداد عناصر یا اجزای مستقل دستگاه را نشان می دهد.

اسلاید 5: نظریه های کنترل حرکتی * هدف نظریه های کنترل حرکتی: پیشنهاد قوانین و اصول حاکم بر رفتار حرکتی هماهنگ انسان است.* طبقه بندی نظریه های کنترل حرکتی: براساس اهمیت نسبی است که به اطلاعات فراهم شده توسط اجزای مرکزی دستگاه کنترل و محیط می دهند. نظریه های کنترل با توجه به مورد فوق به دو دسته کلی برنامه حرکتی و سیستمهای پویا تقسیم می شوند.

اسلاید 6: * برنامه حرکتی یعنی ساختاری که در حافظه قرار دارد و حرکات هماهنگ را کنترل می کند. * تعریف برنامه حرکتی: مجموعه ای از فرامین عضلانی که قبل از شروع حرکت بدون تاثیر از شرایط محیطی و بازخورد توالی و ترتیب حرکت را مشخص می کنند.*اشکالات وارده بر نظریه برنامه حرکتی 1- انباشتن 2- بدیع بودنبرنامه حرکتی(motor program)

اسلاید 7: اشمیت پیشنهاد کرد که یک برنامه حرکتی تعمیم یافته، به جای یک حرکت یا دسته ای از حرکات خاص یک طبقه از اعمال را کنترل می کند. که هر طبقه با یک سری ویژگیهای مشترک اما منحصر به فرد تعریف می شود.(وجوه جوهری) برنامه حرکتی تعمیم یافته

اسلاید 8: *زمانبندی نسبی اجزای مهارت*نیروی نسبی در اجرای مهارت*ترتیب وتوالی اجزاءویژگیهای تغییرناپذیرآماره ها* زمان کلی* نیروی کلی * ...

اسلاید 9: زمانبندی نسبی

اسلاید 10: طرحواره یک قانون یا مجموعه ای از قوانین است که جهت فراهم سازی پایه ای برای یک تصمیم به کار گرفته می شود. طرحواره با جدا کردن قطعات مهم اطلاعات از تجربیات مربوط و ترکیب آنها با یکدیگر به شکل قانون شکل گرفته است. * برنامه حرکتی تعمیم یافته (حل مشکل انباشتن) سازوکار کنترلی مسئول نظارت و تنظیم ویژگیهای عمومی طبقات است.* طرحواره یادآوری یا پاسخ حرکتی(حل مشکل بدیع بودن) فراهم کردن قوانین ویژه حاکم بر یک عمل در موقعیتی معین. طرحوارهنظریه طرحواره اشمیت

اسلاید 11: حمایت از کنترل حرکات بوسیله برنامه حرکتی 1) کنترل دقیق اندام در غیاب بازخورد حسی2) مشکل متوقف کردن حرکت برنامه ریزی شده3) آماده سازی حرکت قبل از اجرا4) الگوی EMG در اندام هایی که به طور غیر منتظره حرکتشان سد شود تا 100 هزارم ثانیه طبیعی است.

اسلاید 12:

اسلاید 13: آزمودن ویژگی تغییرناپذیر زمان بندی نسبی

اسلاید 14: این دیدگاه مقابل نظریه کنترل حرکت براساس برنامه حرکتی است. کنترل حرکتی انسان همانند یک نظام پیچیده باید از زوایه دینامیک غیر خطی ملاحظه شود. یعنی تغییرات رفتاری طی زمان از یک پیشروی خطی پیروی نمی کنند.یک دستگاه در طی زمان و در نتیجه تأثیر یک متغییر خاص از یک وضعیت باثبات به وضعیت باثبات دیگری تغییر می کند.. نظریه نظام های پویا

اسلاید 15: مدل قیود کارل نیوول(1986)ارگانیسمحرکات هماهنگتکلیفمحیط

اسلاید 16: تغییرات غیر خطی در رفتار انسان آزمایش های کلسو و شولز(1984) این مساله را به خوبی اثبات می کند. در این آزمایش گروههای عضلانی انگشت سبابه چپ و راست به صورت غیر همسان حرکت می کردند. با افزایش سرعت، انگشتان به یک رابطه این فاز رسیدند. این آزمایش نتیجه گرفت انتقال بین وضعیت باثبات برون مرحله و هم مرحله غیر ارادی و منطبق با یک سرعت بحرانی بود. در سرعت های کمتر فقط حرکات برون مرحله و در سرعت های بیشتر فقط حرکات هم مرحله رخ داد. نتیجه اینکه با افزایش خطی سرعت حرکت, تغییر غیر خطی در انواع حرکت بوجود می آید.

اسلاید 17:

اسلاید 18: ثبات و جاذب ها ثبات به حالت پایای رفتاری در یک نظام اشاره دارد و با مفهوم تغییر ناپذیری تفاوت دارد، ثبات تغییرپذیری را نیز در بر می گیرد بدین معنی که وقتی در یک نظام اندکی آشفتگی و اختلال بوجود آید خود به خود آن نظام به یک وضعیت باثبات باز می گردد.جاذب ها وضعیت های رفتاری ترجیحی و مورد تمایل هستند. وقتی نظامی بر اثر افزایش مداوم یک آماره کنترل به شدت دچار آشفتگی شود, وضعیت جاذب تا نقطه ای ضعیف می شود که یک وضعیت جذب کننده دیگر رفتار را تحت تاثیر قرار داده تا یک الگوی رفتاری جدید شکل گیرد.

اسلاید 19: متغیرهای مشترکمتغیرهای مشترک: متغییرهای مسئول و مرتبط با هماهنگی هستند. این متغییرها الگوی هماهنگ حرکت را که می تواند مجدداً تولید شده و از الگوهای دیگر تشخیص داده شوند را بوجود می آورند.آماره های کنترلاین آماره ها آزادانه و بدون محدودیت مطابق با ویژگی های خاص یک موقعیت تغییر می کنند که شامل متغییرهایی مانند: سرعت، نیرو و... می باشند. محققین برای تعیین اصول هماهنگی آماره های کنترل را به طور منظم تغییر می دهند و سپس متغییر مشترک را مشاهده می کنند تا تغییر در ثبات را مشخص نمایند.

اسلاید 20: اصول اساسی سیستم پویا1) خود سازمانی (Self-organization): وقتی شرایط معینی مشخصه یک موقعیت باشد الگوی پایدار بخصوصی از رفتار شکل می گیرد.2) ساختار هماهنگ(Synergy): عمل ماهرانه زمانی انجام می شود که دستگاه عصبی عملاً همکاری عضلات و مفاصل ویژه را به انجام دادن عملی مشترک محدود نماید تا فرد بتواند عمل را متناسب با ملزومات موقعیت انجام دهد.3) ادراک و جفت شدن اعمال: برای تولید الگوی حرکتی مناسب و دست یابی به هدف در شرایط محیطی مختلف، متغییرهای ادراکی و حرکتی با هم تامل می یابند.

اسلاید 21: مدارک حمایتی از سیستم های پویا* با وجود ساختار هماهنگ نیازی به MP و GMP نیست.* تغییرات آماره های کنترلی مثل سرعت، سبب انتقال و هماهنگی می شود.* برخی از ویژگی های عمل را نمی توان با برنامه حرکتی توضیح داد.

اسلاید 22: آزمایش مهمی که بیک و تروی(1992) انجام دادند نشان می دهد که زمان نسبی در عمل کرد تردستی با توپ از پیش بینی های سیستم های پویا پیروی می نماید اما از نظریه برنامه حرکتی تعمیم یافته خیر. در این آزمایش وقتی با سه توپ و سه سرعت مختلف تکلیف انجام شد زمان بندی نسبی تغییر کرد، اما هنگامی که با پنج توپ و سه سرعت مختلف تکلیف انجام شد زمانبندی نسبی ثابت ماند.مدارک تجربی موید پیش بینی های نظام های پویا

اسلاید 23: حس عمقی و بینایی، یا اجزای مهم نظریه های کنترل حرکتیفصل چهارم

اسلاید 24: حس عمقی و کنترل حرکتحس عمقی حاصل از گیرندهای حسی است که ویژگی های حرکت اندام و بدن را دریافت می کند. این اطلاعات از طریق اعصاب آوران به CNS فرستاده می شود و شامل ویژگی هایی مانند: جهت، سرعت و موقعیت در فضا می باشد.

اسلاید 25: بررسی نقش حس عمقی در کنترل حرکاتبرای تعیین حسی عمقی در کنترل حرکت بایستی آن را حذف نمود. آوران برداری: قطع یا برداشتن مسیرهای عصبی آورانی است که در حرکت شرکت دارند این عمل باعث از بین رفتن حس عمقی می شود.شواهد تجربیتاوب و برمن(1968) اولین کسانی بودند که از روش آوران برداری استفاده نمودند. آن ها میمون ها را قبل و بعد از اجرای مهارت های کاملاً آموخته شده مانند: بالا رفتن، دست دراز کردن و گرفتن مشاهده کردند نتیجه این که از ظرافت و دقت حرکات میمون ها کاسته شده بود اما مهارت به خوبی اجرا می شد.این آزمایش روی میمون هایی بود که مهارت را کاملاً آموخته بودند و به مرحله خودکاری رسیده بودند سوال اساسی این جا است که اگر برای مهارت های تازه آموخته شده, این آزمایش انجام شود چه نتیجه ای گرفته می شود؟

اسلاید 26: آزمایش پولیت و بیزی روی میمون های آوران برداری شده

اسلاید 27: نقش بازخورد حس عمقیشواهد تحقیقی نشان می دهد که انسان می تواند حرکات اندام خاصی را در غیاب بازخورد حس عمقی انجام دهد. با وجود این به نظر می رسد که این توانایی محدودیت مشخصی دارد. محدودیت اصلی میزان دقت احتمالی آن است.در تحقیقی که بارد(1992) روی بیماران پلی نوروپاتی حسی انجام داد مشاهده نمود که بازخورد حس عمقی بر زمان بندی شروع فرمان حرکتی اثر می گذارد.

اسلاید 28: بینایی و کنترل حرکات هماهنگبینایی مرکزی(central vision): فقط می تواند اطلاعات منطقه کوچکی (حدود 2 تا 5 درجه) را پردازش کند.بینایی محیطی(Peripheral vision): شناسایی اطلاعات خارج از محدودیت کانونی را بر عهده دارد.گستره میدان بینایی از نظر افقی 200 درجه و از نظر عمودی 160 درجه است.

اسلاید 29:

اسلاید 30: آزمایش اتاق متحرک(moving room)تسلط بینایی بر دستگاه حسی و ادراکی

اسلاید 31:

اسلاید 32: عوامل مؤثر بر کنترل هدف گیری مدت حرکت میزان اطمینان از فراهم بودن بینایی طی حرکت برتری اجرا با دست ترجیحی (برتر)متغییر بینایی تاو(tau)در شرایطی که عمل مورد نظر حرکت فرد تا یک شی یا حرکت شی به سمت فرد است، اطلاعات بینایی که زمان برخورد با شی را مشخص می کند جنبه ای مهم از کنترل عمل است(نک، لی 1980) با نزدیک شدن فرد به شیء یا برعکس تصویر بزرگتری از شیء روی شبکیه چشم فرد ایجاد می شود. هنگامی که این تصویر به اندازه معینی می رسد باعث راه اندازی و شروع عمل ویژه ای در پاسخ به شیء می شود.

اسلاید 33: بینایی و گرفتنبینایی عامل مهمی در هر یک از مراحل گرفتن است.انتقال (دسترسی) : در این مرحله اطلاعاتی درباره شیء مثل: شکل و ترکیب آن و اطلاعاتی درباره فاصله تا شیء بدست می آید. تشخیص موقعیت و وضعیت گرفتن: در صورت وجود زمان؛ بینایی اطلاعاتی را در خصوص قرار گرفتن صحیح دست و انگشتان با توجه به خصوصیات شیء فراهم می کند و در نهایت شیء بر داشته می شود.

اسلاید 34: نقش بینایی در نوشتن1) کمک به نویسنده در کنترل آرایش فضایی و کلی کلمات2) کمک به نویسنده در الگوهای دقیق نوشتن مثل: خطوط مناسب وحروف لازم.آزمایش اسمایت و سیلورس نشان داد که نوشتن با چشم های بسته باعث انحراف از خط افقی و اضافه و کم کردن حروف می شود.

اسلاید 35: آزمایش اسمایت و سیلورس

اسلاید 36: بینایی و جابجا شدناین عمل تا اندازه ای به وسیله ای متغییر تاو کنترل می شود.در آزمایشی که لی، لیشمن و تامسون(1982) روی پرش کننده های طول انجام دادن نشان داد که اصلاح طول گام قبل از رسیدن به تخته توسط اطلاعات بینایی بدست می آید بدین معنی که دستگاه بینایی اطلاعات زمان باقی مانده تا لحظه برخورد را فراهم کرده و نظام کنترل کننده جابجایی را با ایجاد تغییرات مناسب در طول گام هدایت می کند.

اسلاید 37: آزمایش لی, لیشمن و تامسون

اسلاید 38: بینایی و پرش از بلندیپرش از سکو بر روی زمین مهارت دیگری است که نتایج تجربی مربوط به آن موید این نظریه است که متغییر بینایی تاو برای به نتیجه رسیدن عمل، اعمال آماده سازی خاصی را راه اندازی می کند.در آزمایش سیدآوی آزمودنی ها از سه ارتفاع مختلف 72، 104، 159 سانتی متری بر روی صفحه نیرو سنج پریدند، از آزمودنی ها خواسته شده بود که توجه بینایی خود را طی پرش به صفحه معطوف دارند. نتایج نشان داد که الگویEMG عضله راست رانی شروع فعالیت این عضله را در هر سه پرش یکسان ثبت نموده است.

اسلاید 39: زمان لازم برای دیدن شی هنگام گرفتنتحقیقات نشان می دهد که اطلاعات بینایی بدست آمده از شی بعد از 300 هزارم ثانیه در گرفتن شی اهمیت زیادی ندارد البته به شرطی که شی بعد از دور مقدماتی تغییری در مسیر پرواز نداشته باشد.آیا برای دریافت یک شی باید به طور پیوسته به آن نگاه کرد؟تحقیقات نشان می دهد کل زمان مفید برای دیدن شی که در حال پرواز است، 100 هزارم ثانیه است، به شرطی که این شی در هر 80 هزارم ثانیه به مدت 20 هزارم ثانیه از طول زمان پروازمشاهده گردد.بینایی و دریافت کردن شیتحقیقات نشان می دهد که بینایی پیشاپیش اطلاعاتی را فراهم می کند تا دستگاه کنترل حرکتی را قادر سازد که وضعیت فضایی و بازو ها و دست ها و انگشتان را قبل از رسیدن شی ءتعیین کنند به طوری که فرد بتواند شی ء را دریافت کند. پس اطلاعات حس بینایی مهم تر از حس عمقی است چرا که بازخورد حس عمقی پس از برخوردشیء به دست درگیر می شود.

اسلاید 40: آزمایش وایتینگ و همکارانش

اسلاید 41: دیدن دست ها هنگام گرفتنتحقیقات نشان می دهد که اگر نتوانید دست خود را هنگام دریافت شی ببینید در مکان یابی دست اشتباه می کنید یعنی دست خود را در وضعیت فضایی صحیح برای دریافت شی قرار نمی دهد اما زمانی که می توانید دست ها را ببینید خطا بیشتر مربوط به نحوه گرفتن می باشد.هنگام گرفتن شی ای که به ما نزدیک می شود از بینایی محیطی برای دیدن دست های خود استفاده می کنیم. که استفاده موثر از بینایی محیطی تابعی از سن و تجربه است.

اسلاید 42: نظریه های حرکتی؛ پایه ای برای فهم چگونگی کنترل مهارت های حرکتی پیچیدهفصل پنجم

اسلاید 43: قانون فیتز: در تکلیفی که مبادله سرعت دقت اتفاق می افتد دو جزء اساسی و مهم وجود دارد. این دو جزء عبارت انداز: مسافت حرکت و اندازه هدف.فیتز خاطر نشان کرد به دلیل وجود رابطه قانونمند بین اندازه هدف و مسافت حرکت می توان شاخص دشواری(ID) را برای مهارت هدف گیری بیان نمود. بدین معنی که هر چه ID بزرگتر باشد تکلیف مشکل تر است زیرا تکلیف مشکل به زمان حرکت بیشتری نیاز داردمهارت های هدف گیری با دستمبادله سرعت دقت

اسلاید 44: مدل تکانه اولیه بهینه: با تولید تکانه اولیه، حرکتی به سمت هدف آغاز می شود اگر حرکت دقیق باشد تغییری ایجاد نمی شود اما اگر دقیق نباشد فرد تغییرات جزءی را بر اساس بازخورد انجام می دهد که سرعت مورد استفاده برای حرکت اول را اصلاح و تنظیم نماید. این فرآیند تا زمانی که فرد یک حرکت دقیق را تولید کند ادامه دارد.مدل کراس من و گودو: در شروع حرکت کنترل حلقه باز درگیر است و فرد بطور متناوب در طول مسیر اصلاحات جزءی تا زمان برخورد با هدف بوجود می آورد در نتیجه MT افزایش می یابد.قانون فیتز و کنترل حرکتیمدل تکانه- زمانبندی اشمیت: فرد برنامه حرکتی را آماده می کند فرمان های ارسال شده به دستگاه عضلانی بر اساس این برنامه به تکانه تبدیل شده و در طول زمان نیروهایی تولید می کند(حلقه باز).

اسلاید 45: مهارت گرفتنقدیمی ترین مدل کنترل گرفتن را جینرود(1981) پیشنهاد کرده که در آن نقش مهم برنامه حرکتی و کنترل بینایی را نشان داده است. این مدل پیشنهاد می کند که مرحله دسترسی شامل : زمانبندی بازکردن پنجه و انگشت شست عمدتاً منتج از برنامه حرکتی است و مرحله چنگ زدن تحت کنترل بازخورد می باشد تا انطباق ها و تغییرات خاص چنگ زدن میسر شود.

اسلاید 46: مهارت نوشتنبا ملاحظه دست خط یک فرد مشاهده خواهید نمود که شباهت های زیادی در ویژگی هایی مانند: شکل حروف، کجی و شیب نوشته، نیروی نسبی برای تولید حرکت قلم و زمانبندی نسبی بین حرکات قلم وجود دارد. برنستاین(1967) این شباهت ها را هم توانی حرکتی نامید.شما می توانید یک کلمه را با دست برتر یا غیر برتر یا با پا یا با قرار دادن مداد در دهان بنویسید این موضوع نشان می دهد که حداقل خصوصیات فضایی در نوشته به شکل انتزاعی در دستگاه حافظه نگهداری می شود.

اسلاید 47: مهارت های هماهنگی با دو دستویژگی مهم اجرای مهارت های دو دستی این است که دو دست تمایل دارند در یک زمان کار یکسانی را انجام دهند.وقتی که دست ها به سمت هدفهایی با ID های مختلف حرکت می کنند؛ دست ها با همزمانی بیشتری به اجرای حرکت می پردازند.

اسلاید 48: حرکات نامتقارن اهرم با دو دستالگوی این حرکات از نظر فضایی و زمانی با یکدیگر متفاوت است. تلاش های اولیه دست این است که الگوی یکسانی را ایجاد کند. در نتیجه حرکت پیچیده تر با مشکل بیشتری مواجه می شود بر اثر تمرین این پیوستگی از بین رفته اجرای حرکت نامتقارن اهرم امکان پذیر می شود.از نظر برنامه حرکتی دو اندام با هم چون یک واحد عمل می نمایند زیرا با برنامه حرکتی یکسانی کنترل می شوند. زمانی که هر اندام باید حرکت مختلفی را یاد بگیرد بین اندام ها تداخل بوجود می آید، تا زمانی که مشخصات خاص هر اندام با آن برنامه حرکتی اضافه شود(اشمیت 1988).طرفداران سیستم های پویا معتقدند که ویژگی های پویای اجرای هر اندام با پیشرفت تمرین بهتر می شود در نتیجه ساختار هماهنگ جدیدی به وجود می آید که وسیله ای موثر برای سازماندهی درجات آزادی مورد نیاز برای مهارت را فراهم می کنند.

اسلاید 49: عمل ایستادن از وضعیت نشستهبا توجه به نتایج تحقیقات شفرد و جنتایل(1994) فعال سازی عضلانی برای این عمل، بسته به نیاز های موقعیت و مطابق با وضعیت بدن درآن زمان تعیین می شود. به عبارتی اجزشای تشکیل دهند عمل برخاستن ساختار هماهنگی را به وجود می آوردند که مستلزم ارتباط عملی مفاصل درگیر در عمل است این نتایج منطبق بر نظریه نظام های پویاست.

اسلاید 50: گام برداشتنتحقیقات مختلف؛ کنترل الگوی حرکتی گام برداشتن را به مولد های الگوی مرکزی در طناب نخاعی نسبت می دهند.اگر لازم باشد تغییری در گام برداری صورت گیرد؛ این تغیر بوسیله سطوح بالاتر کنترل انجام می شود.