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Bewegungssteuerung Wie funktioniert Bewegung? 1

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Bewegungssteuerung
senso-motorische Kontrolle
Wie funktioniert Bewegung?
1. Physiologische und psychomotorische Aspekte
(sensorische und motorische Systeme)
2. Theorien der motorischen Kontrolle
(open loop – closed loop, motorische Programme)
Dr. Peter Wastl
Physiologische und psychomotorische Aspekte
Fragen
Innenansicht des motorischen Lernens (physiopsychische Prozesse)
• Was verändert sich im Bereich der Empfindung und Wahrnehmung,
also der Sensorik?
Wie verläuft die Informationsaufnahme?
• Wie wird die Bewegung im Zentralnervensystem „verarbeitet“ und
„gespeichert“?
Wie verläuft die Informationsverarbeitung und -speicherung?
• Wie verläuft Lernen im Bereich der Koordination?
• Bewegungskoordination – Informationsaufnahme/-verarbeitung Programmierung
Dr. Peter Wastl
1
Sensorik und Gedächtnis
Motorische Steuerung
Die motorische Steuerung im Lernen ist abhängig
1.
von den sensorischen Meldungen
ð Wahrnehmung ð Informationsaufnahme
2.
von fixiertem Gedächtnisbesitz
ð Gedächtnisbildung ð Verarbeitung und
Speicherung von Information
Dr. Peter Wastl
Sensorik - Informationsaufnahme
Sensorik
1. Zur Bedeutung der Sensorik / Informationsaufnahme:
Das motorische Lernen geht immer auch mit Veränderungen
im sensorischen Bereich einher
è ... ein gezieltes Üben der bewegungssteuernden Sinnesleistungen trägt mit dazu bei, die Bewegungskoordination
positiv zu entwickeln!
è ... Sensorische Anpassung
è ... Verbesserung der Informationsaufnahme
Dr. Peter Wastl
2
Sensorik - Informationsaufnahme
Sensorik
Was bedeutet Sensorik?
• Auf welchen Ebenen verlaufen Sinnesleistungen?
• Wie laufen bewegungssteuernde Sinnesleistungen ab?
• Welche „sensorische Melder“ bzw. Rezeptoren gibt es?
• Wie funktionieren die Rezeptorsysteme?
• Wie passen sich die Rezeptorsysteme an?
Dr. Peter Wastl
Sensorik - Informationsaufnahme
Sensorik
Die „Nutzung“ der Sensorik erfolgt auf mehreren
Ebenen
1. ... bewusster Zugriff auf Wahrnehmungs- und Empfindungsqualitäten für die Bewegungsplanung und –korrektur auf
cortikaler Ebene (motorische Rindenfelder)
2. ... schnelle subcortikale und cerebelläre Korrekturen mit einem
hohen Anteil reflexartiger Adaptationen
3. ... sehr schnelle motorische Eigen- und Fremdreflexe, die
innerhalb der Rückenmarkssegmente ausgelöst werden
Dr. Peter Wastl
3
Wahrnehmung
Sinnessysteme
Die Wahrnehmung kann auf visuellen, verbalen,
kinästhetischen, taktilen oder vestibulären
Informationszuflüssen beruhen.
Wahrnehmung verläuft über Sensoren:
1. Optisches Sinnessystem
2. Akustisches Sinnessystem
3. Vestibuläres Sinnessystem
4. Kinästhetisches Sinnessystem
5. Taktiles Sinnessystem
Dr. Peter Wastl
Wahrnehmung
Sinneseindrücke
Komplexität der Sinneseindrücke
Rezeption = Empfindung
... ist die aus einem einzelnen Rezeptorbereich stammende
Information (z. B. nur Muskelsensibilität oder Auge)
Perzeption = Wahrnehmung
... bezeichnet einen komplexen Sinneseindruck aus mehreren
Rezeptorbereichen (z. B. Muskelsensibilität und Druck auf die
Hautoberfläche)
Apperzeption = kognitiv strukturierte Wahrnehmung
... ist der durch Erwartung selektierte und durch Denken im
nachhinein strukturierte Sinneseindruck
Dr. Peter Wastl
4
Wahrnehmung
Schwellen
Weiterhin unterscheidet man
absolute Wahrnehmungsschwelle
... als untere Grenze eines physikalischen Reizes, der gerade
noch einen Sinneseindruck auslöst
Unterschiedsschwelle
... als gerade noch wahrnehmbare Differenz zwischen zwei
Reizen gleicher physikalischer Dimension
ê
Diese Schwellen verändern sich durch Übung u. Training
Beispiele: „Wassergefühl“, „Ballgefühl“, „Kantengefühl“
Dr. Peter Wastl
Sinnessysteme
Sensorische Anpassungen
Optisches Sinnessystem
95 % der Bewegungen werden durch das Auge koordiniert
Arten des Sehens
• Hell- und Dunkelsehen, Farbsehen
• Zentrales und peripheres Sehen
• Statisches und dynamisches Sehen
• Räumliches Sehen
• Sehleistung und Aufwärmen
Anpassung an sportliches Training
• Erweiterung des Gesichtsfeldes
• Erhöhte Schnelligkeit der sensorischen Verarbeitung
• Besseres peripheres Sehen
Dr. Peter Wastl
5
Sinnessysteme
Sensorische Anpassungen
Akustisches Sinnessystem
Partielle Beteiligung an der Koordination von Bewegungen
Anpassung an sportliches Training
•
•
•
•
Bessere Ton- und Schall-Differenzierungsfähigkeit
Herausfiltern wesentlicher akustischer Informationen
verbesserte Rhythmisierungsfähigkeit
höhere reaktive Fähigkeit
Dr. Peter Wastl
Sinnessysteme
Sensorische Anpassungen
Vestibuläres Sinnessystem
Gleichgewicht + Raumorientierung
Bedeutung des Gleichgewichtssinnes im Sport
• ... in vielen Sportarten von Bedeutung
• ... disziplinspezifische Gewöhnung in der Gleichgewichtsregulation
Orientierung im Raum
• ... intersensorischer Konflikt
Anpassung an sportliches Training
Über Gewöhnung (Habituation) werden die vegetativen
und somatischen Reflexe, die bei der Reizung des
Gleichgewichtsorgans hervorgerufen werden, zunehmend gedämpft und überschießende Reaktionen
zurückgenommen
Dr. Peter Wastl
6
Sinnessysteme
Sensorische Anpassungen
Kinästhetisches Sinnessystem
= Tiefensensibilität
Propriorezeption
... Empfindungen der Muskeln, Sehnen u. Gelenken
• Intrafusale Muskelfasern (Muskelspindeln)
• Golgi-Sehnenrezeptoren
• Mechanorezeptoren der Gelenke
Anpassung an sportliches Training
• Hohes „Bewegungsgefühl“
• Verfeinertes Kraftabstufungsvermögen
• Besseres räumliches Vorstellungsvermögen
über die Position von Körperteilen
• Effektive Verletzungsprophylaxe
Dr. Peter Wastl
Sinnessysteme
Sensorische Anpassungen
Taktiles Sinnessystem
Unterstützt die Kinästhetik
Empfindungen der Körperoberfläche
• Tastkörperchen in Händen und Füßen
• Temperaturempfindungen
• Druckempfindungen
• Bewegungen der Hauthaare
Anpassung an sportliches Training
• außergewöhnliche Tastfähigkeiten
• Differenzierungsfähigkeit
Dr. Peter Wastl
7
Sensorische Anpassungen
Sensorische Anpassungen
Vier Grundvorgänge der sensorischen Anpassung:
1. Veränderung der absoluten Wahrnehmungsschwellen in den
verschiedenen Sinnessystemen (Reize mit sehr niedriger Intensität können wahrgenommen werden)
2. Verbesserung der Reizdifferenzierung (eine sehr gut ausgeprägte
Differenzierungsschwelle zeigt sich dadurch, dass zwei oder mehrere
Reize mit ähnlicher Intensität gut unterschieden werden können)
3. Umschaltprozesse vom „äußeren“ auf den „inneren“ Regelkreis
(von den „Fernsinnen“ zu den „inneren Sinnen“)
4. Veränderungen komplexer Wahrnehmungsmodalitäten, des
komplexen Bewegungsgefühls (damit einher geht eine gute
Integration aller Sinneseindrücke, gute innere Abstimmung, gute
Eigeneinschätzung; z. B. „Ballgefühl“)
Dr. Peter Wastl
Physiologische und psychomotorische Aspekte
von der Sensorik zum Gedächtnis
Sensorik
Informationsaufnahme
î
Gedächtnis
Informationsverarbeitung
und -speicherung
Dr. Peter Wastl
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Gedächtnis - Informationsverarbeitung
Gedächtnis
2. Zur Bedeutung von Gedächtnisbesitz:
Das Gedächtnis ist für alle Lern- und Anpassungsprozesse
unentbehrlich, da jegliche Verhaltensmodifizierung auf einem
vergleichenden Beurteilen, Einordnen und Neuentwerfen beruht.
è
... Bewegungslernen kann als eine Konditionierung synaptischer Verbindungen (Schalt- und Kontaktstellen), bezeichnet
werden, die zu einer Neuvermaschung bewegungsspezifischer
neuronaler Systeme führt
è ... Gedächtnisbildung
è ... Verbesserung der Info-Verarbeitung und -Speicherung
Dr. Peter Wastl
Gedächtnis - Informationsverarbeitung
Gedächtnis
Zentralnervale Informationsverarbeitung
Erweiterung des individuellen Gedächtnisbesitzes:
1. ... Koordinationsmodelle wirken als Regelkreise („closed
loop“-Kontrolle)
2. … motorische Programme werden gespeichert („open
loop“-Kontrolle)
3. ... es gibt spezielle Verarbeitungsprinzipien (Behalten
und Vergessen; Kurz- u. Langzeitgedächtnis)
Dr. Peter Wastl
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Gedächtnis - Informationsverarbeitung
„Open loop“- und „closed loop“- Kontrolle
(Olivier & Rockmann, 2003, S. 124)
Motorische Kontrolle
Dr. Peter Wastl
Gedächtnis - Informationsverarbeitung
1. Regelkreismodelle („closed loop“ – Kontrolle)
Regelkreis
Vereinfachtes Modell der
Bewegungskoordination
(Schnabel, 1998b, S. 42)
Dr. Peter Wastl
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Gedächtnis - Informationsverarbeitung
Programm
2. Motorische Programme („open loop“ – Kontrolle)
è Ein motorisches Programm ist ein zentralnerval
gespeichertes Engramm (Erinnerungsbild), das der
Innervation von Muskeln und Muskelgruppen dient
und die Bewegung ohne periphere Rückinformation
steuern kann.
Dr. Peter Wastl
Gedächtnis - Informationsverarbeitung
Programm
Beweise für die Existenz Motorischer Programme
è Bewegungen sind auch ohne periphere Rückinformationen möglich (z.B. Amputierte; aber auch kurzzeitige Unterbindungen propriorezeptiver Reafferenzen lassen Bewegungen unbeeinflusst)
è Motorische Programme lassen sich auch ohne physisches Üben
und Trainieren aufbauen (Vorstellung einer Bewegung, ideomotorisches Prinzip, Carpenter-Effekt)
è Extrem schnelle Bewegungen laufen ohne Reafferenzen ab
(motorische Programme werden abgespult, auch wenn ...)
è Motorische Programme können unterschiedliche Muskelgruppen
steuern (linke oder rechte Hand, Schreiben mit Fuß oder Mund)
è Programme laufen auch bei zusätzlichen Anforderungen autonom
ab (... nebenbei noch andere Aufgaben erledigen, die für die unmittelbare Bewältigung primär nicht notwendig sind; geringe Störanfälligkeit
parallel ausgeübter Zweitaufgaben)
Dr. Peter Wastl
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Gedächtnis - Informationsverarbeitung
Programm
Konzept Generalisierter Motorischer Programme
(Schematheorie)
nach R.A. SCHMIDT (1975 u. 1988)
Ausgangssituation:
Überforderung der Speicherkapazität des Gedächtnisses für jede
einzelne Bewegung im Detail als motorisches Programm.
è Allgemeines motorisches Programm für eine ganze Klasse
von Bewegungen, welches lediglich an situative
Bedingungen angepasst wird.
è Gegenstand einer eigenständigen Lerntheorie
Ein Basketball kann z.B. aus unterschiedlichen
Distanzen geworfen werden. Entsprechend der
tatsächlichen Entfernung wird der Krafteinsatz
und die optimale Flugkurve gewählt. Die Grundstruktur des Wurfes wird situativ angepasst.
ð Schema
Dr. Peter Wastl
Gedächtnis - Informationsverarbeitung
Programm
Konzept Generalisierter Motorischer Programme (Schematheorie)
nach R.A. SCHMIDT (1975 u. 1988)
Parameter des Programmes „Wurf“
n
ms
ram
g
ro
nP
he
c
n
ris
oto
m
s
de
ma
e
h
Sc
n
Wurfentfernung
Beziehung zwischen der Wurfentfernung und den
Parametern des motorischen Programms
Dr. Peter Wastl
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Seele and Geist
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