VL Bewegungswissenschaft VL Bewegungswissenschaft 5. Motor Control: Wahrnehmung und Steuerung

VL VL BewegungswissenschaftBewegungswissenschaft 5. Motor Control: Wahrnehmung und

Steuerung

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu ProgrammProgramm

Wahrnehmung1. Grundlagen der Sensorik

2. Sinnesleistungen im Sport• Visuelles System

• Gleichgewichtssystem

3. Antizipation & Automatisation

Steuerung1. Gehirn, Anatomie2. Bewegungssteuerung

Gehirn und Rückenmark Motorische Einheiten Neuromuskuläre Kopplung

3. Bilanz

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Ein Bewegungs-ParadigmaEin Bewegungs-Paradigma

Um

welt

Um

welt

Mot o

ri kS

en

sori

k

Bew

egu

ng

Bew

eg

un

g

ZNSZNS

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu AnatomieAnatomie

WahrnehmungWahrnehmung

1. Grundlagen der Sensorik1. Grundlagen der Sensorik

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Sensorik: ÜberblickSensorik: Überblick

Sensorische Systeme Visuelles System Vestibuläres System Somatosensorik

• Mechanorezeption• Propriozeption• Thermorezeption

Akustisches SystemSonstige:

Geschmackssinn, Geruchssinn, Durstempfindung, Hungerempfindung, Enterozeption

SomatosensorikSomatosensorik

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu SomatosensorikSomatosensorik

Organe der Somatosensorik Kälte- und Wärmerezeptoren (Haut) Druckrezeptoren (Haut) Schmerzrezeptoren Dehnungsrezeptoren (Golgi-

Sehnenorgane) Spannungsrezeptoren

(Muskelspindeln)

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Haut mit OrganellenHaut mit Organellen

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Mechanorezeptoren der HautMechanorezeptoren der Haut

2. Sinnesleistungen im Sport2. Sinnesleistungen im Sport

Visuelles SystemVisuelles System

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Visuelles SystemVisuelles System

Das AugeDas Auge

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Visuelles SystemVisuelles System

OkulomotorikOkulomotorik

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu

Visuelles System:

Orientierung

Antizipation

Erfassung von Fremdbewegungen

Kontrolle der Eigenbewegung

Bewegungsbeurteilung

Sinnesleistungen im SportSinnesleistungen im Sport


Zentrales vs. peripheres Sehen

Kontrolle von Mitspieler- und Gegenspieler

Synchron-optische Sehanforderungen

Räumliches Auflösungsvermögen

Zeitliches Auflösungsvermögen



Räumliches Sehen

Entfernungsabschätzung zum Beobachter

Abstandsabschätzung zwischen Objekten



Bewegungssehen

Visuelle Wahrnehmung von Bewegung

Wahrnehmungsperspektive

Dynamische Sehschärfe

Afferente vs. Efferente Bewegungswahrnehmung


MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im SportSinnesleistungen im Sport

A = afferente BewegungswahrnehmungA = afferente BewegungswahrnehmungB = efferent-kontrollierte BewegungswahrnehmungB = efferent-kontrollierte Bewegungswahrnehmung

2. Sinnesleistungen im Sport2. Sinnesleistungen im Sport

GleichgewichtGleichgewicht

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu GleichgewichtssinnGleichgewichtssinn

Bogengänge Sinneshärchen Dreidimensionale Lage- und

Bewegungserfassung

Vorhof Statolithen-Körper Beschleunigungserfassung

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Ohr, grobOhr, grob

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu VestibularapparatVestibularapparat


„Gleichgewichtsfähigkeit“

Fähigkeit des Menschen, als mehrgliedriges lebendes System, bestimmte Gleichgewichtszustände zu erhalten oder zu erlangen.

Physikalisch:

• Stabiles Gleichgewicht

• Labiles Gleichgewicht

• Indifferentes Gleichgewicht



Unterscheidungsmöglichkeiten in der MechanikUnterscheidungsmöglichkeiten in der Mechanik

Indifferentes GleichgewichtIndifferentes Gleichgewicht

Labiles GleichgewichtLabiles Gleichgewicht

Stabiles GleichgewichtStabiles Gleichgewicht


Gleichgewichtsanforderungen:• Effizientes Verhalten im Alltag

• Labiler, begrenzter oder sich bewegender Untergrund

• Drehungen um Längs-, Breiten- und Tiefenachse

• Während und nach unterschiedlichsten Störungen

• Bei schnellen Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen

• In der stützlosen Flugphase



Besonderheiten im Sport:

• Schwankungen werden in Kauf genommen

(Beispiel Ski)

• Unzureichende Begriffsbestimmung der

Mechanik

• Überschätzung der Analogie zwischen Bio- und

Starrkörpermechanik

• Spezifische Gleichgewichtsregulation in

verschiedenen Bewegungsaufgaben

• Fähigkeitseigenschaft nicht attestierbar (Olivier)

3. Antizipation & 3. Antizipation & AutomatisationAutomatisation

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Sinnesleistungen im Sport Sinnesleistungen im Sport

GeschlosseneGeschlosseneFertigkeitenFertigkeiten

OffeneOffeneFertigkeitenFertigkeiten

relativ konstanterelativ konstanteUmweltbedingungenUmweltbedingungen

(closed skills)(closed skills)

variablevariableUmweltbedingungenUmweltbedingungen

(open skills)(open skills)

AutomatisierungAutomatisierung AntizipationAntizipation

AntizipationAntizipation

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu AntizipationAntizipation

Begriffsbestimmung

Explizite und implizite Vorwegnahme von Handlungsbedingungen in einer sich dynamisch verändernden Umwelt


Beispiel: Hochfrequenzaufnahmen Ball


AutomatisationAutomatisation

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu BegriffsbestimmungBegriffsbestimmung

Automatisation

Verminderter kognitiver Aufwand bei der Bewegungsregulation, eine geringere Störanfälligkeit gegenüber Umwelteinflüssen und eine Festigung und Individualisierung des Bewegungsmusters im Zuge des Lernprozesses.

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu AutomatisationAutomatisation

Primäre AutomatisationRepertoire funktionaler

Koordinationsleistungen, die nicht erlernt werden müssen.

• Automatismen in den neuronalen Verschaltungen von Muskeln, Sinnesorganen und Teilen des ZNS (Rückenmark, Hirnstamm)

• ohne Willenseinfluss• Entlastung des Bewusstseins und des

Arbeitsgedächtnisses• durch Reizintensität bestimmt


Sekundäre Automatisation

• Expropriozeption und

Bereitschaftsinnervation

• Direkte Parameterspezifikation

• Strukturelle Verlagerung


Achtung!In der Psychologie wird Automatisation so definiert, dass ein Verhalten automatisiert ist, wenn es durch das gleichzeitige Ausführen eines anderen Verhaltens nicht gestört wird (Doppelaufgabenparadigma!)

Dies trifft im Sport nicht zu!

SteuerungSteuerung

1. Gehirn, Anatomie1. Gehirn, Anatomie

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Gehirn, Aufbau grobGehirn, Aufbau grob

• 1,3 kg schwer• Ca. 1010 Nervenzellen• Typisch: 10.000 Synapsen je Zelle • Sitz von Bewußtsein und Persönlichkeit• Leib-Seele-Problem

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Gehirn, Aufbau DetailGehirn, Aufbau Detail

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu StammhirnStammhirn

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Nervenzellen und SynapsenNervenzellen und Synapsen

2. Bewegungssteuerung2. Bewegungssteuerung

Gehirn und RückenmarkGehirn und Rückenmark

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Entstehung einer BewegungEntstehung einer BewegungO

bere

Mittle

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ben

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Limbisches System

Emotionen, Antrieb, Gedächtnis, Stimmung

Hippocampus (Kortex) und Stammhirnstrukturen

Assoziations- System

Assoziationskortex (Wahr- nehmung, Entscheidung)

Bewegungsentschluß,Auswahl Alternativen

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

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu PyramidenbahnPyramidenbahn

• Kortiko-spinale Neuronen• 1 Million Stück

• 60% aus Motor-Kortex• 40% aus Ass.-Kortex• Einige aus limb. System

• Unterwegs: Verschaltungen, Efferenzkopien• Leitungsgeschwindigkeit: 70-80 m/s

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu RückenmarkRückenmark

Motorische EinheitenMotorische Einheiten

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Motorische EinheitenMotorische Einheiten

• Mot. Einheit = Motoneuron + die von ihm innervierten Muskelfasern• Motoneuron integriert Erregungen• Feuert, wenn Schwelle überschritten• Alles-oder-nichts-Prinzip• Frequenzmoduliert

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Motorische EndplattenMotorische Endplatten

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu SkelettmuskelnSkelettmuskeln

Neuromuskuläre KopplungNeuromuskuläre Kopplung

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu MuskelspindelMuskelspindel

Kernsackfaser

Kernkettenfaser

Ia-Spindelneuronafferent, schnell

II-Spindelneuronafferent, langsam

-Spindelneuronenefferent, langsam


Muskelfaser

MuskelspindelRückenmark

Neuromuskuläres RegelsystemNeuromuskuläres Regelsystem

a-Afferenz

-Efferenz

-Efferenz

b-Afferenz

Golgi-Sehnenorgan

BilanzBilanz

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Ein Bewegungs-ParadigmaEin Bewegungs-Paradigma

Um

welt

Um

welt

Mot o

ri kS

en

sori

k

Bew

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ng

Bew

eg

un

g

ZNSZNS

MC: Wahr & SteuMC: Wahr & Steu Noch ein Bewegungs-ParadigmaNoch ein Bewegungs-Paradigma

UmweltUmwelt

BewegungBewegung

SensorikSensorik

MotorikMotorik

ZNSZNS

Ein

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