Η ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΚΙΝΗΤΙΚΟ ΕΛΕΓΧΟΘΕΩΡΙΕΣ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ

Θεωρίες περί ΑντανακλαστικώνΣΗΜΑΝΤΙΚΟ

Ιεραρχικές ΘεωρίεςΘεωρία των Δυναμικών Συστημάτων

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣΕυελιξία της ΚίνησηςΜοναδικότητα της ΚίνησηςΣταθερότητα και Προσαρμοστικότητα της ΚίνησηςΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣΣυνέργειες Μυϊκών Απαντήσεων

Σ Η Μ Α Ν ΤΙΚ ΟΤο πρόβλημα των "Βαθμών Ελευθερίας"Μηχανικές Ιδιότητες των ΜελώνΠΕΡΙΛΗΨΗΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑΑΞΙΟΛΟΓΗΣΤΕ ΤΙ ΚΑΤΑΝΟΗΣΑΤΕ

Ειδική αναφοράΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥΨΥΧΟΛΟΓΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ

Τεχνικές Μέτρησης του ΑποτελέσματοςΧρόνος Αντίδρασης Απλός, Επιλογής και Διάκρισης.Κλασματικός Χρόνος Αντίδρασης.Μεταβλητές που Επηρεάζουν τον Χρόνο Αντίδρασης.Χρόνος Κίνησης.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΛάθη της Απόδοσης.

Η ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥΗ ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ

ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ• Κατανόηση της ανάγκης για μια πολύπλευρη προσέγγιση της μελέτης του κινητικού ελέγχου

και της κινητικής μάθησης.• Εξοικείωση με τις βασικότερες θεωρητικές προσεγγίσεις που έχουν καθοδηγήσει την έρευνα

και την πρακτική στον τομέα του κινητικού ελέγχου τον περασμένο αιώνα.

• Κατανόηση των πλεονεκτημάτων και των αδυναμιών της κάθε θεωρητικής προσέγγισης του κινητικού ελέγχου, όσον αφορά την περιγραφή των σημαντικών χαρακτηριστικών της ανθρώπινης κίνησης.

• Κατανόηση και ικανότητα περιγραφής των διάφορων διαδικασιών μέσω των οποίων οι διαθέσιμοι, στο ανθρώπινο σύστημα, βαθμοί ελευθερίας μπορούν να συντονιστούν και να ελεγχθούν, έτσι ώστε να παραχθεί η επιδέξια κίνηση.

"Ό,τι παρατηρούμε στην ανθρώπινη επιδέξια κινητική συμπεριφορά είναι, η πλούσια ανάμιξη διαφόρων επιπέδων ελέγχου που λειτουργούν βάσει των απαιτήσεων της δεξιότητας, η φάση μάθησης του ατόμου και οι περιορισμοί που θέτονται στη δεξιότητα και στο άτομο από το περιβάλλον."

-Pew (1974)

Το βιβλίο που μόλις αρχίσατε να διαβάζετε διαφέρει πολύ από τα βιβλία που αυτή τη στιγμή είναι διαθέσιμα στους φοιτητές που ενδιαφέρονται να μάθουν περισσότερα για την ανθρώπινη κινητική συμπεριφορά. Που έγκειται η διαφορά; Η διαφορά βρίσκεται σε δύο σημαντικά σημεία. Πρώτον, προσπαθεί να εξερευνήσει τις αρχές που διέπουν τον κινητικό έλεγχο και την κινητική μάθηση των κινήσεων σε ένα και μοναδικό βιβλίο και δεύτερον, υιοθετεί μία πολύπλευρη προσέγγιση στη μελέτη του κινητικού ελέγχου και της κινητικής μάθησης. Επίσης, προσπαθεί να διερευνήσει όχι μόνο τη μάθηση και τον έλεγχο των ανθρώπινων κινήσεων σε συμπεριφοριστικό ή ψυχολογικό επίπεδο ανάλυσης, αλλά όπου είναι δυνατό, επιχειρεί παρόμοια διερεύνηση και σε νευροκινητικό επίπεδο ανάλυσης.

Υιοθετώντας μια πολύπλευρη προσέγγιση, αναγνωρίζουμε τα δύο πιο σημαντικά πεδία γνώσης που έχουν δώσει μορφή στο αντικείμενο που είναι γνωστό σαν κινητικός έλεγχος και κινητική μάθηση: τη νευροφυσιολογία και την ψυχολογία. Επίσης, αποκαλύπτουμε τα πολλά επίπεδα πολυπλοκότητας που χαρακτηρίζουν τη μάθηση και τον έλεγχο της κίνησης. Ιστορικά, οι συγγραφείς των βιβλίων του κινητικού ελέγχου και της κινητικής μάθησης, παρουσιάζουν μία τάση να περιγράφουν την ανθρώπινη κινητική συμπεριφορά, αντλώντας πληροφορίες από ένα ή δύο πεδία γνώσεων (Brooks 1986, Magill 1993, Schmidt 1988). Διαβάζοντας αυτά τα βιβλία, πρώτα σαν φοιτητής και αργότερα σαν καθηγητής του κινητικού ελέγχου και της κινητικής μάθησης, είχα πάντα την εντύπωση πως μου παρείχαν μόνο μερικά από τα κομμάτια του οικοδομήματος που λέγεται κινητική μάθηση και έλεγχος. Διαβάζοντας, συνέλαβα τον εαυτό μου να αναρωτιέται πώς είναι δυνατό ψυχολογικές διαδικασίες που, από συμπεριφοριστική σκοπιά, αναφέρονται σαν "κωδικοποίηση", "επιλογή απάντησης" και "εκτέλεση απάντησης", ολοκληρώνονται ουσιαστικά από το νευρικό και το μυοσκελετικό σύστημα και τελικά πώς μπορούμε να μαθαίνουμε την εκτέλεση κινήσεων που δεν είχαμε εκτελέσει ποτέ πριν. Η έντονη ανάγκη που ένιωσα σαν φοιτητής να μάθω περισσότερα γι' αυτή την περιοχή, ενέπνευσε την πολύπλευρη προσέγγιση που χαρακτηρίζει αυτό το βιβλίο. Ελπίζω, πως αυτή η προσέγγιση θα εφοδιάσει εσάς, τον αναγνώστη, με περισσότερα κομμάτια από το οικοδόμημα που είναι γνωστό σαν κινητικός έλεγχος και κινητική μάθηση.

ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΚΙΝΗΤΙΚΟ ΕΛΕΓΧΟΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΚΙΝΗΤΙΚΟ ΕΛΕΓΧΟΚινητικός έλεγχος: Η μελέτη των στάσεων και κινήσεων καθώς και των μηχανισμών που τις

υποστηρίζουν.Ποια λοιπόν είναι ακριβώς η φύση του κινητικού ελέγχου και πόσο πλατιά μπορεί να

εφαρμοσθεί ο όρος αυτός όσον αφορά την περιγραφή της κίνησης; Για παράδειγμα, μπορεί ο συγκεκριμένος όρος να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει την ποιότητα της κίνησης "φτασμένων" αθλητών, όπως του αθλητή της γυμναστικής στο εξώφυλλο του βιβλίου; Ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει τις κινήσεις ενός μωρού που προσπαθεί να σταθεί στα πόδια του για πρώτη φορά, ενός παιδιού που περιστρέφει το ρόπαλο του baseball προσπαθώντας αποτυχημένα να χτυπήσει μια μπάλα και ενός ηλικιωμένου που προσπαθεί να διασχίσει ένα διάδρομο με τη βοήθεια υποστηριγμάτων; Ίσως ο καλύτερος τρόπος για να απαντήσουμε στην παραπάνω ερώτηση είναι να προσδιορίσουμε τον όρο κινητικός έλεγχος. Με απλά λόγια, κινητικός έλεγχος είναι η μελέτη των στάσεων και των κινήσεων καθώς και των μηχανισμών που τις υποστηρίζουν. Ο παραπάνω ορισμός προτείνει πως όλες οι στάσεις και οι κινήσεις, ανεξάρτητα ποιότητας, εκφράζονται από τον κινητικό έλεγχο.

Για να κατανοήσουμε τη φύση του κινητικού ελέγχου, είναι απαραίτητο να ανακαλύψουμε το τι τελικά ελέγχεται και πώς είναι οργανωμένες οι διάφορες διαδικασίες που διέπουν τον κινητικό

έλεγχο. Παρά το γεγονός ότι οι μύες και οι αρθρώσεις είναι οι τελικοί στόχοι του κινητικού ελέγχου, οι διαδικασία μέσω της οποίας επιστρατεύονται αυτοί οι παράγοντες παραμένει αντικείμενο ιδιαίτερα σημαντικό αλλά και αμφιλεγόμενο μεταξύ των ερευνητών. Μέσα στα χρόνια που πέρασαν, συστηματικές ερευνητικές προσπάθειες έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη ενός αριθμού θεωριών και θεωρητικών μοντέλων του κινητικού ελέγχου, καθένα από τα οποία έχει συμβάλλει σημαντικά στην κατανόηση του ανθρώπινου κινητικού ελέγχου. Ας αρχίσουμε λοιπόν με μια ανασκόπηση μερικών αντιπροσωπευτικών θεωριών που έχουν επιχειρήσει να ανταποκριθούν και στο γιατί και στο πώς του ανθρώπινου κινητικού ελέγχου.

Οι θεωρίες του κινητικού ελέγχου πρέπει να εκφράζουν το "τι" και το "πώς" του ανθρώπινου ελέγχου.

Όλες οι κινήσεις και οι στάσεις είναι, ανεξάρτητα από την ποιότητα τους, εκφράσεις του κινητικού ελέγχου.

ΘΕΩΡΙΕΣ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥΘΕΩΡΙΕΣ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥΚατά τη διάρκεια του περασμένου αιώνα, τρεις κυρίως κατηγορίες θεωριών έχουν επικρατήσει

στη βιβλιογραφία που σχετίζεται με τον κινητικό έλεγχο. Αυτές περιλαμβάνουν τις θεωρίες περί αντανακλαστικών, τις ιεραρχικές θεωρίες και (πιο πρόσφατα) τις θεωρίες των δυναμικών συστημάτων. Οι προβλέψεις που συνδέονται με κάθε μία από αυτές τις θεωρίες έχουν ερευνηθεί με τη χρησιμοποίηση πολλών και διαφορετικών μεθόδων αξιολόγησης αλλά και επιπέδων ανάλυσης. Μερικοί ερευνητές έχουν δουλέψει κυρίως σε συμπεριφοριστικό ή ψυχολογικό επίπεδο ανάλυσης, τη στιγμή που άλλοι έχουν επιστρατεύσει μοντέλα με ζώα σε μια προσπάθεια να αναγνωρίσουν ουσιαστικά τους νευρολογικούς μηχανισμούς που υποστηρίζουν την κίνηση. Ας αρχίσουμε λοιπόν συζητώντας τα χαρακτηριστικά που ορίζουν κάθε θεωρία καθώς και την αντίστοιχη συνεισφορά τους στην κατανόηση του ανθρώπινου κινητικού ελέγχου, σήμερα.

ΘεΘεωωρρίείες περί ς περί ΑντανακλαστικώνΑντανακλαστικών

Ο Sherrington θεώρησε πως το αντανακλαστικό είναι το βασικό χαρακτηριστικό του κινητικού ελέγχου.

Μία από τις πρώτες, νευρολογικού τύπου, θεωρίες που αναπτύχθηκαν για να εξηγήσουν πως ελέγχονται οι κινήσεις, βασίστηκε στη δουλειά του Sherrington (1857-1952), ενός αναγνωρισμένου νευροφυσιολόγου που θεωρούσε πως το αντανακλαστικό είναι το βασικό χαρακτηριστικό του κινητικού έλεγχου. Η βασική υπόθεση αυτής της θεωρίας ήταν πως, τα φυσικά γεγονότα που

συμβαίνουν στο περιβάλλον χρησιμεύουν σαν ερεθίσματα για την κίνηση, ενεργοποιώντας μια αλυσίδα αντανακλαστικών κύκλων που ευθύνονται για την παραγωγή κινητικών αντιδράσεων. Σύμφωνα με τον Sherrington (1906), "το αποτέλεσμα των φυσιολογικών αντανακλαστικών κινήσεων του οργανισμού είναι μια μεθοδική συν-προσαρμογή και αλληλουχία αντιδράσεων". Σύμφωνη με αυτή τη θεωρία είναι και η ιδέα πως ο άνθρωπος είναι ένας παθητικός δέκτης αισθητηριακών πληροφοριών που παράγονται εξωτερικά. Οι αισθητηριακοί υποδοχείς που υπάρχουν στο δέρμα, στους μύες και στις αρθρώσεις ερεθίζονται και ενεργοποιούν άλλα αισθητηριακά συστήματα που, με τη σειρά τους, διεγείρουν κινητικούς μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή κίνησης στους μύες και στις αρθρώσεις που είχαν ερεθιστεί αρχικά.

Για να ερευνήσει τις ιδέες του ο Sherrington πραγματοποίησε μία σειρά από πειράματα κατά τα οποία απέκοπτε το νωτιαίο μυελό ζώων ακριβώς κάτω από τον εγκέφαλο. Η παραπάνω διαδικασία απλοποιούσε το κύκλωμα του νευρικού συστήματος και έκανε δυνατή τη μελέτη των μηχανισμών του νωτιαίου μυελού ανεξάρτητα από τα κέντρα υψηλότερου επιπέδου του εγκεφάλου. Με αυτόν τον τρόπο ο Sherrington μπορούσε να εστιάσει την προσοχή του σε αυτό που πίστευε ότι είναι το στοιχειώδες συστατικό της συμπεριφοράς: το αντανακλαστικό.

Το κύριο ενδιαφέρον των "συμπεριφοριστών" ήταν η μελέτη του φανερού αποτελέσματος παρά των υποστηρικτικών μηχανισμών.

Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του 1920 και του 1930, μία ομάδα ψυχολόγων, γνωστών σαν "συμπεριφοριστές" (Skinner 1938, Thorndike 1927), ερεύνησε επίσης, σε ψυχολογικό βέβαια επίπεδο, διάφορες μορφές μοντέλων αλυσιδωτών αντανακλαστικών του κινητικού ελέγχου. Η συγκεκριμένη ομάδα ερευνητών θεωρούσε πως η απόκτηση κινητικών δεξιοτήτων και δραστηριοτήτων ήταν η σύνδεση ατομικών κινήσεων σε μία αλυσίδα συμπεριφοράς. Θεωρήθηκε λοιπόν πως κάποιο εξωτερικό ερέθισμα ενεργοποιεί μία αλυσιδωτή κίνηση και έτσι παράγεται μία κινητική αντίδραση. Κατόπιν, η αντίδραση αυτή δημιουργεί ένα δεύτερο ερέθισμα για πιθανή συνέχεια της κίνησης. Ουσιαστικά, το κύριο ενδιαφέρον των "συμπεριφοριστών" ήταν η μελέτη του φανερού κινητικού αποτελέσματος, παρά η μελέτη των υποστηρικτικών μηχανισμών που παράγουν αυτά τα αποτελέσματα. Έτσι, οι θεωρίες που αναπτύχτηκαν αυτή την περίοδο προσέφεραν πολύ λίγα όσον αφορά το πώς είναι οργανωμένο το κινητικό σύστημα ώστε να παράγει κίνηση.

Παρά το γεγονός ότι το μοντέλο του κινητικού ελέγχου περί αντανακλαστικών, παρείχε μία πολύ ξεκάθαρη εξήγηση για το πώς ελέγχονται οι κινήσεις, ήταν μάλλον πολύ απλουστευμένο ώστε να εξηγήσει την ικανότητα του ατόμου να εκτελεί μία μεγάλη ποικιλία από προκαθορισμένες κινήσεις. Οι αδυναμίες αυτής της θεωρίας γίνονται ιδιαίτερα εμφανείς καθώς αρχίζουμε να εξετάζουμε την τεράστια περιοχή των κινήσεων όπου απαιτείται η ικανότητα του ατόμου να προβλέπει τις αλλαγές που συμβαίνουν στο περιβάλλον παρά να περιμένει να συμβούν. Όπως όλοι γνωρίζουμε από τις αθλητικές δραστηριότητες μας αλλά και από την καθημερινή ζωή μας, πολλές από τις κινήσεις μας πρέπει να είναι "προ-δράσεις" παρά "αντιδράσεις" έτσι ώστε να αποφεύγουμε κάποιες ανεπιθύμητες συνέπειες.

Για παράδειγμα, ένας τερματοφύλακας σε ένα παιγνίδι ποδοσφαίρου ή χόκεϊ επί πάγου, δεν έχει το χρόνο να περιμένει να γίνει πρώτα το σουτ για να αποφασίσει το δικό του σχέδιο δράσης. Αντιθέτως, θα πρέπει παρατηρώντας προσεκτικά τους επιθετικούς αντιπάλους να ψάξει για τις ενδείξεις αυτές που θα τον βοηθήσουν να προβλέψει ποιος επιθετικός θα πραγματοποιήσει το σουτ. Με αυτόν τον τρόπο ο τερματοφύλακας μπορεί να αρχίσει να σχεδιάζει τις κινήσεις του, πριν ακόμη γίνει το σουτ. Παρόμοια, οι έμπειροι οδηγοί, οι οποίοι έχουν την εμπειρία οδήγησης σε κακές καιρικές συνθήκες, οδηγούν με χαμηλές ταχύτητες μειώνοντας ταχύτητα ακόμη περισσότερο καθώς πλησιάζουν σε στροφές όπου γνωρίζουν ότι θα υπάρχει συγκεντρωμένος πάγος ή χιόνι. Σε καταστάσεις σαν τις παραπάνω, για να είναι κάποιος επιτυχημένος, πρέπει να βασίζεται στην υπάρχουσα σχετική γνώση και να προβλέπει τις αλλαγές στο περιβάλλον.

Σε πολλές κινητικές καταστάσεις απαιτείται από τους συμμετέχοντες να προβλέπουν τις κινήσεις των άλλων παρά να περιμένουν απλά να συμβούν.

Η αισθητηριακή ανατροφοδότηση δεν είναι απαραίτητη για την εκτέλεση όλων των κινήσεων.Μία δεύτερη αδυναμία των θεωριών του κινητικού ελέγχου "περί αντανακλαστικών", είναι η

ανικανότητα να εξηγήσει κινήσεις που πραγματοποιούνται χωρίς αισθητηριακή ανατροφοδότηση. Ο έλεγχος ανοιχτού κυκλώματος των κινήσεων έχει επιδειχθεί όχι μόνο σε μελέτες με ζώα που είχαν υποβληθεί σε χειρουργική επέμβαση αποκοπής των αισθητηριακών καναλιών μεταξύ περιφερειακών υποδοχέων και νωτιαίου μυελού/ εγκεφάλου (Gril lner 1975, Taub & Berman 1968) αλλά και σε μελέτες με αισθητηριακή απομόνωση σε ανθρώπους (Kelso 1977, Smith 1969) και σε κλινικές παρατηρήσεις ασθενών που είχαν υποστεί καταστροφή των αισθητηριακών καναλιών (Lashlay 1917). Τα συνολικά ευρήματα αυτών των μελετών απέδειξαν πως η αισθητηριακή ανατροφοδότηση δεν είναι απαραίτητη για την εκτέλεση όλων των κινήσεων, ένα συμπέρασμα που έρχεται σε πλήρη αντίθεση με τα ευρήματα του Sherrington και με τις βασικές υποθέσεις των θεωριών του κινητικού ελέγχου "περί αντανακλαστικών".

Παρά το γεγονός ότι οι θεωρίες περί αντανακλαστικών δεν χρησιμοποιούνται πλέον για την κατανόηση του πώς ελέγχονται οι εσκεμμένες κινήσεις, είναι ενδιαφέρον να παρατηρήσουμε πως πολλές θεραπευτικές προσεγγίσεις που ακόμη χρησιμοποιούνται ευρέως στην φυσιοθεραπεία, βασίζονται σε θεωρητικά μοντέλα περί αντανακλαστικών (βλ. Gordon 1987). Ένα παράδειγμα τέτοιων προσεγγίσεων είναι το νευροαναπτυξιακό θεραπευτικό σύστημα που δημιούργησε ο Bobath (1965, 1978). Ο βασικός στόχος αυτής της θεραπευτικής μεθόδου είναι η διευκόλυνση των αντανακλαστικών που θεωρούνται φυσιολογικά και η μείωση ή εξαφάνιση των μη φυσιολογικών αντανακλαστικών. Η μέθοδος Bobath είναι πολύ δημοφιλής στη θεραπεία παιδιών με εγκεφαλική παράλυση και ενηλίκων με επίκτητη ημιπληγία.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΣΗΜΑΝΤΙΚΟΈλεγχος Κινήσεων Ανοιχτού και Κλειστού Κυκλώματος

Μια σημαντική διαφωνία η οποία έχει προσελκύσει την προσοχή πολλών στη βιβλιογραφία της κινητικής συμπεριφοράς, εστιάζεται στο ερώτημα εάν ο έλεγχος της κίνησης πρέπει να χαρακτηρίζεται δομικά σαν ανοιχτό ή κλειστό κύκλωμα. Το κεντρικό θέμα της διαφωνίας είναι ο αντιληπτός ρόλος της αισθητηριακής ανατροφοδότησης στον έλεγχο της κίνησης. Ενώ τα μοντέλα κλειστού κυκλώματος τονίζουν τον σημαντικό ρόλο της αισθητηριακής ανατροφοδότησης στο σχεδιασμό, στην εκτέλεση και στην τροποποίηση της κίνησης, οι περιγραφές ανοιχτού κυκλώματος εστιάζονται στην εκ των προτέρων παραγωγή της κίνησης από ένα κεντρικό εντολέα κάπου στον φλοιό του εγκεφάλου. Από τη στιγμή που δημιουργήθηκε, το σχέδιο της κίνησης εκτελείται χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αισθητηριακή ανατροφοδότηση.

Ασφαλώς, σήμερα ξέρουμε πως καμία από τις παραπάνω θεωρητικές προσεγγίσεις δεν μπορεί να περιγράψει το πώς ελέγχονται οι κινήσεις σε κάθε πιθανή περίπτωση. Το πιθανότερο είναι πως χρησιμοποιούμε τον τύπο του ελέγχου που ταιριάζει καλύτερα στο περιβάλλον στο οποίο κινούμαστε και στο στόχο της κίνησης που έχουμε διαλέξει για να λύσουμε ένα συγκεκριμένο κινητικό πρόβλημα. Για παράδειγμα, όταν πρέπει να εκτελέσουμε κινήσεις που απαιτούν ακρίβεια, το πιθανότερο είναι να διαλέξουμε έλεγχο κλειστού κυκλώματος. Με αυτόν τον τύπο ελέγχου, βασιζόμαστε έντονα στη χρήση της αισθητηριακής ανατροφοδότησης, όχι μόνο για να καθοδηγήσει την κίνηση αλλά και για να κάνει κάποιες μικροδιορθώσεις κατά τη διάρκεια της κίνησης. Το

κέντημα, μία ρουτίνα στη δοκό και το πιάσιμο ενός εύθραυστου αντικειμένου από ένα τραπέζι, είναι μερικές κινήσεις στις οποίες ταιριάζει καλύτερα ο έλεγχος του κλειστού κυκλώματος. Αντίθετα, οι κινήσεις που πρέπει να εκτελεστούν με ταχύτητα απαιτούν έλεγχο ανοιχτού κυκλώματος. Σε αυτές τις περιπτώσεις το πιθανότερο είναι πως το σχέδιο κίνησης θα δημιουργηθεί πριν την εκτέλεση της κίνησης και θα εκτελεσθεί χωρίς τη συμμετοχή της διαθέσιμης αισθητηριακής ανατροφοδότησης. Αυτός ο τύπος ελέγχου είναι εμφανής σε δεξιότητες όπως η δακτυλογράφηση και το παίξιμο στο πιάνο αλλά και σε πολλές αθλητικές δραστηριότητες όπως το πέταγμα της μπάλας στο baseball και της σκοποβολής.

Ένας επιπρόσθετος παράγοντας που επηρεάζει το βαθμό στον οποίο οι κινήσεις θα ελεγχτούν από ανοιχτό ή κλειστό κύκλωμα, είναι το επίπεδο επιδεξιότητας του κάθε ατόμου. Οι αρχάριοι πρέπει να βασίζονται έντονα στην αισθητηριακή ανατροφοδότηση για την καθοδήγηση της εκτέλεσης των κινήσεων τους, ενώ οι πιο έμπειροι έχουν την ικανότητα να εκτελούν το μεγαλύτερο μέρος η και ολόκληρη τη δεξιότητα χωρίς να καταφεύγουν στην ανατροφοδότηση. Συγκρίνετε το αργό και γεμάτο διακοπές παίξιμο ενός αρχάριου πιανίστα, ο οποίος πρέπει να ακολουθεί τις νότες διαβάζοντας από το χαρτί που βρίσκεται εμπρός του, με τις γρήγορες κινήσεις των δακτύλων ενός έμπειρου πιανίστα. Πολύ συχνά, πολύ έμπειροι και επιδέξιοι πιανίστες μπορούν να εκτελέσουν πολύ δύσκολα μουσικά κομμάτια χωρίς να έχουν μπροστά τους χαρτί μουσικής.

Κινήσεις που πρέπει να εκτελεστούν με ταχύτητα, όπως αυτές ενός επιδέξιου πιανίστα, απαιτούν έλεγχο ανοιχτού' κυκλώματος.

Ιεραρχικές ΘεωρίεςΙεραρχικές Θεωρίες

Τα υψηλότερα κέντρα δίνουν εντολές στα χαμηλότερα κέντρα για να εκτελέσουν μια προσχεδιασμένη κίνηση.

Σε πλήρη αντίθεση με τις προηγούμενες θεωρίες περί αντανακλαστικών, οι ιεραρχικές θεωρίες του κινητικού ελέγχου υποθέτουν πως όλα τα στοιχεία του προγραμματισμού και της εκτέλεσης της κίνησης είναι αποκλειστική ευθύνη ενός ή περισσότερων κέντρων του φλοιού του εγκεφάλου, τα οποία αντιπροσωπεύουν το υψηλότερο επίπεδο διοίκησης στην ιεραρχία του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ). Αυτός ο φλοιώδης εντολέας περιέχει όλες τις απαραίτητες για την κίνηση πληροφορίες και καθοδηγεί όλα τα χαμηλότερα κέντρα του νευρικού συστήματος ώστε να εκτελέσουν την προσχεδιασμένη κίνηση. Επιπλέον, έχει την ικανότητα να συγχρονίζει και να ρυθμίζει την κίνηση με ή χωρίς τη βοήθεια εξωτερικής αισθητηριακής ανατροφοδότησης.

Ένα από τα πρώτα μοντέλα που αναπτύχθηκαν για τη διερεύνηση των προβλέψεων των ιεραρχικών θεωριών του κινητικού ελέγχου, δημιουργήθηκε από τον Hughlings Jackson τη δεκαετία του 1950. Ο Jackson υποστήριξε πως οι κινήσεις, πρώτα απεικονίζονται στα υψηλότερα κέντρα του εγκεφάλου και κατόπιν χρησιμοποιούνται για την καθοδήγηση της εκτέλεσης. Ανάλογα, πίστευε, πως η ροή των πληροφοριών είναι μονόπλευρη. Αυτό σημαίνει πως η μόνη επικοινωνία που υπάρχει μεταξύ υψηλότερων και χαμηλότερων βοηθητικών κέντρων είναι η προώθηση πληροφοριών για την κίνηση από τα πρώτα στα δεύτερα. Από τότε, η αυστηρή αυτή "από την κορυφή -προς τα κάτω" άποψη του κινητικού ελέγχου, έχει τροποποιηθεί ώστε να επιτρέπεται η επικοινωνία μεταξύ των επιπέδων της ιεραρχίας. Αυτό σημαίνει πως και τα χαμηλότερα νωτιαία επίπεδα μπορεί να προωθούν πληροφορίες στα υψηλότερα νωτιαία επίπεδα με τη μορφή

ανατροφοδότησης σχετικά με το πώς εκτελείται η κίνηση. Παρά το γεγονός ότι πολλοί ερευνητές αναφέρονται στην παραπάνω τροποποιημένη άποψη σαν ετεραρχικό μοντέλο του κινητικού ελέγχου (Greene 1972), η ιδέα πως ο κινητικός έλεγχος ξεκινά από τα υψηλότερα κέντρα του εγκεφάλου είναι κοινή και στα δύο μοντέλα.

Τα κινητικά προγράμματα είναι προ-δομημένα σύνολα κινητικών εντολών που αναπτύχθηκαν στον φλοιό του εγκεφάλου.

Σύμφωνα με τις ιεραρχικές θεωρίες, υπάρχουν αποθηκευμένες στη μνήμη αναπαραστάσεις των κινήσεων με τη μορφή κινητικών σχεδίων ή προγραμμάτων. Πιστεύεται πως αυτά τα κινητικά προγράμματα αποτελούνται από προκατασκευασμένα σύνολα κινητικών εντολών, που κατασκευάστηκαν στο υψηλότερο επίπεδο του φλοιού και κατόπιν διοχετεύονται στα χαμηλότερα κέντρα της ιεραρχίας που είναι υπεύθυνα για την εκτέλεση της κίνησης. Η παραπάνω άποψη για τον κινητικό έλεγχο καθοδήγησε τις ερμηνείες των μελετητών του κινητικού ελέγχου από το 1968 όπου ο Keele έδωσε τον πρώτο λειτουργικό ορισμό. Όρισε λοιπόν τον κινητικό έλεγχο σαν "ένα σύνολο μυϊκών εντολών δομημένων πριν το ξεκίνημα της κίνησης, που επιτρέπουν την ολοκλήρωση της κίνησης χωρίς την επιρροή περιφερειακής ανατροφοδότησης".

Η σημαντικότερη υποστήριξη για τις ιεραρχικές θεωρίες και για τον έλεγχο της κίνησης με βούληση από τα κινητικά προγράμματα, προέρχεται από την εφαρμογή της τεχνικής αισθητηριακής αποκοπής που οδήγησε στην απόρριψη της θεωρίας περί αντανακλαστικών του κινητικού ελέγχου. Η χρήση ψυχολογικών παραμέτρων όπως του χρόνου αντίδρασης (RT), που περιγράφονται με περισσότερες λεπτομέρειες στο επόμενο κεφάλαιο, παρείχε επίσης υποστήριξη στην ιδέα πως πολλές προαποφασισμένες κινήσεις, ιδίως αυτές που πρέπει να εκτελεστούν με ταχύτητα, μπορούν να σχεδιαστούν από πριν (Henry & Rogers 1960, Rosenbaum, Inhoff & Gordon 1984, Sternberg, Monsell, Knoll & Wright 1978). Το μοναδικό αυτό χαρακτηριστικό της ιεραρχικής θεωρίας, εξηγεί με τον καλύτερο τρόπο το πώς είναι δυνατόν ο τερματοφύλακας ή ο οδηγός να μπορούν να σχεδιάσουν τις κινήσεις τους πριν ακόμη συμβούν αλλαγές στο περιβάλλον.

Παρά το γεγονός πως ο αρχικός ορισμός του Keele για τον κινητικό έλεγχο υπήρξε καταλυτικός για αρκετές ερευνητικές προσπάθειες στα πρώτα χρόνια της δεκαετίας του 1970, έχει πλέον υποστεί τροποποιήσεις ώστε να εξηγεί καλύτερα την ικανότητα του ατόμου να εκτελεί ένα ευρύτερο πεδίο κινήσεων, ιδιαίτερα κινήσεων που θεωρούνται καινούργιες. (Η διεύρυνση του ορισμού κρίθηκε απαραίτητη και για το ότι η αποθήκευση ενός κινητικού προγράμματος για κάθε πιθανή κίνηση θα απαιτούσε υπέρογκες ποσότητες μνήμης). Στις πιο πρόσφατες εκδοχές του ορισμού έχει επίσης συμπεριληφθεί και ο σημαντικός ρόλος της αισθητηριακής ανατροφοδότησης. Σε αντίθεση με το ότι ο Keele, σε μια από τις πρώτες εκδοχές του ορισμού του κινητικού ελέγχου, περιέγραψε το ρόλο της ανατροφοδότησης σαν περιττό, σήμερα έχει αναγνωρισθεί πως η αισθητηριακή ανατροφοδότηση χρησιμοποιείται για να διασφαλίσει την ακρίβεια στην κίνηση, όταν βέβαια υπάρχει ο απαιτούμενος χρόνος. Η σημασία της αισθητηριακής ανατροφοδότησης για τον κινητικό έλεγχο και την κινητική μάθηση θα συζητηθεί σε άλλα κεφάλαια αυτού του βιβλίου.

Η Έννοια του Γενικευμένου Κινητικού Προγράμματος (GMP). Προς το τέλος της δεκαετίας του 1970, έκανε την εμφάνιση της μία πιο πλατιά εκδοχή του ορισμού του κινητικού ελέγχου, κυρίως χάρη στις ερευνητικές προσπάθειες του Schmidt και των συνεργατών του (Schmidt 1976, 1982, 1988, Shapiro 1978, Shapiro, Zernicke, Gregor & Diestal 1981). Παρά το γεγονός πως το γενικευμένο κινητικό πρόγραμμα που περιέγραψε ο Schmidt (1991) αποτελείται κι αυτό από μια αποθηκευμένη μορφή κίνησης, η ουσιαστική του δομή είναι πιο αφηρημένη από αυτή που περιέγραψε ο Keele. Επίσης, μπορεί να εφαρμοσθεί σε μεγαλύτερο εύρος κινήσεων, όπως επίσης μπορεί να αλλαχθεί ή να τροποποιηθεί κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης αντιδρώντας σε τυχόν περιβαλλοντολογικές αλλαγές. Η ουσία στη γενικότερη αυτή έννοια είναι η ύπαρξη των παραμέτρων, μεταβλητών ή αμετάβλητων, οι οποίες εφαρμόζονται στο GMP και καθορίζουν το πώς θα εκτελεσθεί κάθε συγκεκριμένη κίνηση. Οι παράμετροι καθορίζουν χαρακτηριστικά όπως η συνολική διάρκεια της κίνησης, η συνολική δύναμη που χρειάζεται για την επίτευξη της κίνησης, ο κινητικός ρυθμός της κίνησης και η χρονική και χωρική σειρά με την οποία θα εκτελεσθούν τα επί μέρους κομμάτια της κίνησης.

Το γενικευμένο κινητικό πρόγραμμα είναι πιο αφηρημένο όσον αφορά τη δομή του και μπορεί να εφαρμοσθεί σε μεγαλύτερο εύρος κινήσεων.

Ένα γενικευμένο κινητικό πρόγραμμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση ενός μεγάλου αριθμού παρόμοιων κινήσεων απλά προσθέτοντας το κατάλληλο σετ των κινητικών παραμέτρων στο αφηρημένο σχέδιο κίνησης, μειώνει σε μεγάλο βαθμό τον όγκο των

προγραμμάτων που κάποιος πρέπει να αποθηκεύσει στη μνήμη του. Η ιδέα του γενικευμένου κινητικού προγράμματος εξηγεί επίσης και την ικανότητα μας να επιτυγχάνουμε το ίδιο κινητικό αποτέλεσμα χρησιμοποιώντας διαφορετικές μυϊκές ομάδες. Για παράδειγμα, εξηγεί πώς είναι δυνατόν να γράφουμε με πολύ μικρά γράμματα σε μία επιταγή και με πολύ μεγάλα γράμματα σε έναν πίνακα (Merton 1972). Για να γράψει κάποιος με μεγαλύτερους χαρακτήρες απλά χρειάζεται να αναβαθμίσει τις ίδιες κινήσεις, χρησιμοποιώντας μεγαλύτερες μυϊκές ομάδες του χεριού. Η ικανότητα αυτή, να παράγουμε το ίδιο κινητικό αποτέλεσμα με τη χρήση διαφορετικών μυϊκών ομάδων, ονομάζεται κινητική ισοδυναμία. Η δυνατότητα της τροποποίησης των παραμέτρων δίνει επίσης τη δυνατότητα στο άτομο να εκτελεί νέες κινήσεις ικανοποιητικά, με την πρώτη προσπάθεια, κάτι που η περιορισμένη ιδέα για το κινητικό πρόγραμμα του Keele δεν είχε τη δυνατότητα να εξηγήσει.

Θεωρία των Δυναμικών ΣυστημάτωνΘεωρία των Δυναμικών Συστημάτων

Μια πολύ διαφορετική προσέγγιση, όσον αφορά τον κινητικό έλεγχο, έχει υιοθετηθεί τα τελευταία χρόνια. Οι ρίζες αυτής της νέας θεωρίας των δυναμικών συστημάτων (ή θεωρίας κινητικών συστημάτων, όπως επίσης ονομάζεται) ανιχνεύονται στην παλαιότερη δουλειά του Bernstein (1967), ενός Ρώσου φυσιολόγου, στον οποίο χρωστούμε πολλά για την κατανόηση του πώς ελέγχονται οι κινήσεις σε νευρολογικό επίπεδο και στη δουλειά του ψυχολόγου J. J. Gibson (1966, 1979), ο οποίος μελέτησε την κίνηση σε αντιληπτικό επίπεδο ανάλυσης. Παρά το ότι κανείς από τους δύο ερευνητές δεν είναι πια στη ζωή, πολλές από τις ιδέες τους έχουν περιληφθεί στη σύγχρονη θεωρία του κινητικού ελέγχου, από επιστήμονες όπως οι Kelso, Kugler, Reed, Turvey αλλά και άλλους (Kelso & Tuller 1984, Kugler & Turvey 1987, Reed 1982, Turvey 1990).

Η θεωρία των δυναμικών συστημάτων επαναφέρει το ρόλο του περιβάλλοντος σαν μία σημαντική πηγή πληροφοριών για την κίνηση.

Η θεωρία των δυναμικών συστημάτων διαφέρει από τις ιεραρχικές θεωρίες σε δύο σημαντικά σημεία. Πρώτον, επαναφέρει το ρόλο του περιβάλλοντος σαν μία σημαντική πηγή πληροφοριών για την κίνηση. Αυτό το επιτυγχάνει εστιάζοντας στη σχέση μεταξύ του ατόμου και του περιβάλλοντος στο οποίο θα πραγματοποιηθεί η κίνηση. Ουσιαστικά, οι πιο ένθερμοι υποστηρικτές αυτής της νέας θεωρίας (Reed 1982, Turvey & Carello 1981, 1988) υποστηρίζουν πως όλες οι πληροφορίες για την κίνηση είναι διαθέσιμες στο περιβάλλον και μπορούν να γίνουν άμεσα αντιληπτές από το άτομο. Έτσι λοιπόν ο σχεδιασμός της κίνησης δεν απαιτεί λεπτομερείς γνωστικές διαδικασίες, διότι οι πληροφορίες που παρέχει το περιβάλλον είναι άμεσα κατανοητές. Το δεύτερο σημείο στο οποίο η νέα αυτή θεωρία του κινητικού ελέγχου διαφέρει από τις παλαιότερες θεωρίες, σχετίζεται με το πώς παράγεται η κίνηση. Θυμηθείτε ότι στις ιεραρχικές θεωρίες , η κύρια πηγή του κινητικού ελέγχου ήταν ένας εντολέας ή ένα κέντρο ελέγχου στο φλοιό του εγκεφάλου. Οι επιστήμονες των δυναμικών συστημάτων δεν πιστεύουν ότι αποκλειστικά υπεύθυνος για τον έλεγχο της κίνησης μπορεί να είναι ένας τόσο αυστηρά καθορισμένος μηχανισμός του φλοιού. Αντίθετα, πιστεύουν πως η κινητική συμπεριφορά είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης πολλαπλών υποσυστημάτων (νευρολογικό, βιολογικό, μυοσκελετικό). Κανένα υποσύστημα δεν υπερτερεί έναντι κάποιου άλλου και κανένα δεν έχει την ικανότητα από μόνο του να ελέγξει ή να διαμορφώσει την κίνηση. Ο όρος που δίνουν οι επιστήμονες των δυναμικών συστημάτων σε αυτό το φαινόμενο, είναι αυτοοργάνωση.

Η κινητική συμπεριφορά είναι αυτο-οργανωμένη. Είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των υποσυστημάτων και κανένα υποσύστημα δεν είναι ικανό να διαμορφώσει ολόκληρη την κίνηση.

Παρά το γεγονός ότι η άποψη των δυναμικών συστημάτων (ή κινητικών συστημάτων) έχει ξεπροβάλλει σαν βιώσιμη θεωρία του κινητικού ελέγχου πολύ πρόσφατα, έχει ήδη προσφέρει πολλά στην κατανόηση του πώς ελέγχονται οι κινήσεις. Πρώτ' απ' όλα, έχει τονίσει τη σχέση περιβάλλοντος και ατόμου κατά το σχεδιασμό και έλεγχο της κίνησης. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία οι κινήσεις παίρνουν μορφή από τις προθέσεις του ατόμου και από τους περιορισμούς που επιβάλλει το περιβάλλον. Δεύτερον, η μεγαλύτερη ευθύνη που αναλαμβάνουν το νωτιαίο και το μυοσκελετικό σύστημα, εξηγεί καλύτερα την ικανότητα μας για , παραγωγή πολύ εξειδικευμένων μορφών συντονισμού (όπως η μετακίνηση) χωρίς την ανάγκη καθοδήγησης από το φλοιό. Τρίτον, ο σημαντικότερος ρόλος που παίζουν τα χαμηλότερα κέντρα ελέγχου, παρέχει ένα μηχανισμό για την αυτόματη διόρθωση των στάσεων που απαιτούν πολλές βουλητικές κινήσεις. Αυτός ο μηχανισμός δίνει επίσης τη δυνατότητα για αντανακλαστικές τροποποιήσεις των κινήσεων με βάση την αισθητηριακή ανατροφοδότηση.

Οι κινήσεις παίρνουν μορφή από τις προθέσεις του ατόμου και από τους περιορισμούς που

επιβάλλει το περιβάλλον.Παρά το ότι με την πρώτη ματιά φαίνεται πως η θεωρία των δυναμικών συστημάτων έρχεται σε

πλήρη αντίθεση με τις παλαιότερες θεωρίες, οι ιδέες που εκφράζονται σε αυτή μοιάζουν πολύ με τις θεωρίες που αναπτύσσονται σήμερα από νευροφυσιολόγους αλλά και ψυχολόγους. Οι νέες αυτές θεωρίες συχνά αποκαλούνται θεωρίες κατανεμημένης παράλληλης διαδικασίας ή θεωρίες νευρικού δικτύου. Με έναν τρόπο που θυμίζει τις αρχές της αυτοοργάνωσης που χαρακτηρίζουν τη δομή των δυναμικών συστημάτων, οι εναλλακτικές αυτές θεωρίες κατανέμουν επίσης τις ευθύνες της παραγωγής της κίνησης σε ένα αριθμό αυτόνομων νευρικών κέντρων (Grossberg & Kupersyein 1986, Rumelhart, McClelland & PDP Research Group 1986). Επιπλέον, αντίθετα με τα νευρικά κέντρα που περιέγραψαν οι ιεραρχικές θεωρίες, τα κέντρα αυτά δεν περιορίζονται μόνο στον φλοιό αλλά κατανέμονται σε όλο το εύρος του υποφλοιώδους, του νωτιαίου ακόμη και του μυοσκελετικού επιπέδου του νευρικού συστήματος (Pew 1984). Παρά το γεγονός πως η εμπειρική αξιολόγηση αυτών των εναλλακτικών θεωριών του κινητικού ελέγχου βρίσκεται ακόμη σε αρχικό στάδιο, οι θεωρίες αυτές προσφέρουν ελπίδα για το γεφύρωμα του χάσματος μεταξύ των ψυχολογικών και νευρολογικών εξηγήσεων για το πώς οργανώνονται οι κινήσεις.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣΚάθε θεωρία του κινητικού ελέγχου θα πρέπει να εξηγεί τα πολλαπλά χαρακτηριστικά της

ανθρώπινης κίνησης.Αφού έχουμε δώσει σε γενικές γραμμές τις σημαντικότερες υποθέσεις που βρίσκονται πίσω

από τις τρεις πιο χαρακτηριστικές θεωρίες του κινητικού ελέγχου, ας αρχίσουμε τώρα να εξερευνούμε το πώς οι καθοριστικές αρχές των θεωριών περί αντανακλαστικών, των ιεραρχικών θεωριών και των θεωριών των δυναμικών συστημάτων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να περιγράψουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά που συνδέονται με την ανθρώπινη κίνηση. Για να μας βοηθήσει σε αυτό, ο Sheridan (1984) αναγνώρισε τέσσερα σημαντικά χαρακτηριστικά της ανθρώπινης κινητικής συμπεριφοράς, πιστεύοντας πως πρέπει να περιλαμβάνονται σε κάθε θεωρία του κινητικού ελέγχου. Αυτά είναι η ευελιξία της κίνησης, η μοναδικότητα της κίνησης, η σταθερότητα της κίνησης και η προσαρμοστικότητα της κίνησης.

Ευελιξία της ΚίνησηςΕυελιξία της ΚίνησηςΗ ευελιξία της κίνησης αναφέρεται στην ικανότητα εκτέλεσης της ίδιας κίνησης επιστρατεύοντας

διαφορετικούς μύες και αρθρώσεις.Η ευελιξία της κίνησης αναφέρεται στην ικανότητα εκτέλεσης της ίδιας κίνησης με την

επιστράτευση διαφορετικών μυών και αρθρώσεων. Το χαρακτηριστικό αυτό μας επιτρέπει να γράφουμε ικανοποιητικά ακόμη και όταν ελέγχουμε το μολύβι με άκρα άλλα από τα δάκτυλα μας (Raibert 1977) αλλά και να ανοίγουμε μία πόρτα ή να πατάμε το διακόπτη για να ανάψουμε το φως χρησιμοποιώντας άλλα μέρη του σώματος μας, όταν τα χέρια μας είναι φορτωμένα με πράγματα. Με αυτόν τον τρόπο, οι βαθμοί ελευθερίας που διατίθενται από το ανθρώπινο κινητικό σύστημα μπορούν να χρησιμοποιηθούν προς όφελος μας σε πολλές κινητικές δραστηριότητες. Για να περιγράψουμε αυτή την ικανότητα, σε ένα προηγούμενο κομμάτι αυτού του κεφαλαίου, χρησιμοποιήσαμε τον όρο κινητική ισοδυναμία. Μία πιο λεπτομερής περιγραφή αυτής της έννοιας δίνεται παρακάτω στο κεφάλαιο με τον τίτλο Το Πρόβλημα Των Βαθμών Ελευθερίας.

Η ίδια κίνηση, το άνοιγμα της πόρτας για παράδειγμα, μπορεί να επιτευχθεί με την επιστράτευση διαφορετικών μυών και αρθρώσεων.

Μοναδικότητα της ΚίνησηςΜοναδικότητα της ΚίνησηςΈνα άλλο χαρακτηριστικό της ανθρώπινης κίνησης, το οποίο πρέπει να εξηγείται από κάθε

θεωρία κινητικού ελέγχου, είναι η μοναδικότητα της κίνησης -το γεγονός πως μία κίνηση ποτέ δεν είναι πανομοιότυπη με μία άλλη. Αρκεί κανείς να παρατηρήσει έναν τενίστα υψηλού επιπέδου να χτυπά τις μπάλες που ρίχνει το κανόνι προπόνησης, για να καταλάβει πως κάθε χτύπημα forehand εκτελείται διαφορετικά. Είναι φανερές οι μικρές διαφοροποιήσεις που συμβαίνουν στο πως τοποθετείται το σώμα πριν το χτύπημα της μπάλας και στο πως το χέρι που κρατά τη ρακέτα κινείται στο χώρο κατά τη διάρκεια κάθε χτυπήματος. Αυτό δείχνει πως το κινητικό σχέδιο που υποστηρίζει το χτύπημα forehand είναι ευέλικτο.

Δύο κινήσεις δεν εκτελούνται ποτέ πανομοιότυπα.

Σταθερότητα και Προσαρμοστικότητα της ΚίνησηςΣταθερότητα και Προσαρμοστικότητα της ΚίνησηςΤα χωρικά και χρονικά χαρακτηριστικά της κίνησης παραμένουν σχετικά αμετάβλητα από

προσπάθεια σε προσπάθεια.Το τρίτο χαρακτηριστικό που περιέγραψε ο Sheridan περιλαμβάνει τη σταθερότητα με την

οποία αναπαράγονται οι κινήσεις. Αυτό σημαίνει πως τα χωρικά και χρονικά χαρακτηριστικά της κίνησης παραμένουν σχετικά σταθερά από προσπάθεια σε προσπάθεια. Το τελευταίο χαρακτηριστικό το οποίο πρέπει να περιλαμβάνει κάθε θεωρία κινητικού ελέγχου, είναι η ικανότητα ενός επιδέξιου ατόμου να τροποποιεί την κίνηση ακόμη και κατά την εκτέλεση. Πόσες φορές δεν έχετε παρατηρήσει κάποιον επιδέξιο αθλητή να αλλάζει την κίνηση του εξ' αιτίας κάποιας αλλαγής στο περιβάλλον που δεν ήταν εμφανής πριν αρχίσει η κίνηση; (Ένα παράδειγμα είναι η αναπήδηση του αμυντικού παίκτη στην καλαθοσφαίριση, για να μπλοκάρει το σουτ του επιθετικού). Το

παραπάνω χαρακτηριστικό είναι ένα πολύ χρήσιμο συστατικό για επιτυχημένες εκτελέσεις κινήσεων σε ασταθές περιβάλλον, είτε πρόκειται για κάποιο άθλημα είτε για κάποιες καταστάσεις της καθημερινής ζωής (όπως για παράδειγμα το περπάτημα σε ένα πεζόδρομο γεμάτο κόσμο).

Πόσο καλά λοιπόν εξηγούν οι τρεις τύποι θεωριών τα παραπάνω χαρακτηριστικά της επιδέξιας κίνησης; Είναι ξεκάθαρο πως η θεωρία του κινητικού ελέγχου περί αντανακλαστικών αδυνατεί να εξηγήσει ικανοποιητικά τουλάχιστον τρία από τα χαρακτηριστικά που επεσήμανε ο Sheridan. Είναι σίγουρο πως δεν περιγράφει κανένα μηχανισμό που να επιτρέπει την τροποποίηση των κινήσεων με οποιοδήποτε τρόπο, ιδίως μάλιστα κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης. Θυμηθείτε πως ένα ερέθισμα ή σύνολο αισθητηριακών πληροφοριών ενεργοποιεί μία αντίδραση, που με τη σειρά της χρησιμεύει σαν ερέθισμα για την επόμενη αντίδραση. Επίσης, καμία εξήγηση δε δίνεται από τον αυστηρά δομημένο σκελετό αυτής της θεωρίας για την ικανότητα παραγωγής μοναδικών ή νέων κινήσεων στις επακόλουθες προσπάθειες. Το μόνο χαρακτηριστικό που μπορεί να εξηγηθεί από τη θεωρία του κινητικού ελέγχου περί αντανακλαστικών, είναι η σταθερότητα. Η απευθείας σύνδεση μεταξύ ερεθίσματος και αντίδρασης παρέχει το μηχανισμό που επιτυγχάνει χωρική και χρονική σταθερότητα μεταξύ των προσπαθειών.

Μόνο το χαρακτηριστικό της σταθερότητας μπορεί να εξηγηθεί από τη θεωρία του κινητικού ελέγχου περί αντανακλαστικών.

Οι ιεραρχικές θεωρίες, από την άλλη μεριά, φαίνονται περισσότερο ικανές να εξηγήσουν κάθε ένα από τα χαρακτηριστικά που περιέγραψε ο Sheridan. Σύμφωνα με αυτές τις θεωρίες, η ευελιξία της κίνησης επιτυγχάνεται απλά με την προσθήκη διαφορετικών κινητικών παραμέτρων στο ίδιο γενικευμένο κινητικό πρόγραμμα. Αυτό μπορεί να σημαίνει την εφαρμογή μεγαλύτερης δύναμης στο αντικείμενο που επιθυμείς να εκτοξεύσεις, με σκοπό να βελτιώσεις την απόσταση της ρίψης. Ο ίδιος μηχανισμός μπορεί επίσης να εξηγήσει την ικανότητα παραγωγής μοναδικών κινήσεων -τουλάχιστον εκείνων που ανήκουν σε μια από τις κατηγορίες κινήσεων που απεικονίζονται στη μνήμη. Για παράδειγμα, παρά το ότι κάποιοι από τους αναγνώστες δεν έχουν παίξει ποτέ κρίκετ, πολλοί από αυτούς θα μπορούσαν να χτυπήσουν με επιτυχία μία μπάλα του κρίκετ με το ειδικό ρόπαλο που χρησιμοποιείται στο συγκεκριμένο άθλημα. Πώς γίνεται αυτό; Απλά, ανακαλώντας το γενικευμένο κινητικό πρόγραμμα που απεικονίζει παρόμοιες κινήσεις από προηγούμενες εμπειρίες σε άλλα αθλήματα (όπως το μπέιζμπολ ή το γκολφ). Αν και είναι μάλλον απίθανο να επιτευχθεί ένα τέλειο χτύπημα από τις πρώτες προσπάθειες, οι προηγούμενες εμπειρίες διασφαλίζουν μία μορφή κίνησης που θα μοιάζει πολύ με αυτή που χρησιμοποιείται στο κρίκετ.

Οι ασκούμενοι υψηλού επιπέδου μπορούν να τροποποιούν τη κίνηση τους, ακόμη και κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης.

Οι ιεραρχικές θεωρίες είναι επίσης ικανές να εξηγήσουν και την ικανότητα τροποποίησης των κινήσεων σε εξέλιξη, τουλάχιστον μέχρι ένα σημείο, το οποίο εξαρτάται από το χρόνο που έχει στη διάθεση του το άτομο που εκτελεί. Εάν κάποιος έχει αρκετό χρόνο να χρησιμοποιήσει αισθητηριακή ανατροφοδότηση, τότε είναι δυνατό να τροποποιήσει το κινητικό πρόγραμμα που χρησιμοποιείται για να καθοδηγήσει την κίνηση. Στις βαλλιστικές κινήσεις όμως, η κίνηση εκτελείται πολύ γρήγορα, κάτι που δεν επιτρέπει τροποποιήσεις κατά την εκτέλεση. Η απώλεια αυτή όμως, μπορεί να αναπληρωθεί μέχρι ενός σημείου, αφού η αισθητηριακή ανατροφοδότηση που ήταν διαθέσιμη κατά τη διάρκεια της κίνησης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροποποίηση της επόμενης προσπάθειας.

Το γεγονός ότι κάποιες συγκεκριμένες κινητικές παράμετροι που μπορούν να εφαρμοσθούν σε οποιοδήποτε γενικό σχέδιο κίνησης είναι αμετάβλητες ενώ άλλες είναι μεταβλητές, διασφαλίζει την ικανότητα για σταθερότητα στις κινήσεις μας. Με το χειρισμό παραμέτρων όπως η δύναμη και ο χρόνος, μπορούμε να διατηρούμε τη χωρική και χρονική μορφή της κίνησης ακόμη και όταν χρησιμοποιούμε διαφορετικές μυϊκές ομάδες. Ο Hollerbach (1978) κατάφερε να επιδείξει αυτή την ικανότητα με πολύ ωραίο τρόπο, όταν ζήτησε από μία ομάδα ατόμων να γράψουν τη λέξη hell με μικρούς και μεγάλους χαρακτήρες. Η μέτρηση των δύο διαφορετικών αυξήσεων της ταχύτητας που δημιουργούσε η κίνηση του μολυβιού, αποκάλυψε μία απρόσμενη χρονική σταθερότητα στην εφαρμογή της δύναμης, παρά το γεγονός ότι το επίπεδο της συνολικής δύναμης που εφαρμόσθηκε ταλαντευόταν μεταξύ των δύο μεγεθών των χαρακτήρων. Φαίνεται λοιπόν, πως χρησιμοποιήθηκε το ίδιο σχέδιο κίνησης παρά το ότι ο στόχος ήταν η γραφή με μεγαλύτερους χαρακτήρες.

Τέλος, πώς εξηγεί η πιο πρόσφατη θεωρία των δυναμικών συστημάτων κάθε ένα από τα χαρακτηριστικά που αναγνώρισε ο Sheridan; Η έννοια της αυτοοργάνωσης που εμπεριέχεται στο μοντέλο των δυναμικών συστημάτων παρέχει την ικανότητα για ευελιξία και προσαρμοστικότητα

της κίνησης, εφόσον κανένα κομμάτι του νευρικού συστήματος δεν έχει την αποκλειστική ευθύνη για την παραγωγή της κίνησης. Σαν αποτέλεσμα, πριν την έναρξη της κίνησης, δεν υφίσταται καμία από της λεπτομέρειες της εκτέλεσης, όλες αναδύονται καθώς ξεδιπλώνεται η κίνηση. Συνεπώς, εφόσον οι μυϊκές ομάδες που συμμετέχουν είναι μόνο προσωρινά δεσμευμένες για την εκτέλεση της κίνησης, υπάρχει η δυνατότητα για άμεση προσαρμογή ή τροποποίηση της κίνησης σε κάθε απροσδόκητο γεγονός ή εμπόδιο που εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της. Παρόμοια, η προσωρινότητα της οργάνωσης των μυϊκών ομάδων επιτρέπει και τη μοναδικότητα της κίνησης. Εφόσον δεν υπάρχει η μονιμότητα των "σκληροπυρηνικών" αντανακλαστικών, αυτές οι λειτουργικές μυϊκές ομάδες μπορούν να αναδιοργανώνονται με άπειρους τρόπους ώστε να παράγουν παραλλαγές της κίνησης που μπορούν να θεωρούνται μοναδικές. Τη μοναδικότητα της κίνησης διευκολύνει και το γεγονός πως δεν υπάρχουν αποθηκευμένες απεικονίσεις συγκεκριμένων κινητικών μορφών.

Η τοπολογική σταθερότητα που υπάρχει μεταξύ των διαφόρων συντονισμένων μυϊκών ομάδων, εξηγεί και το τελευταίο χαρακτηριστικό που αναγνώρισε ο Sheridan, τη σταθερότητα της κίνησης. Για να σκιαγραφήσουμε αυτή την ιδέα, ας σκεφθούμε την κίνηση του βαδίσματος. Παρά το ότι η ταχύτητα της μετακίνησης μπορεί να αυξηθεί με την αλλαγή του ρυθμού, ή του αριθμού των βημάτων ανά λεπτό αλλά και με την αύξηση της δύναμης που εφαρμόζεται στους μύες που εμπλέκονται στην κίνηση, η σχετική μορφή του συντονισμού μεταξύ των άκρων παραμένει αμετάβλητη. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, το γεγονός πως οι μύες ποτέ δε δουλεύουν μόνοι τους αλλά είναι υποχρεωμένοι να λειτουργούν μέσα σε ένα λειτουργικό σύνολο, διασφαλίζει ακόμη περισσότερο τη σταθερότητα της κίνησης.

Και οι ιεραρχικές θεωρίες αλλά και οι θεωρίες των δυναμικών συστημάτων είναι ικανές να εξηγήσουν τα πολλαπλά χαρακτηριστικά της ανθρώπινης κίνησης.

Παρά την τεράστια διαφορά που υφίσταται μεταξύ των λειτουργικών τους αρχών, και οι ιεραρχικές θεωρίες και οι θεωρίες των δυναμικών συστημάτων του κινητικού ελέγχου εξηγούν ικανοποιητικά κάθε ένα από τα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης κίνησης που επεσήμανε ο Sheridan. Πώς λοιπόν μπορεί κάποιος να προσδιορίσει ποιο από τα δύο μοντέλα εξηγεί καλύτερα τον ανθρώπινο κινητικό έλεγχο; Έως σήμερα, δεν έχει δοθεί απάντηση σε αυτό το ερώτημα και οι ερευνητές που έχουν στρατευθεί με τη μία ή την άλλη θεωρητική προσέγγιση συνεχίζουν να υποστηρίζουν με πάθος τα πλεονεκτήματα και των δύο. Η συνεχιζόμενη αυτή διένεξη έχει δημιουργήσει "τη διαμάχη κίνησης - δράσης" και έχει προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον στην πρόσφατη βιβλιογραφία σχετικά με τον κινητικό έλεγχο (Meijer & Roth 1988, Colley & Beech 1988).

Παρά το ότι και οι δύο θεωρίες παρέχουν πολύ πιθανές εξηγήσεις για την κίνηση σε ένα μεγάλο αριθμό κινητικών καταστάσεων, καμία από τις δύο δεν είναι ικανή να εξηγήσει το πώς εκτελούνται οι κινήσεις σε όλες τις περιπτώσεις. Ίσως το ερώτημα δεν είναι ποια από τις δύο θεωρίες είναι η καλύτερη, αλλά το πώς τα πλεονεκτήματα και των δύο μπορούν να ενσωματωθούν σε μία πιο κατανοητή άποψη του ανθρώπινου κινητικού ελέγχου. Πράγματι, ένας ολοένα αυξανόμενος αριθμός συγγραφέων έχει ήδη αρχίσει να ενθαρρύνει μελλοντικές έρευνες προς αυτή την κατεύθυνση (Colley 1989, van Wieringen 1988).

ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣΣυντονισμός: Η διαδικασία με την οποία ένα άτομο περιορίζει ή συμπυκνώνει τους διαθέσιμους

βαθμούς ελευθερίας στο μικρότερο δυνατό νούμερο που είναι απαραίτητο για την επίτευξη του στόχου.

Έως τώρα έχουμε εστιάσει τη συζήτηση μας στον κινητικό έλεγχο αλλά είναι επίσης σημαντικό να εξετάσουμε ένα δεύτερο, εξίσου σημαντικό, παράγοντα της κίνησης: το συντονισμό. Παρά το ότι δεν είναι σπάνιο για κάποιον να συναντήσει στη βιβλιογραφία του κινητικού ελέγχου, τους όρους έλεγχος και συντονισμός να χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν το ίδιο πράγμα, οι υποστηρικτές των φυσικών - κινητικών απόψεων του κινητικού ελέγχου (δηλ. συστήματα δράσης ή δυναμικά συστήματα) υποστηρίζουν ότι, ο κάθε όρος αντιπροσωπεύει μία διαφορετική πλευρά της κινητικής συμπεριφοράς και συνεπώς δικαιολογεί διαφορετικό ορισμό (Kugler, Kelso & Turvey 1982, Newell 1985). Οι παραπάνω συγγραφείς υποστηρίζουν ότι ο συντονισμός και ο έλεγχος μιας επιδέξιας κίνησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ανεξάρτητα. Αυτό σημαίνει, ότι ο στόχος μίας κίνησης μπορεί να επιτευχτεί αλλάζοντας τον ένα ή και τους δύο παράγοντες. Επιπλέον, είναι δυνατή η παρατήρηση αλλά και η μέτρηση του καθενός από τους δύο αυτούς παράγοντες ξεχωριστά. Καθώς θα διαβάζετε το επόμενο κεφάλαιο, θα ανακαλύψετε ότι για τη μελέτη του ελέγχου μίας κίνησης

χρησιμοποιούνται συγκεκριμένες κινητικές και κινηματικές μετρήσεις ενώ για τη μελέτη του συντονισμού της ίδιας κίνησης χρησιμοποιούνται διαφορετικές μετρήσεις.

Πώς λοιπόν διαφέρει ο συντονισμός από τον έλεγχο; Σύμφωνα με τον Sparrow (1991), συντονισμός είναι η διαδικασία με την οποία ένα άτομο περιορίζει ή συμπυκνώνει τους διαθέσιμους βαθμούς ελευθερίας στο μικρότερο δυνατό νούμερο που είναι απαραίτητο για την επίτευξη του στόχου. Αυτοί οι βαθμοί ελευθερίας μπορεί να αντιπροσωπεύονται από τις πολλές και διαφορετικές αρθρώσεις στο σώμα, από τους ανεξάρτητους μύες ή ακόμη και από τις εκατοντάδες χιλιάδες κινητικές μονάδες που ενεργοποιούν τις ομάδες των μυϊκών ινών. Το πόσους βαθμούς ελευθερίας επιδεικνύει κάθε μία από τις πιθανές μονάδες κινητικού ελέγχου, προσδιορίζεται από τον αριθμό των διαφορετικών πιθανών τρόπων με τους οποίους μπορεί να κινηθεί η συγκεκριμένη μονάδα κινητικού ελέγχου.

Έλεγχος: Η διαδικασία διαχείρισης της συμπυκνωμένης μονάδας συμπεριφοράς.Οι συμπυκνωμένοι βαθμοί ελευθερίας σχηματίζουν μία μονάδα συμπεριφοράς, η οποία στη

συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πολλούς τρόπους (Kugler, Kelso & Turvey 1980). Η διαδικασία της διαχείρισης αυτής της μονάδας συμπεριφοράς ονομάζεται έλεγχος. Σε συμπεριφοριστικό επίπεδο, ο συντονισμός μπορεί να περιγραφεί σαν τη σχέση μεταξύ των τμημάτων μέσα στο ίδιο μέλος (συντονισμός εντός του μέλους) ή μεταξύ πολλών μελών (συντονισμός μεταξύ των μελών). Αντίστροφα, ο έλεγχος μπορεί να περιγραφεί σαν το απόλυτο σύνολο της κίνησης που παρατηρείται μέσα σε ένα μέλος ή δια μέσου πολλών μελών (δηλ. το επίπεδο δύναμης, ταχύτητας ή μετατόπισης που παρατηρείται).

Για να φτάσουμε σε επίπεδο εκτέλεσης παρόμοιο με αυτό που επιδεικνύουν αθλητές, μουσικοί και χορευτές υψηλού επιπέδου, πρέπει να αρχίσουμε να διερευνούμε διάφορους τρόπους για να περιορίσουμε ή να συμπυκνώσουμε τους πολλούς διαθέσιμους βαθμούς ελευθερίας. Την ίδια στιγμή, θα πρέπει να ορίζουμε διαφορετικές τιμές σε συγκεκριμένες παραμέτρους (όπως η δύναμη και η ταχύτητα) έως ότου ορισθεί το καλύτερο δυνατό σύνολο τιμών. Εφόσον η διαδικασία της απόκτησης επιδεξιότητας φτάσει σε αυτό το σημείο, τότε έχει βρεθεί η καλύτερη εκδοχή του κινητικού ελέγχου και το άτομο έχει αναπτύξει επιδεξιότητα.

Ο αθλητής υψηλού επιπέδου έχει βρει την καλύτερη λύση στο κινητικό πρόβλημα.Πώς όμως ακριβώς προσπαθούμε να μειώσουμε τον αριθμό των μυών, των αρθρώσεων και

των κινητικών μονάδων που χρειάζονται για την εκτέλεση μιας κινητικής δεξιότητας; Έχουν αναγνωρισθεί τρεις μηχανισμοί που μας βοηθούν να επιτύχουμε καλύτερο συντονισμό. Ο πρώτος περιλαμβάνει το κεντρικό νευρικό σύστημα, ο δεύτερος βασίζεται στην εκμετάλλευση συγκεκριμένων περιοχών του μυοσκελετικού συστήματος και ο τρίτος περιλαμβάνει τη χρήση των αισθητηριακών πληροφοριών που προέρχονται από την εκτέλεση της ίδιας της κίνησης. Μία συζήτηση των δύο πρώτων μηχανισμών ακολουθεί στο επόμενο κομμάτι αυτού του κεφαλαίου. Ο ρόλος που παίζουν οι αισθητηριακές πληροφορίες στον έλεγχο αλλά και στο συντονισμό της κίνησης θα συζητηθεί λεπτομερειακά στο Κεφάλαιο 4.

Συνέργειες Μυϊκών ΑπαντήσεωνΣυνέργειες Μυϊκών ΑπαντήσεωνΈνας μηχανισμός συντονισμού είναι η οργάνωση μυϊκών ομάδων σε συνέργιες μυϊκών

απαντήσεων.Μία μέθοδος συντονισμού, ή μείωσης του αριθμού των διαθέσιμων βαθμών ελευθερίας, είναι η

δέσμευση από το ΚΝΣ, μίας ομάδας μυών που συνδέουν πολλές αρθρώσεις, έτσι ώστε να λειτουργούν σαν μία κινητική μονάδα. Αυτή η μορφή οργάνωσης είναι πολύ αποτελεσματική όσον αφορά τη μείωση των πιθανών διαστάσεων ή κινήσεων που διαθέτει το κινητικό σύστημα. Υπάρχει η πεποίθηση πως ορισμένες από αυτές τις συντονιστικές δομές ή συνέργειες μυϊκών απαντήσεων, όπως πολύ συχνά αποκαλούνται, είναι λειτουργικές από τη γέννηση του ατόμου (μερικά παραδείγματα αποτελούν οι δεξιότητες της προσέγγισης, της αρπαγής και της μετακίνησης). Η πλειοψηφία όμως αυτών των συνεργιών, αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια της ζωής με τη μάθηση συγκεκριμένων έμφυτων ή πολιτισμικών δεξιοτήτων. Μερικά παραδείγματα πολιτισμικών δεξιοτήτων είναι το πατινάζ, η αντισφαίριση και η πετοσφαίριση. Σε αντίθεση με τις συνέργειες που είναι έμφυτες στο ανθρώπινο δυναμικό σύστημα, η δεύτερη ομάδα συνεργιών μυϊκών απαντήσεων είναι οργανωμένες λιγότερο αυστηρά και πολύ συχνά δεσμεύονται μόνο προσωρινά, με σκοπό την απλοποίηση μίας συγκεκριμένη κίνησης. Για παράδειγμα, οι συνέργειες μυϊκών απαντήσεων που επιστρατεύουμε για να φέρουμε ένα αντικείμενο στο στόμα μας, δεν είναι οι ίδιες με αυτές που μας βοηθούν να σηκώσουμε μία καρέκλα από το πάτωμα. Συχνά, ο αριθμός και ο τύπος των συνεργιών

μυϊκών απαντήσεων που επιστρατεύονται προσδιορίζονται από το μέγεθος, αυτό καθεαυτό, της κίνησης που εκτελείται.

Παρά το ότι υπάρχει n πεποίθηση πως ορισμένες συνέργιες μυϊκών αντιδράσεων, είναι λειτουργικές από τη γέννηση του ατόμου, η πλειοψηφία τους αναπτύσσεται κατά τη διάρκεια της ζωής με τη μάθηση συγκεκριμένων δεξιοτήτων, όπως το πατινάζ.

Σ Η Μ Α Ν ΤΙΚ ΟΣ Η Μ Α Ν ΤΙΚ Ο

Το πρόβλημα των "Βαθμών Ελευθερίας"Το πρόβλημα των "Βαθμών Ελευθερίας"

Βαθμοί ελευθερίας (1867): ένας περιορισμένος αριθμός τρόπων με τους οποίους μπορεί να κινηθεί ένα σώμα ή να αλλάξει ένα σύστημα. (Λεξικό Webster"s, 1986)

Ένα από τα πολλά θέματα που προσπαθούν να επιλύσουν οι σύγχρονοι επιστήμονες του κινητικού ελέγχου και της κινητικής μάθησης, είναι το τι ουσιαστικά ελέγχεται στο ανθρώπινο σύστημα όταν εκτελούμε μία κίνηση και το πώς οργανώνονται οι διάφορες κινητικές μονάδες ώστε να παράγουν συντονισμένη κίνηση. Σε μία θαυμάσια σειρά συγγραμμάτων ο Turvey και οι συνεργάτες του (Turvey, Fitch & Tullerζ Tuller, Turvey & Fitchζ Fich, Tuller & Turvey 1982) περιγράφουν μία άποψη του κινητικού ελέγχου η οποία έχει τις ρίζες της στα συγγράμματα του Bernstein (1967). Η βασική ανησυχία του Bernstein, ήταν η κατανόηση του πώς ο άνθρωπος συντονίζει και ελέγχει ένα πολύπλοκο σύστημα οστών, που συνδέονται με αρθρώσεις και στρώματα από μυϊκή μάζα, το οποίο είναι ικανό να κινείται με μία ποικιλία διαφορετικών σχεδίων. Ο όρος βαθμοί ελευθερίαςβαθμοί ελευθερίας χρησιμοποιείται συχνά για να περιγράψει τον αριθμό των τρόπων με τους οποίους μπορεί να κινείται μία συγκεκριμένη κινητική μονάδα. Οι μονάδες αυτές μπορεί να είναι αρθρώσεις, μύες ή ακόμη και κινητικές μονάδες.

Ο αριθμός των βαθμών ελευθερίας αντανακλάται στα διάφορα σχέδια κίνησης που είναι διαθέσιμα σε κάθε άρθρωση του σώματος.

Εάν αυτό που ελέγχουμε κατά την κίνηση είναι οι αρθρώσεις, ο Turvey και οι συνεργάτες του υπολογίζουν ότι για μία απλή κίνηση του χεριού θα πρέπει να ελέγξουμε συνολικά επτά βαθμούς ελευθερίας. Τρεις βαθμοί ελευθερίας είναι διαθέσιμοι στον ώμο, ένας στον αγκώνα αλλά και στην κερκιδωλενική άρθρωση και δύο στην άρθρωση του καρπού. Εάν προχωρήσουμε ένα ακόμη βήμα και υποθέσουμε πως η μονάδα που ελέγχεται κατά την κίνηση είναι ο μυς, ο αριθμός των διαθέσιμων βαθμών ελευθερίας αυξάνεται δραματικά. Για να κινήσουμε με επιτυχία το ίδιο χέρι, θα πρέπει να ρυθμίσουμε, το λιγότερο, είκοσι έξι βαθμούς ελευθερίας: τουλάχιστον δέκα μύες στην άρθρωση του ώμου, έξι ακόμη στην άρθρωση του αγκώνα, τέσσερις στην περιοχή της κερκιδωλενικής άρθρωσης και έξι που ελέγχουν τις διαφορετικές κινήσεις της άρθρωσης του καρπού. Καταλαβαίνετε βέβαια, πως το νούμερο θα αυξηθεί εκθετικά εάν υποθέσουμε πως η μονάδα ελέγχου είναι η κινητική μονάδα.

Το τεράστιο πρόβλημα του ελέγχου των εκατοντάδων και χιλιάδων βαθμών ελευθερίας που βρίσκονται διαθέσιμοι στο ανθρώπινο κινητικό σύστημα, έχει ωθήσει πολλούς ερευνητές να:

απορρίψουν την ιδέα του ενός εντολέα ή κεντρικού κινητικού προγράμματος, που θα έχει την ευθύνη του καθορισμού όλων των λεπτομερειών της κίνησης, στέλνοντας κινητικές εντολές σε κάθε ένα μυ που συμμετέχει στην κίνηση. Ο Bernstein και ειδικά οι υποστηρικτές των δυναμικών συστημάτων θεωρούν πως μία τέτοια μέθοδος ελέγχου δεν είναι ρεαλιστική, εάν σκεφθούμε τις ανατομικές και μηχανικές πηγές της μεταβλητότητας που χαρακτηρίζει το ανθρώπινο σύστημα. Επιπλέον, η αποστολή προς τους μύες, ενός ολοκληρωμένου σχεδίου κίνησης, θα περιόριζε σημαντικά την ικανότητα τροποποίησης της κίνησης σε τυχόν αλλαγή των συνθηκών του περιβάλλοντος. Παρά το ότι η κατανόηση μας για το ανθρώπινο σύστημα συνεχίζει να αναπτύσσεται, το πρόβλημα του πώς τα διάφορα συστήματα ελέγχουν συνολικά τους διαθέσιμους, στην ανθρώπινη λειτουργία, βαθμούς ελευθερίας, παραμένει ένα αίνιγμα.

Μηχανικές Ιδιότητες των ΜελώνΜηχανικές Ιδιότητες των ΜελώνΈνας δεύτερος μηχανισμός είναι η εκμετάλλευση των έμφυτων ιδιοτήτων του μυοσκελετικού

συστήματος.Ένας δεύτερος μηχανισμός που διευκολύνει τον συντονισμό της κίνησης, εκμεταλλεύεται τις

ιδιότητες του μυοσκελετικού συστήματος επιτρέποντας στα μέλη να κινούνται χωρίς την ταυτόχρονη ενεργοποίηση μυών. Αυτό είναι πολύ φανερό στη μετακίνηση, όταν κατά τη φάση της αιώρησης, οι παθητικές δυνάμεις που δημιουργούνται από τις μηχανικές ιδιότητες των μυών και των φυσικών τους συνδέσεων (δηλ. διάφορες αρθρώσεις και σύνδεσμοι), είναι αρκετές για να μετακινήσουν το μέλος στο χώρο. Οι κινήσεις που ξεκινούν από μία άρθρωση επηρεάζουν πάντα τις κινήσεις άλλων μελών διότι τα τμήματα των μελών αλληλοσυνδέονται. Για παράδειγμα, η κίνηση του ισχίου προς τα

εμπρός σαφώς επηρεάζει τις κινήσεις των αρθρώσεων του γόνατος και της ποδοκνημικής.Η ιδιότητα των μυών να είναι ελαστικοί είναι επίσης κάτι που το ΚΝΣ μπορεί να εκμεταλλευθεί

ώστε να μας βοηθήσει στο να τοποθετούμε τα μέλη μας στο χώρο με ακρίβεια. Αυτό επιτυγχάνεται με την κατάλληλη ρύθμιση της σκληρότητας των επιστρατευμένων μυών, πριν ακόμη την έναρξη της κίνησης. Η ικανότητα αυτή της προετοιμασίας των μυών ονομάζεται προρύθμιση ή τροφοδότηση πριν την κίνηση. Όπως θα δούμε σε επόμενα κεφάλαια, η ικανότητα της προτροφοδότησης μας εξυπηρετεί πολύ σε διάφορες κινητικές καταστάσεις.

Μία συντονισμένη κίνηση απαιτεί την αποτελεσματική διαχείριση των πολλαπλών μυϊκών ομάδων και αρθρώσεων που ελέγχουν κάθε μέλος που λαμβάνει μέρος στην κίνηση. Αυτό επιτυγχάνεται καλύτερα δια μέσου ενός συνδυασμού πηγών: τη συναρμολόγηση διαφόρων μυϊκών συνεργιών σε λειτουργικές κινητικές μονάδες, την εκμετάλλευση των μηχανικών ιδιοτήτων μελών και μυών και τη συνεχή ροή αισθητηριακών πληροφοριών που ενεργοποιούνται από αυτή καθεαυτή την εκτέλεση της κίνησης.

Οι κινήσεις που ξεκινούν από μία άρθρωση επηρεάζουν πάντα τις κινήσεις άλλων μελών εξαιτίας της φυσικής σύνδεσης των τμημάτων των μελών και των μηχανικών ιδιοτήτων των μυών.

ΠΕΡΙΛΗΨΗΠΕΡΙΛΗΨΗΠαρά το γεγονός ότι η κίνηση είναι ένα πολύ σημαντικό εργαλείο για την αλληλεπίδραση με το

άμεσο περιβάλλον, η κατανόηση των μηχανισμών που κυβερνούν αυτές τις αλληλεπιδράσεις παραμένει ανολοκλήρωτη. Παρά το ότι η έρευνα έχει φτάσει, τον τελευταίο αιώνα, στο αποκορύφωμα της με την ανάπτυξη ενός αριθμού θεωριών για τον κινητικό έλεγχο, πολλές ερωτήσεις για το πώς ελέγχονται οι κινήσεις παραμένουν αναπάντητες. Ίσως, καμία θεωρία δεν θα καταφέρει ποτέ να εξηγήσει ακριβώς την ικανότητα μας να εκτελούμε κάθε τύπο κίνησης κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑΑφού ολοκληρωθεί αυτό το κεφάλαιο ο αναγνώστης θα πρέπει να γνωρίζει την ερμηνεία των

παρακάτω εννοιών.αισθητηριακή αποκοπήαντίδρασηαυτο-οργάνωσηβαθμοί ελευθερίαςγενικευμένα κινητικά προγράμματαέλεγχοςέλεγχος ανοιχτού κυκλώματοςεπιδεξιότηταερέθισμαετεραρχικό μοντέλοθεωρία δυναμικών συστημάτωνθεωρίες περί αντανακλαστικώνιεραρχικές θεωρίες κινητικά προγράμματα

κινητική ισοδυναμία κινητικός έλεγχοςπαράμετροι προρύθμισησυνέργειες μυϊκών απαντήσεων συντονιστικές δομές συντονισμόςτοπολογική σταθερότητα τροφοδότηση πριν την κίνηση

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΤΕ ΤΙ ΚΑΤΑΝΟΗΣΑΤΕΑΞΙΟΛΟΓΗΣΤΕ ΤΙ ΚΑΤΑΝΟΗΣΑΤΕ1. Περιγράψτε περιληπτικά τις βασικές υποθέσεις κάθε μίας από τις παρακάτω θεωρίες του

κινητικού ελέγχου: α) Περί αντανακλαστικών, β) Ιεραρχικές, γ) Ετεραρχικές.2. Περιγράψτε περιληπτικά τα εμπειρικά στοιχεία που υποστηρίζουν τις ιεραρχικές θεωρίες

του κινητικού ελέγχου.3. Σε τι διαφέρουν οι ετεραρχικές από τις ιεραρχικές θεωρίες του κινητικού ελέγχου;4. Περιγράψτε τρεις τρόπους με τους οποίους έχει συμβάλλει η θεωρία των δυναμικών

συστημάτων του κινητικού ελέγχου, στην κατανόηση του πώς ελέγχονται οι κινήσεις.5. Περιγράψτε τα τέσσερα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης κίνησης, που πρέπει να εξηγεί

κάθε θεωρία κινητικού ελέγχου. Δώστε από ένα παράδειγμα που να απεικονίζει κάθε ένα από αυτά τα χαρακτηριστικά.

6. Περιγράψτε περιληπτικά το πώς εξηγούν οι θεωρίες περί αντανακλαστικών, οι ιεραρχικές θεωρίες και οι θεωρίες των δυναμικών συστημάτων, τα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης κίνησης που αναφέρονται στην ερώτηση 5.

7. Συγκρίνετε και αντιπαραβάλετε τους όρους έλεγχος, συντονισμός και επιδεξιότητα.8. Αναφέρετε τους τρεις μηχανισμούς που χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό των βαθμών

ελευθερίας που είναι διαθέσιμοι στο ανθρώπινο σύστημα.

Ειδική αναφοράΕιδική αναφορά

Ο Pew περιγράφει τη σημασία της αλληλεπίδρασης που συμβαίνει μεταξύ του περιβάλλοντος κατ του ατόμου, σε κάθε κινητική κατάσταση. Σε αντίθεση με προηγούμενες απόψεις που εκφράστηκαν από υποστηρικτές της ιεραρχικής θεωρίας του κινητικού ελέγχου, ο Pew υποστηρίζει την άποψη μίας πιο καταμερισμένης διαδικασίας στην οποία ένας αριθμός ανεξάρτητων κινητικών κέντρων στο φλοιώδες, νωτιαίο ή ακόμη και μυϊκό επίπεδο, συμβάλλουν στην παραγωγή της συντονισμένης κίνησης. Όπως γράφει σε ένα νεότερο άρθρο του (Pew 1984(, "κάθε ανεξάρτητη διαδικαστική οντότητα μπορεί να δράσει ανταποκρινόμενη σε μία απαίτηση από ένα άλλο σύστημα" .

Το εάν το διαδικαστικό κέντρο που ανταποκρίνεται στην παραπάνω απαίτηση θα βρίσκεται στο φλοιώδες, νωτιαίο ή κάποιο άλλο επίπεδο, εξαρτάται επίσης από δύο ακόμη παράγοντες: τη φύση της δεξιότητας που θα εκτελεσθεί και το επίπεδο επιδεξιότητας του ατόμου που θα εκτελέσει. Στην περίπτωση που το άτομο βρίσκεται στις αρχικές φάσεις μάθησης, τότε ο φλοιός συμβάλλει σημαντικά στο σχεδιασμό και στην καθοδήγηση της κίνησης. Καθώς όμως, το επίπεδο επιδεξιότητας αυξάνεται, η ευθύνη της κίνησης μεταφέρεται σε άλλα επίπεδα του ΚΝΣ: συγκεκριμένα το νωτιαίο και το μυϊκό. Το πώς επιτυγχάνεται αυτός ο καταμερισμός του ελέγχου, θα γίνει πιο ξεκάθαρο καθώς θα διαβάζετε το Κεφάλαιο 3. Τέλος, η πολυπλοκότητα της δεξιότητας επηρεάζει επίσης τη φύση της απαιτούμενης διαδικασίας. Όσο πιο πολύπλοκη η δεξιότητα τόσο πιο υψηλό θα είναι και το επίπεδο του κινητικού ελέγχου που απαιτείται.

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ

ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ• Να αναγνωρισθούν οι διαφορές των τεχνικών μέτρησης που χρησιμοποιούνται για να

περιγράψουν τη διαδικασία με την οποία επιτεύχθηκε ένα αποτέλεσμα.• Να κατανοηθούν οι διαφορετικές χρονικές μονάδες μέτρησης, που χρησιμοποιούνται στην

μελέτη του συγχρονισμού και της διάρκειας της γνωστικής διαδικασίας που γίνεται κατά τον προγραμματισμό και την εκτέλεση των κινήσεων.

• Να κατανοηθούν τα διαφορετικά είδη λαθών που χρησιμοποιούνται για να καθορίσουν εάν ο στόχος της κίνησης έχει επιτευχθεί και ποια είναι η φύση του λάθους που παρατηρήθηκε.

• Να κατανοηθούν και να αναγνωρισθούν οι διαφορές μεταξύ των μετρήσεων συμπεριφοράς που χρησιμοποιούνται για να μετρήσουν τον τύπο της κίνησης και αυτών που χρησιμοποιούνται για να μετρήσουν τις εσωτερικές και εξωτερικές δυνάμεις που επηρεάζουν τη συγκεκριμένη κίνηση.

• Να κατανοηθούν και να αναγνωρισθούν οι διαφορές μεταξύ των διαδικασιών μέτρησης που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τις αλλαγές των παραμέτρων συντονισμού των μελών και αυτών που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν πώς ελέγχεται μια συγκεκριμένη κίνηση.

• Να γίνει εφικτή η αναγνώριση των διαφορετικών τύπων διαδικασιών μέτρησης του νευρικού συστήματος και να περιγραφεί και εξεταστεί η εσωτερική λειτουργία του.

"Η επιστημονική μέθοδος είναι ένα σίγουρο μέσο απόκτησης πληροφοριών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μια σταθερή βάση για τη λήψη διδακτικών αποφάσεων. "

-Magill (1993)

Κάθε μια από τις θεωρίες του κινητικού ελέγχου που περιγράφηκαν στο κεφάλαιο 1 είναι το αποτέλεσμα συστηματικής έρευνας πολλών ετών χρησιμοποιώντας πολλές διαφορετικές και εξειδικευμένες τεχνικές έρευνας. Αυτό το κεφάλαιο περιγράφει διαφορετικούς τύπους επιστημονικών τεχνικών μέτρησης που χρησιμοποιούνται για να ελέγξουν την εγκυρότητα διαφόρων μοντέλων κινητικού ελέγχου. Αυτές οι τεχνικές καλύπτουν ένα φάσμα μετρήσεων από καθόλου παρεμβατικές ψυχολογικές τεχνικές μέτρησης μέχρι τις σχετικά πιο παρεμβατικές πειραματικές διαδικασίες που σχεδιάστηκαν για να παρατηρούν και να αλλάζουν την λειτουργία του κεντρικού νευρικού συστήματος κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης.

ΨΥΧΟΛΟΓΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣΨΥΧΟΛΟΓΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣΓια την ανάλυση των ψυχολογικών διαδικασιών η χρονομέτρηση και τα λάθη της εκτέλεσης

χρησιμοποιούνται συχνότερα ως δείκτες μέτρησης του αποτελέσματος.Οι τεχνικές μέτρησης που έχουν χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση των ψυχολογικών

διαδικασιών με σκοπό να μετρήσουν την εγκυρότητα των τριών μοντέλων κινητικού ελέγχου μπορούν να διαχωριστούν σε δύο βασικές κατηγορίες: τις μετρήσεις αποτελέσματος και τις μετρήσεις διαδικασίας. Οι τεχνικές μέτρησης που χρησιμοποιήθηκαν για να μετρήσουν τα αρχικά αντανακλαστικά μοντέλα του κινητικού ελέγχου χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για να μετρήσουν το αποτέλεσμα της εκτέλεσης που παρατηρήθηκε αφού επέδρασαν μια ή περισσότερες πειραματικές μεταβλητές. Όσον αφορά τα πιο πρόσφατα μοντέλα των ιεραρχικών και δυναμικών συστημάτων έχουν μετρηθεί χρησιμοποιώντας ερευνητικά πρωτόκολλα και τεχνικές μέτρησης που σχεδιάστηκαν επίσης για να περιγράψουν το πώς ελέγχεται η κίνηση για να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα. Θα αρχίσουμε αυτή την ενότητα σχολιάζοντας δύο από τις πιο συνηθισμένες τεχνικές μέτρησης: τη μέτρηση του χρόνου και τη μέτρηση του λάθους της εκτέλεσης.

Τεχνικές Μέτρησης του ΑποτελέσματοςΤεχνικές Μέτρησης του ΑποτελέσματοςΗ μέτρηση του χρόνου ή ο συγχρονισμός και η διάρκεια των γνωστικών διαδικασιών που

συμμετέχουν στον σχεδιασμό των μη αυτοματοποιημένων κινήσεων (όπως περιγράφηκαν στο ιεραρχικό μοντέλο κινητικού ελέγχου) έχουν μελετηθεί εκτεταμένα από ένα μεγάλο αριθμό ερευνητών χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές μέτρησης του χρόνου αντίδρασης (RT) (Henry & Rogers 1960, Christina, Fischman, Vercruyssen, & Anson 1982, Goggin & Christina 1979, Klapp 1975). Σε αυτή την απλή μορφή ο RT ορίστηκε ως ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ της παρουσίασης ενός ερεθίσματος (όπως ένα φως ή ένα ακουστικό ερέθισμα) και της έναρξης της απάντησης. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα άθλημα και να καθορίσει πόσο γρήγορα ένας σπρίντερ απαντά στον εναρκτήριο πυροβολισμό του αφέτη και ξεκινά την κίνηση του από τον βατήρα, ή τον χρόνο που χρειάζεται ένας πασαδόρος στο Αμερικάνικο football για να εντοπίσει έναν αμαρκάριστο συμπαίκτη του και να αρχίσει την κίνηση της πάσας. Παρότι και οι δύο αυτές κινήσεις περιλαμβάνουν τον χρόνο αντίδρασης, μας παρέχουν διαφορετικού τύπου πληροφορίες σχετικά με τη διαδικασία λήψης της απόφασης.

Η μέτρηση του απλού και επιλογής χρόνου αντίδρασης χρησιμοποιείται στο εργαστήριο για να μελετηθεί η διαδικασία της απόφασης, γεγονός που παρατηρείται σε πολλές κινητικές καταστάσεις.

Χρόνος Αντίδρασης Απλός, Επιλογής και Διάκρισης.Χρόνος Αντίδρασης Απλός, Επιλογής και Διάκρισης. Το πρώτο παράδειγμα περιγράφει μια κατάσταση που συμμετέχει ο απλός χρόνος αντίδρασης (SRT) επειδή ο σπρίντερ απαντά όταν παρουσιάζεται ένα ερέθισμα, δηλαδή ο εναρκτήριος πυροβολισμός του αφέτη. Αντίθετα, στο παράδειγμα του πασαδόρου συμμετέχει ο χρόνος αντίδρασης με επιλογή (CRT) επειδή ο αθλητής έχει μια πληθώρα από πιθανές ενέργειες. Η απόφαση του εξαρτάται από την εξέλιξη της φάσεως και μπορεί να αποφασίσει αν θα κάνει την πάσα σε κάποιον συμπαίκτη του με πολλούς όμως πιθανούς αποδέκτες της πάσας ή αν θα αποφασίσει να τρέξει ο ίδιος με την μπάλα. Ένας τρίτος τύπος RT που συμμετέχει σε παρόμοιες καταστάσεις ονομάζεται χρόνος αντίδρασης διάκρισης (DRT). Αντί να απαιτείται μια συγκεκριμένη απάντηση σε κάθε συγκεκριμένο ερέθισμα όπως στην προηγούμενη περίπτωση (CRT), σε μια κατάσταση που απαιτείται ο χρόνος αντίδρασης διάκρισης, αυτός που εκτελεί πρέπει να απαντήσει σε ένα μόνο από τα ερεθίσματα που παρουσιάζονται. (Ο προπονητής έχει καθοδηγήσει τον πασαδόρο να πασάρει σε ένα μόνο συγκεκριμένο παραλήπτη ακόμα και αν πολλοί άλλοι είναι ελεύθεροι.) Όλες αυτές οι καταστάσεις που συμμετέχει ο χρόνος αντίδρασης μπορούν πολύ εύκολα να προσομοιωθούν στο εργαστήριο εκτελώντας απλές κινήσεις. Τέτοιες εργαστηριακές έρευνες βασισμένες στο χρόνο αντίδρασης ήταν το μέσο που βοήθησε τους ερευνητές να κάνουν συγκεκριμένες προβλέψεις που σχετίζονται με τα

ιεραρχικά μοντέλα χωρίς να καταφεύγουν σε πιο παρεμβατικές τεχνικές μέτρησης.

ΕΙΚΟΝΑ 2.1. Ο χρόνος αντίδρασης μπορεί να διαιρεθεί ακόμη περισσότερο στον προκινητικό και κινητικό χρόνο αντίδρασης.

Η κλασματοποίηση του χρόνου αντίδρασης σε προκινητικό και κινητικό μέρος βοήθησε στον διαχωρισμό των γνωστικών και των κινητικών διαδικασιών.

Κλασματικός Χρόνος Αντίδρασης.Κλασματικός Χρόνος Αντίδρασης. Τα τελευταία χρόνια, μια πιο ακριβής μέθοδος μέτρησης του χρόνου αντίδρασης χρησιμοποιήθηκε από ένα μικρό αριθμό ερευνητών με σκοπό τη μελέτη αναλυτικότερα της γνωστικής διαδικασίας που απαιτείται για τον σχεδιασμό των κινήσεων (Anson 1982, Christina & Rose 1985, Clarkson & Kroll 1978). Αυτή η ακριβέστερη μέτρηση του χρόνου αντίδρασης που αναφέρεται ως κλασματικός χρόνος αντίδρασης (FRT) απαιτεί τη χρήση της ηλεκτρομυογραφίας (EMG) για να διαχωρίσει τον χρόνο αντίδρασης σε δύο μέρη: τον προκινητικό χρόνο (PRMOT) και τον κινητικό χρόνο (MOT). Προκινητικός χρόνος είναι ο χρόνος που απαιτείται για να ληφθεί και να μεταφραστεί το ερέθισμα, να αναπτυχθεί το σχέδιο δράσης και να μεταφερθεί η εντολή στους κατάλληλους μυς. Ο κινητικός χρόνος ξεκινά με την πρώτη αλλαγή της ηλεκτρικής δραστηριότητας που καταγράφεται στον πρώτο μυ που κινείται και συνεχίζει μέχρι εκεί που αρχίζει η κίνηση. Αντίθετα με τον προκινητικό χρόνο αυτό το δεύτερο συνθετικό δεν είναι άμεσα παρατηρήσιμο και μπορεί να υπολογισθεί αφαιρώντας τον προκινητικό χρόνο από τον συνολικό χρόνο αντίδρασης. Η τεχνική αυτή παρέχει τη δυνατότητα να διαχωριστεί πιο ξεκάθαρα η γνωστική διαδικασία από την κινητική διαδικασία δίνοντας στους ερευνητές μια πιο ακριβή πληροφόρηση σχετικά με τη διαδικασία σχεδιασμού εκτέλεσης μιας κίνησης.

Αρκετοί ερευνητές ασχολήθηκαν με την αξία του κλασματικού χρόνου αντίδρασης (FRT) (Anson, 1982,1989, Christina & Rose 1985). Οι ερευνητές αναγνώρισαν έναν αριθμό από χαρακτηριστικά της κίνησης (όπως η συνθετότητα της, η ακρίβεια της, τα ανατομικά χαρακτηριστικά του συμμετέχοντος μέλους) που φαίνεται να επηρεάζουν σημαντικά τον χρόνο της διαδικασίας λήψης της απόφασης. (Για μια πιο πλήρη ανασκόπηση της βιβλιογραφίας δες Christina 1992.) Ο διαχωρισμός του χρόνου αντίδρασης σε κεντρικό και κινητικό συνθετικό διευκόλυνε το να αναγνωρισθεί εάν η καθυστέρηση της έναρξης μιας κίνησης οφείλεται στην καθυστέρηση της γνωστικής διαδικασίας ή των μηχανικών χαρακτηριστικών των μελών του σώματος που σχετίζονται με την εκτέλεση της κίνησης (π.χ. μέγεθος του μέλους, τύπος μυϊκής ίνας).

Μεταβλητές που Επηρεάζουν τον Χρόνο Αντίδρασης.Μεταβλητές που Επηρεάζουν τον Χρόνο Αντίδρασης. Όλοι οι τύποι του χρόνου αντίδρασης χρησιμοποιήθηκαν σε πειράματα, προκειμένου να μελετηθεί πώς συγκεκριμένες μεταβλητές επηρεάζουν τον χρόνο που απαιτείται για να σχεδιαστεί και να εκτελεστεί μια κίνηση. Υποστηρικτές των ιεραρχικών μοντέλων του κινητικού ελέγχου τόνισαν ότι η μέτρηση του RT ήταν ιδιαίτερα χρήσιμη στην αναζήτηση και στον καθορισμό των μεταβλητών που πιθανά να επηρεάζουν καθένα από τα στάδια της μεθόδευσης πληροφοριών (αναγνώριση ερεθίσματος, επιλογή απάντησης, προγραμματισμός απάντησης) και που συμμετέχουν στην προετοιμασία εκτέλεσης μιας κίνησης.

Σαν αποτέλεσμα των πειραματικών σχεδιασμών οι ερευνητές εντόπισαν έναν αριθμό μεταβλητών που επηρεάζουν σημαντικά τον χρόνο που απαιτείται για να ολοκληρωθεί η διαδικασία νοητικής μεθόδευσης που προηγείται της εκτέλεσης της κίνησης. Τέτοιες μεταβλητές είναι ο αριθμός των πιθανών απαντήσεων, η συνθετότητα της απάντησης, οι απαιτήσεις ακρίβειας της κίνησης και η ποσότητα της εξάσκησης για τη συγκεκριμένη δεξιότητα. Όπως θα δούμε στα παρακάτω κεφάλαια ένας διδάσκων θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη του την επιρροή αυτών των μεταβλητών πριν αναπτύξει και εφαρμόσει στρατηγικές που είναι σχεδιασμένες να διευκολύνουν τη μάθηση ή τη

βελτίωση της μάθησης των κινήσεων.Εκτός της ευρείας εφαρμογής στα σπορ, η μεθοδολογία του RT έχει επίσης χρησιμοποιηθεί στη

μελέτη νευρολογικών ασθενειών, τραυματισμών και της επίδρασης αυτών στον χρόνο που απαιτείται για τον προγραμματισμό και την έναρξη γρήγορων κινήσεων. Για παράδειγμα οι τεχνικές μέτρησης SRT και CRT χρησιμοποιήθηκαν στη μέτρηση της ικανότητας προετοιμασίας για εκτέλεση διαφορετικών κινήσεων των ασθενών που πάσχουν από την ασθένεια Parkinson (Stelmach, Garcia-Golera, & Martin 1989, Stelmach, Worringham, & Strand 1987). Οι ικανότητες προετοιμασίας της κίνησης ατόμων με εγκεφαλική παράλυση μελετήθηκαν επίσης χρησιμοποιώντας την τεχνική μέτρησης του FRT (Parks, Rose, & Dunn 1989).

Η ανταλλαγή της ταχύτητας και της ακρίβειας μπορεί να φανεί χρησιμοποιώντας τον RT και MT της κινητικής εκτέλεσης.

Χρόνος Κίνησης.Χρόνος Κίνησης. Μια δεύτερη μεταβλητή μέτρησης που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τον RT είναι ο χρόνος κίνησης (ΜΤ).

Σε πολλές καταστάσεις απαιτείται ο αθλητής να κινείται με ταχύτητα να κινείται με ταχύτητα αλλά και ακρίβεια για να είναι επιτυχής.

Αυτή η μεταβλητή μέτρησης αντιπροσωπεύει τον χρόνο που μεσολαβεί από την έναρξη της κίνησης μέχρι τη λήξη της. Ο ΜΤ φάνηκε ότι είναι μια ιδιαίτερα χρήσιμη μεταβλητή μέτρησης που αποδεικνύει ένα φαινόμενο στον κινητικό έλεγχο γνωστό ως ανταλλαγή ταχύτητας και ακρίβειας. Αυτό το φαινόμενο είναι πιθανότερο ότι συμβαίνει όταν ο ασκούμενος προσπαθεί να εκτελέσει μια κίνηση με ταχύτητα και ακρίβεια. Στο άθλημα του κανώ καγιάκ ο αθλητής που κάνει σλάλομ ανάμεσα από εμπόδια προσπαθεί να ολοκληρώσει τη διαδρομή στο συντομότερο δυνατό χρόνο αλλά και να περάσει μέσα από όλες τις "πόρτες". Στο άθλημα αυτό ένας καλός αθλητής προσπαθεί να κρατήσει την ισορροπία μεταξύ της ταχύτητας και της ακρίβειας επειδή κάθε φορά που ο αθλητής χτυπά μια πόρτα προστίθεται ανεπιθύμητα στον συνολικό χρόνο του. Παρατηρώντας τον ΜΤ σε τέτοιες περιπτώσεις φανερώνεται η στρατηγική που χρησιμοποιεί ο αθλητής για να φτάσει στην επιτυχία.

Η μέτρηση του ΜΤ και του RT επίσης παρέχει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με το αν μια κίνηση προγραμματίζεται από πριν ή κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης της. Οι ερευνητές έδειξαν ότι σε συγκεκριμένες καταστάσεις οι αθλητές προγραμματίζουν ένα μέρος της κίνησης από πριν και μετά προγραμματίζουν το υπόλοιπο μέρος της κίνησης, αφού αυτή αρχίζει να εκτελείται. (Rosenbaum, Inhoff, & Gordon, 1984, Stelmach, Worringham, & Strand 1987). Αυτό συμβαίνει κυρίως όταν η κίνηση αποτελείται από πολλά συνθετικά μέρη ή διαρκεί περισσότερο από 500 msec.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΣΗΜΑΝΤΙΚΟΗ Χρήση της Μέτρησης του Χρόνου για την Αξιολόγηση Εκτέλεσης Κινήσεων σε Άτομα

με Κινητικές Διαταραχές

Η μέτρηση του χρόνου αντίδρασης και του χρόνου κίνησης χρησιμοποιήθηκαν εκτεταμένα για να κατανοηθεί καλύτερα η επίδραση των διαφόρων μορφών κινητικής διαταραχής. Μια μορφή

κινητικής διαταραχής που έχει μελετηθεί χρησιμοποιώντας τη μέτρηση του RT και του ΜΤ είναι η ασθένεια του Parkinson. Αυτή η ασθένεια διακόπτει τη λειτουργία βασικών γαγγλίων, νευρολογικών δομών που συντονίζουν τον προγραμματισμό μιας κίνησης. Δύο συνηθισμένα συμπτώματα της ασθένειας αυτής είναι η δυσκολία της έναρξης της κίνησης και η αργή εκτέλεση της κίνησης. Αυτά και άλλα συμπτώματα οδηγούν σε σημαντικές αλλαγές στο περπάτημα και στη στάση.

Από έρευνες που ασχολήθηκαν με τον RT και τον ΜΤ προέκυψαν σημαντικά συμπεράσματα. Για παράδειγμα σε άτομα που πάσχουν από την ασθένεια του Parkinson ο χρόνος αντίδρασης επιλογής τους αναλογικά δε διέφερε πολύ από τα άτομα που δεν είχαν την ασθένεια πράγμα που σημαίνει ότι η ασθένεια δεν επηρεάζει αρνητικά τον προγραμματισμό της κίνησης σε συγκεκριμένες καταστάσεις (Stelmach, Worringham, & Strand, 1987). Όσο όμως το επίπεδο της L-dopa μειώνεται στα βασικά γάγγλια ο χρόνος αντίδρασης με επιλογή των ατόμων που πάσχουν από την ασθένεια του Parkinson αυξάνεται σημαντικά.

Οι ερευνητές επίσης βρήκαν ότι όταν προγραμματίζεται η εκτέλεση μιας σύνθετης δεξιότητας οι ασθενείς με Parkinson δεν προγραμματίζουν την κίνηση εκ των προτέρων. Αντίθετα προγραμματίζουν μόνο το πρώτο μέρος της πριν αρχίσουν την κίνηση. Όταν ξεκινήσει η κίνηση, προγραμματίζουν και την υπόλοιπη. Αυτή η τάση τους δε φάνηκε στην μέτρηση του χρόνου αντίδρασης με επιλογή αλλά φάνηκε όταν μετρήθηκε ο χρόνος εκτέλεσης του πρώτου μέρους της κίνησης. Η μέτρηση πολλών διαφορετικών μεταβλητών που σχετίζονται με διαφορετικές παραμέτρους του κινητικού ελέγχου είναι μια χρήσιμη τεχνική για την αποτελεσματική μελέτη της κινητικής διαταραχής σε διαφορετικές φάσεις του κινητικού ελέγχου.

Εκτός από τις ιδιαίτερες πληροφορίες που μπορούν να δώσουν οι RT και ΜΤ σχετικά με την επίδραση συγκεκριμένων νευρολογικών ασθενειών στον προγραμματισμό και στον έλεγχο των κινήσεων, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να κατανοηθεί η συνεισφορά διάφορων εγκεφαλικών δομών στον επιδέξιο έλεγχο των κινήσεων. Βέβαια, ένας αριθμός δομών ή περιοχών του κεντρικού νευρικού συστήματος (CNS) είναι καθοριστικός για τον κινητικό έλεγχο. Έτσι η κινητική δυσλειτουργία που παρατηρείται στους ασθενείς με Parkinson μπορεί επίσης να οφείλεται στη διαταραχή άλλων υποσυστημάτων του κεντρικού νευρικού συστήματος όταν έχει αλλοιωθεί η ουσία που είναι απαραίτητη για τη μεταφορά των νευρικών ώσεων.

Λάθη της Απόδοσης.Λάθη της Απόδοσης. Η μέτρηση των λαθών της απόδοσης είναι μια τακτική που χρησιμοποιείται κυρίως από διδάσκοντες που θέλουν να αξιολογήσουν την ικανότητα κάποιου να εκτελέσει μια συγκεκριμένη δεξιότητα, ή πόσο γρήγορα βελτιώνεται στη μάθηση μιας νέας δεξιότητας. Έτσι μια γρήγορη μέτρηση του μέσου όρου των χαμένων χτυπημάτων της μπάλας μιας ομάδας baseball, δίνει στον προπονητή σημαντικές πληροφορίες που θα τον βοηθήσουν στην οργάνωση της επόμενης προπόνησης. Οι ερευνητές επίσης χρη-

σιμοποιούν διαφορετικούς τύπους λάθους προκειμένου να καθορίσουν εάν ο στόχος της κίνησης έχει τελικά επιτευχθεί. Για παράδειγμα, ο αθλητής πέτυχε την μπάλα; Ή, εκτέλεσε την κινητική ακολουθία με τη σωστή σειρά; Επίσης, για να εξηγήσουμε πώς μια συγκεκριμένη κίνηση εκτελέστηκε, συγκεκριμένα σκορ λαθών διαφορετικού τύπου μπορούν να μας βοηθήσουν να κα-ταλάβουμε γιατί δεν εκτελέστηκε η κίνηση με πλήρη επιτυχία. Για παράδειγμα, συγκεκριμένα λάθη απόδοσης μας πληροφορούν εάν οι αθλητές υπερεκτίμησαν ή υποτίμησαν τον στόχο και πόση σταθερότητα παρουσίασαν σε συνεχόμενες προσπάθειες.

Τα σκορ των λαθών που θα συζητηθούν είναι το απόλυτο λάθος (ΑΕ), μεταβλητό λάθος (VE), σταθερό λάθος (CE), απόλυτα σταθερό λάθος (ACE) και το συνολικό λάθος (Ε). Επειδή ο καθένας τύπος λάθους παρέχει διαφορετικές πληροφορίες σχετικά με τη φύση της κίνησης συνηθίζεται από τους ερευνητές να χρησιμοποιούν περισσότερους από έναν τύπους στα πειράματα τους.

Το απόλυτο λάθος μετρά τον συνολικό αριθμό λαθών της εκτέλεσης.Το σκορ του λάθους που υπολογίζεται πιο γρήγορα και αυτό που χρησιμοποιείται συχνότερα

για την αξιολόγηση της απόδοσης είναι το απόλυτο λάθος (ΑΕ). Αυτό το σκορ λάθους μετρά απλά τον αριθμό των λαθών που σχετίζονται με την εκτέλεση. Στην περίπτωση της στόχευσης με πιστόλι π.χ. υπολογίζεται το συνολικό σκορ μετά την εκτέλεση 60 προσπαθειών. Το απόλυτο λάθος δεν μας δίνει πληροφορίες σχετικά με την κατεύθυνση του λάθους. Για παράδειγμα, θα ήταν χρήσιμο να γνωρίζει κάποιος ποιο σημείο από τα 10 δαχτυλίδια του στόχου πέτυχε η σφαίρα και πόσο συχνά η σφαίρα πετύχαινε συγκεκριμένα σημεία του στόχου.

Το μεταβλητό λάθος φανερώνει τον βαθμό της σταθερότητας ή της μεταβλητότητας που σχετίζεται με την εκτέλεση.

Για να γίνουν γνωστές αυτές οι πληροφορίες πρέπει να υπο-ι λογιστούν δύο άλλοι τύποι λάθους. Το πρώτο είναι το μεταβλητό ι λάθος (VE) που αντιπροσωπεύει τον βαθμό της σταθερότητας ή της μεταβλητότητας που σχετίζεται με την εκτέλεση. Αυτό το σκορ του ι λάθους υπολογίζεται μετρώντας την τυπική απόκλιση των 60 προ-: σπαθειών. Όσο πιο μικρή είναι η τυπική απόκλιση τόσο πιο σταθερή είναι η απόδοση. Ο δεύτερος τύπος λάθους που παρέχει χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τη φύση του λάθους είναι το σταθερό λάθος (CE). To CE μετρά την τάση των εκτελέσεων γιατί προσμετρά όχι μόνο το ποσοστό του λάθους αλλά και την κατεύθυνση του λάθους. Για παράδειγμα, εάν χωρίζαμε τον στόχο σε δύο μέρη και ορίζαμε το δεξιό μέρος σε θετικά σκορ (+) και το αριστερό σε αρνητικά σκορ (-) θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε εάν ο σκοπευτής τείνει να σημαδεύει περισσότερο προς την μια πλευρά του στόχου ή προς την άλλη. Ο προπονητής μπορεί να εφαρμόσει στην πράξη αυτή την πληροφορία και να αλλάξει την τεχνική του αθλητή του. Για έναν σκοπευτή που συνήθως

Το σταθερό λάθος χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της τάσης της εκτέλεσης γιατί προσμετρά όχι μόνο το ποσοστό του λάθους αλλά και την κατεύθυνση του

σκοπεύει στην αριστερή πλευρά του στόχου η διόρθωση θα πρέπει να γίνει στην στάση του πιστολιού έτσι ώστε να βελτιωθεί η απόδοση του. Εάν απλά καταγράφαμε το απόλυτο λάθος ο προπονητής δε θα είχε αυτή τη σημαντική πληροφορία.

Όσο χρήσιμος είναι αυτός ο τύπος μέτρησης του λάθους για την αξιολόγηση της απόδοσης ενός ατόμου τόσο λιγότερο ακριβής γίνεται όταν μετράται μια ομάδα ατόμων. Αυτό συμβαίνει γιατί τα σκορ του ενός ατόμου αναιρούν τα σκορ του δεύτερου ατόμου όταν και τα δύο έχουν το ίδιο μέγεθος αλλά διαφορετική κατεύθυνση. Έτσι εάν ένας σκοπευτής έχει βαθμολογηθεί με (-7) για μια βολή που πέτυχε στο αριστερό μέρος του στόχου και ένας άλλος βαθμολογηθεί με (+7) για μια βολή που πέτυχε στο δεξιό μέρος του στόχου, όταν τα δύο σκορ προστεθούν, το άθροισμα τους θα είναι μηδέν. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα οι Henry (1974) και Schutz (1977) πρότειναν ότι πρέπει να προστεθούν οι απόλυτες τιμές των δύο σκοπευτών. Η συνολική τάση της ομάδας υπολογίζεται τότε συγκρίνοντας τον αριθμό των θετικών και αρνητικών τιμών που σχετίζονται με τα σκορ του κάθε ατόμου. Αυτό το σκορ του λάθους της εκτέλεσης ονομάζεται απόλυτο σταθερό λάθος (|CE|). Αυτό αναφέρεται στις περισσότερες έρευνες αντί του σταθερού λάθους εξαιτίας της μεγαλύτερης εγκυρότητας του. Μια εναλλακτική λύση για να χρησιμοποιηθούν το σταθερό και το μεταβλητό λάθος είναι η χρήση ενός σύνθετου σκορ που συνδυάζει τους δύο αυτούς τύπους λάθους (Henry 1974). Το συνολικό λάθος (Ε) μετρά τη συνολική μεταβλητότητα μιας εκτέλεσης. Η χρήση αυτού του τύπου λάθους θεωρείται ότι είναι η καταλληλότερη γιατί υπολογίζει την τάση της εκτέλεσης καθώς και την μεταβλητότητα μιας και μοναδικής εκτέλεσης.

Τεχνικές Μέτρησης της Διαδικασίας της ΕκτέλεσηςΗ στροφή του ενδιαφέροντος στην έρευνα από τη μελέτη απλών δεξιοτήτων δηλαδή από την

κίνηση μιας μόνο άρθρωσης στην μελέτη πιο σύνθετων αλληλεπιδράσεων μεταξύ αυτού που εκτελεί και του περιβάλλοντος, οδήγησε στην ανάγκη χρήσης τεχνικών μέτρησης που αναλύουν τον έλεγχο της κίνησης στιγμή προς στιγμή. Αυτή η τεχνική της μέτρησης της διαδικασίας της κίνησης, βοήθησε στην πιο ακριβέστερη περιγραφή της κίνησης αλλά και είναι ένα πιο κατανοητό μέσο για τη μέτρηση της εγκυρότητας της θεωρίας των ιεραρχικών μοντέλων και των δυναμικών συστημάτων. Τέσσερις από τις επικρατέστερες τεχνικές μέτρησης που χρησιμοποιούνται τελευταία για να περιγράψουν και να αξιολογήσουν τον συντονισμό ή τον έλεγχο της κίνησης είναι η κινηματική ή η τεχνική μέτρησης του τύπου της κίνησης, η ηλεκτρομυογρα-φία, η κινητική ή η τεχνική μέτρησης των δυνάμεων της κίνησης και τέλος η μέτρηση της κίνησης με την παρουσίαση των γωνιών σε διαγράμματα ή εικό-

νες. Ας δούμε αναλυτικότερα καθεμιά από αυτές τις τεχνικές και να δούμε τη συνεισφορά τους στην προσπάθεια κατανόησης στο ερώτημα πώς παράγονται οι κινήσεις.

Η κινηματική ανάλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναγνωρίσει τα σημαντικά σημεία στις παραμέτρους της κίνησης και επίσης να παρουσιάσει πώς ένας κινητικός στόχος μπορεί να διαμορφώσει την παρατηρούμενη εκτέλεση.

Κινηματική Περιγραφή. Η εξέλιξη της τεχνολογίας των οργάνων κινηματογράφησης σε συνδυασμό με την αυξημένη διάθεση λογισμικών προγραμμάτων που συνδυάζουν μαθηματικά και στατιστικά προγράμματα (Peak Performance Systems, Qualisys, Watsmart), έδωσε στους ερευνητές την ευκαιρία να αξιολογήσουν πιο αντικειμενικά τα κινηματικά χαρακτηριστικά - δηλαδή την περιγραφή του τύπου ή της πορείας της κίνησης χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι δυνάμεις - που χαρακτηρίζουν την εκτέλεση πολλών διαφορετικών κινητικών δεξιοτήτων. Αυτή η τεχνική

παρέχει στον ερευνητή μια πληθώρα πληροφοριών σχετικά με τη θέση και την κίνηση των μελών, την επιτάχυνση, την ταχύτητα, άλλες σημαντικές παραμέτρους που σχετίζονται με την κίνηση (Δες εικόνα 2.2). Η κινηματική ανάλυση βοήθησε στην αναγνώριση σημαντικών κομματιών στις παραμέτρους της κίνησης και στην εξήγηση διαφορών στο αποτέλεσμα της κίνησης.

Τελευταία, η περιγραφή των κινηματικών χαρακτηριστικών έχει χρησιμοποιηθεί για να δείξει πώς ο συνολικός στόχος της κίνησης μπορεί να παρουσιασθεί σε παρατηρούμενες παραμέτρους της κίνησης. Σε μια τέτοια έρευνα των (Martenuik, Leavitt, MacKenzie, & Athenes 1990), οι εξεταζό-μενοι θα έπρεπε να πλησιάσουν και να πιάσουν ένα δίσκο που ήταν τοποθετημένος επάνω σε ένα τραπέζι και να εκτελέσουν μια από τις δύο πιθανές ενέργειες: να αφήσουν τον δίσκο σε μια μεγάλη επιφάνεια ή να τον περάσουν από μια σχισμή που απαιτούσε ακρίβεια. Μια προσεκτική παρατήρη-ση των κινηματικών πληροφοριών που περιγράφει την κίνηση των μελών του σώματος κατά τη διάρκεια των δύο φάσεων της κίνησης φανέρωσε ότι οι διαφορές δεν υπήρχαν μόνο στο δεύτερο μισό της κίνησης που οι εξεταζόμενοι έπρεπε να μεταχειριστούν τον δίσκο με διαφορετική ακρίβεια αλλά και στο πρώτο μισό της κίνησης που απαιτούνταν ακριβώς η ίδια κίνηση και για τις δύο διαφορετικές στη συνέχεια δεξιότητες. Οι κινηματικές πληροφορίες έδειξαν ότι οι εξεταζόμενοι που έπρεπε να εκτελέσουν την κίνηση που απαιτούσε μεγαλύτερη ακρίβεια επιβράδυναν την κίνηση του χεριού τους για μεγαλύτερο διάστημα πριν πιάσουν τον δίσκο.

Από τα αποτελέσματα αυτά οι ερευνητές συμπέραναν ότι οι απαιτήσεις του χώρου συσχετιζόμενες με το δεύτερο συνθετικό της κίνησης επηρέασαν τον τρόπο που προγραμματίστηκαν και ελέγχθηκαν και τα δύο συνθετικά της κίνησης. Καμία από τις τεχνικές που περιγράφτηκαν και αξιολογούν το αποτέλεσμα της κίνησης δε θα μπορούσε να δώσει πληροφορίες σχετικά με τις διαδικασίες προγραμματισμού και ελέγχου που έγιναν για την εκτέλεση αυτών των δύο διαφορετικού τύπου κινήσεων. Αυτά τα αποτελέσματα απο-

ΕΙΚΟΝΑ 2.2. Η κινηματική ανάλυση έχει χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση των συνθετικών συγκεκριμένων παραμέτρων της κίνησης που συχνά διαφοροποιούν τον καλό από τον αρχάριο αθλητή.

δείχθηκε ότι δεν μπορούσαν επίσης να εξηγηθούν με το μοντέλο των δυναμικών συστημάτων αφού δεν περιλαμβάνουν τη συμμετοχή γνωστικών διαδικασιών στην παραγωγή των κινήσεων.

Ηλεκτρομυογραφία (EMG) Νωρίτερα αναφέρθηκε ότι η ηλεκτρομυογραφία (EMG) βοήθησε τους ερευνητές να τμηματοποιήσουν τον RT σε κεντρικό και περιφερειακό συνθετικό. Επίσης δόθηκαν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τη δραστηριότητα των μυών κατά τη διάρκεια μιας κίνησης. Τοποθετούνται ηλεκτρόδια στην επιφάνεια του δέρματος επάνω από τους μυς που μας ενδιαφέρουν και καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα των αγωνιστών και ανταγωνιστών

μυών κατά τη διάρκεια μιας κίνησης. Όταν το σήμα EMG που αποκτάται από κάθε μυ φιλτράρεται και καταγράφεται αποκτούνται σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τα χωρο-χρονικά χαρακτηριστικά

ΕΙΚΟΝΑ 2.3. Τα σήματα EMG χρησιμοποιήθηκαν για να δείξουν τον τύπο της αντίδρασης των μυών σε μια διατάραξη της ισορροπίας προς τα εμπρός (επάνω) ή πίσω (κάτω). Μια στρατηγική συγχρονισμού του αστραγάλου χρησιμοποιείται σε μια φαρδιά επιφάνεια (Α και B) ενώ μια στρατηγική συγχρονισμού του ισχύου χρησιμοποιείται στη στενή επιφάνεια (C και D).

της κίνησης. Μια καμπύλη του EMG μπορεί να απαντήσει σε ερωτήσεις όπως το μέγεθος της δύναμης που ασκήθηκε από ένα συγκεκριμένο μυ, το πλάτος και η διάρκεια της συστολής και στην περίπτωση πολλαπλής καταγραφής ο χρονικός συντονισμός μεταξύ των διαφορετικών μυϊκών ομάδων.

Η πολλαπλή καταγραφή των σημάτων EMG χρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει πώς οι διάφορες μυϊκές ομάδες στο πόδι και στον κορμό του σώματος δραστηριοποιούνται όταν γίνεται προσπάθεια διατήρησης ή ανάκτησης της θέσης ισορροπίας σε διαφορετικές περιβαλλοντικές καταστάσεις. Όπως φαίνεται και στην εικόνα 2.3 Α και B, όταν το έδαφος είναι επίπεδο και υπάρχει μεγάλη βάση μετά από διατάραξη της ισορροπίας, αυτή ανακτάται με την συνεργασία των γωνιών των μελών. Αυτή η συνεργασία χαρακτηρίζεται από μια δραστηριοποίηση των μυών που ξεκινά από τους μύες των

Η πολλαπλή κα τωνσημάτων EMC χ ή-θηκε για να περιγράψει πώς οι διάφορες μυϊκές ομάδες στο πόδι και στον κορμό του σώματος

δραστηριοποιούνται όταν γίνεται προσπάθεια ανάκτησης της ισορροπίας.αρθρώσεων που αντιτίθενται στη διαταραχή αυτή και μετά δραστηριοποιούνται οι μύες των

μηρών και κάτω μέρους του κορμού στην ίδια κοιλιακή ή ραχιαία πλευρά του σώματος. Αντίθετα, όταν το Ι έδαφος που στηριζόμαστε (μια λεπτή δοκό ισορροπίας για παρά-δείγμα) είναι μικρότερο από το πόδι, ένας διαφορετικός συγχρονισμός δραστηριοποιείται με σκοπό να μας βοηθήσει να διατηρήσουμε την ισορροπία μας. Σε αυτή την περίπτωση, οι μυς στο μηρό και κάτω μέρος του κορμού δραστηριοποιούνται στην αντίθετη πλευρά του σώματος, αντίθετα με τη δραστηριοποίηση που συμβαίνει κατά την προσπάθεια ισορροπίας σε μεγαλύτερη βάση. Αυτή η δραστηριοποίηση ξεκινά σε 100 msec μετά την προς τα εμπρός ή πίσω κίνηση του εδάφους ισορροπίας. Στην εικόνα 2.3 φαίνεται καθαρά ότι η άρθρωση των ισχύων χρησιμοποιείται για να διατηρήσει το σώμα την όρθια στάση του.

Η κινητική μαςταλάβουμε πώς είναι δυνατό να επιτευχθούν τα ίδια κινητικά αποτελέσματα χρησιμοποιώντας

διαφορετικά επίπεδα δύναμης.Κινητική Περιγραφή. Η ανάλυση της κάθε κίνησης δεν είναι πλήρης εάν δεν περιγραφούν όλες

οι εσωτερικές και εξωτερικές δυνάμεις που δρουν στο σώμα. Αυτές μπορούν να μετρηθούν με διάφορα όργανα μέτρησης όπως δυναμοδάπεδα ή μικρότερα όργανα μέτρησης της δύναμης που τοποθετούνται μεταξύ του μέλους που κινείται και του οργάνου που μετακινείται. Για παράδειγμα, ένα όργανο μέτρησης της δύναμης μπορεί να μετρήσει τη δύναμη που ασκείται από το χέρι του κωπηλάτη στο κουπί, ή η δύναμη που ασκείται στο χέρι ενός τεννίστα όταν η μπάλα έρχεται σε επαφή με την ρακέτα του. Όταν καταγραφούν τα ποσοστά των δυνάμεων που ασκούνται από τα διάφορα μέλη κατά τη διάρκεια μιας κίνησης και αναλυθούν και παρουσιαστούν με γραφήματα, οι ερευνητές προσπαθούν να καθορίσουν πώς είναι δυνατό να πετύχουν το ίδιο αποτέλεσμα της κίνησης χρησιμοποιώντας διαφορετικά επίπεδα κίνησης.

Ο συντονισμός μεταξύ τμημάτων ενός μέλους μπορεί να περιγραφεί από το γωνιά-γωνιά διάγραμμα.

Διάγραμμα Γωνιών: Η μέτρηση του συγχρονισμού. Ο συγχρονισμός μεταξύ των τμημάτων των μελών μπορεί πολύ καλά να περιγραφεί σχεδιάζοντας ένα διάγραμμα γωνιών. Αυτό το διάγραμμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δείξει την αλλαγή στη σχέση των χωρικών και χρονικών χαρακτηριστικών των τμημάτων των μελών κατά τη διάρκεια εκτέλεσης μιας κίνησης. Αν και τα διαγράμματα γωνιών χρησιμοποιούνται περισσότερο σε κυκλικές . δραστηριότητες όπως είναι το περπάτημα ή το τρέξιμο, διακεκομ-μένες κινήσεις μικρής διάρκειας μπορούν να περιγραφούν επίσης ! με αυτή τη μέθοδο μέτρησης (Newell 1985). Ας θυμηθούμε δύο έρευνες που χρησιμοποίησαν αυτή τη μέθοδο μέτρησης διαγράμ-μχχτος γωνιών για να εξετασθεί το πρότυπο συγχρονισμού των μελών.

Ο Enoka και συνεργάτες (Enoka, Miller, & Burgess, 1982) σχεδίασαν την κίνηση του αριστερού γόνατος και του μηρού ενός επιδέξιου δρομέα κατά τη διάρκεια ενός βήματος (εικόνα 2.4.Α) και μετά σύγκριναν το διάγραμμα γωνιών με το διάγραμμα γωνιών τριών ανάπηρων δρομέων με προθετικό πόδι κάτω από το γόνατο (εικόνα 2.4 B, Γ και Δ). Όταν μελετήθηκε η θέση της καμπύλης του επιδέξιου δρομέα με αυτές των ανάπηρων, φάνηκαν διαφορές στο πρότυπο συντονισμού των μελών ιδιαίτερα στη θέση του πατήματος (για παράδειγμα από το EFS μέχρι το ΙΤΟ). Η ακολουθία της κάμψης και έκτασης της άρθρωσης του γόνατος που παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια του πατήματος του επιδέξιου δρομέα ήταν διαφορετική από αυτή που φανέρωσε το διάγραμμα (γόνατο-μηρός) των ανάπηρων αθλητών. Το πρότυπο μεταβολής φανέρωσε ότι το γόνατο δε λύγιζε κατά τη διάρκεια του πατήματος αλλά διατηρούνταν σε σταθερή γωνία. Οι αθλητές με ειδικές ανάγκες χρη-σιμοποιούσαν το αριστερό τους πόδι σαν ένα σταθερό μοχλό ισορροπίας όσο το προσθετικό πόδι ήταν σε επαφή με το έδαφος. Ο Enoka (1988) πρότεινε ότι αυτού του τύπου τα διαγράμματα μπορεί να είναι πολύ χρήσιμα σε έναν θεραπευτή που προσπαθεί να βοηθήσει κάποιον με ειδικές ανάγκες να αναπτύξει ένα κινητικό πρότυπο που να μοιάζει με το φυσιολογικό κινητικό πρότυπο.

Εφαρμόζοντας την ίδια τακτική για μια διακεκομμένη δεξιότητα οι Mc-Intyre και Pfautsch (1982) κατέγραψαν σχεδιαγράμματα γωνιών για να περιγράψουν και να συγκρίνουν τον εσωτερικό συγχρονισμό παικτών του baseball που χτυπούν την μπάλα με το μπαστούνι και θεωρήθηκαν αποτελεσματικοί στο πέταγμα της μπάλας προς την αντίθετη πλευρά του γηπέδου, με αυτούς που θεωρήθηκαν λιγότερο αποτελεσματικοί στο πέταγμα της μπάλας προς την αντίθετη πλευρά του γηπέδου. Η κίνηση του μπαστουνιού και του αριστερού πήχη συγκρίθηκε με τον αριστερό αγκώνα κατά τη διάρκεια χτυπήματος της μπάλας με το μπαστούνι, στην ίδια και στην αντίθετη πλευρά του γηπέδου. Όπως δείχνει η εικόνα 2.5 το διάγραμμα γωνιών των αποτελεσματικών και λιγότερο αποτελεσματικών αθλητών ήταν αρκετά διαφορετικό. Το προφίλ του γυρίσματος του μπαστουνιού ήταν το ίδιο όταν οι αποτελεσματικοί αθλητές το εκτελούσαν από τη μια ή την αντίθετη πλευρά του γηπέδου (ομάδα 1 στην εικόνα 2.5), δεν ήταν το ίδιο όμως για τους λιγότερο αποτελεσματικούς αθλητές (ομάδα 2). Σημαντικές διαφορές επίσης φάνηκαν όταν συγκρίθηκαν οι γωνίες των αρθρώσεων ενός χτυπήματος των αθλητών των δύο ομάδων. Φαίνεται ότι αυτά τα διαγράμματα μπορούν να βοηθήσουν έναν προπονητή στο να διαγνώσει και να διορθώσει μόνιμα λάθη της τεχνικής.

Εικόνες της κίνησης σε μετωπιαία όψη: Μέτρηση του ελέγχου. Η χρήση των τοπογραφικών εικόνων ή εικόνων της κίνησης σε μετωπιαία όψη για την περιγραφή τού πώς ελέγχεται η κίνηση, είναι μια σημαντική τεχνική μέτρησης που χρησιμοποιείται από τους ερευνητές για να εξετάσει τη δυναμική

ΕΙΚΟΝΑ 2.4. Μηρός Γωνία - Γόνατο Γωνία διαγράμματα συγκρίνοντας το πάτημα στο τρέξιμο ενός καλού δρομέα (Α) με τρεις αθλητές με προσθετικό πόδι (B, Γ, Δ,). Τα IFS, ITO, CFS, CTO φανερώνουν το πάτημα (αριστερό) του ποδιού στήριξη στην μύτη, πάτημα (δεξί) και στήριξη στην μύτη αντίστοιχα. (Τα παραπάνω φαίνονται από τα διαγράμματα του σχήματος Α). Σημειώστε ότι οι αθλητές με προσθετικό πόδι δεν κάμπτουν την άρθρωση του γόνατος στην αρχή της στάσης.

ΕΙΚΟΝΑ 2.5. Γωνία - γωνία διάγραμμα της γωνίας του αγκώνα, του μπαστουνιού και του αριστερού πήχη κατά τη διάρκεια του χτυπήματος της μπάλας από την ίδια πλευρά ή από την άλλη αποτελεσματικών (ομάδα 1) και λιγότερο αποτελεσματικών αθλητών (ομάδα 2).

Οι εικόνες της κίνησης σε μετωπιαία όψη χρησιμοποιούνται για να παρουσιάσουν τον κινητικό έλεγχο μιας συγκεκριμένης κίνησης.

} των δυνάμεων που κρύβονται σε μια κίνηση σύμφωνα με τη θεωρία Ι των δυναμικών συστημάτων. Η εικόνα κίνησης σε μετωπιαία όψη, ί όπως φαίνεται και στην εικόνα 2.6 Α~Δ, είναι γεωμετρική αναπα-ί ράσταση των κινήσεων που δημιουργούνται με την καταγραφή της σχέσης μεταξύ δύο κινηματικών μεταβλητών. Σε αντίθεση με τα διαγράμματα γωνιών που κατέγραφαν τη θέση δύο μελών του σώματος, η εικόνα κίνησης σε μετωπιαία όψη καταγράφει την κίνηση μιας άρ-θρωσης σε συνδυασμό με μια παράμετρο της κίνησης (π.χ. γωνιακή ταχύτητα). Έτσι μπορεί να μετρηθεί ταυτόχρονα ο τρόπος συντονισμού ενός μέλους και ο τρόπος ελέγχου.

Οι Winstein και Garfinkel (1985) πρότειναν ότι η παρουσίαση της σχέσης μεταξύ της γωνιακής ταχύτητας μιας άρθρωσης και της θέσης της άρθρωσης στην εικόνα της κίνησης σε μετωπιαία όψη, παρουσιάζει περιληπτικά τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας ενός μέλους και την επίδραση της στη θέση της άρθρωσης. Η παρουσίαση της σχέσης μεταξύ των δύο αυτών κινηματικών χα-ρακτηριστικών επίσης, μειώνει την ανάγκη παρουσίασης πολλαπλών γραφικών σχημάτων που παρουσιάζουν τη μεταβολή απλών μεταβλητών στον χρόνο (π.χ. ταχύτητα του μέλους προς τον χρόνο ή θέση του μέλους προς τον χρό-

ΕΙΚΟΝΑ 2.6. (Α) Εικόνα της τροχιάς της κίνησης του γόνατος σε έναν πλήρη βηματισμό ατόμων χωρίς κινητικά προβλήματα (Β-Δ) Εικόνες που δείχνουν την τροχιά των κινήσεων των τριών ημιπληγικών ασθενών. Αυτές οι εικόνες δείχνουν τον διαφορετικό έλεγχο που ασκείται από την άρθρωση του γόνατος κατά τη διάρκεια του βαδίσματος.

νο) όπως απαιτεί η πιο παραδοσιακή τεχνική. Οι Wistein και Garfinkel χρησιμοποίησαν αυτή τη μέθοδο για να συγκρίνουν την πορεία των κινήσεων ατόμων με κινητικά προβλήματα που οφείλονται σε νευρολογικά προβλήματα και ατόμων χωρίς κινητικά προβλήματα. Το κύριο ενδιαφέρον τους ήταν η μάθηση των μηχανισμών που ελέγχουν την κίνηση.

Στην εικόνα 2.6 φαίνεται καθαρά η διαφορά στην τροχιά των εικόνων της κίνησης σε μετωπιαία όψη, σε κινήσεις ατόμων χωρίς κινητικά προβλήματα (Α) και αυτών με ημιπληγία (B, Γ και Δ). Οι συγγραφείς αναγνωρίζουν τέσσερα τουλάχιστον ποιοτικά χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν τις κινή-

σεις ατόμων με και χωρίς κινητικά προβλήματα: (1) η έλλειψη συμμετρικών σχημάτων στα σχεδιαγράμματα, που δείχνει την έλλειψη του απαραίτητου συγχρονισμού και ελέγχου, (2) την απουσία συγκεκριμένων όμοιων εξαρτημένων χαρακτηριστικών, (3) μικρότερη τροχιά κίνησης και ταχύτητα, (4) η παρουσία συγκεκριμένων διακοπών στην ομαλή τροχιά που φανερώνουν τη λανθασμένη τροχιά των αγωνιστών και των ανταγωνιστών μυών. Οι Winstein και Garfinkel πρότειναν ότι η παραπέρα ανάπτυξη και ερμηνεία τέτοιου είδους τεχνικών ποιοτικών μετρήσεων ίσως να διευκολύνει τους ερευνητές να αναγνωρίσουν "ποιοτικά σημάδια" που θα χαρακτηρίζουν συγκεκριμένες παθήσεις του κινητικού ελέγχου.

Η χρήση των εικόνων της κίνησης σε μετωπιαία όψη χρησιμοποιείται για τη μέτρηση κυρίως των νέων μοντέλων κινητικού ελέγχου (Cooke 1979), για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας συγκεκριμένων θεραπευτικών αγωγών (Knuttson, 1983, Winstein, &Garfinkel, 1985), καθώς επίσης και για την ποιοτική σύγκριση του κινητικού ελέγχου που διαφοροποιείται εξαιτίας παθήσεων (Beuter & Garfinkel 1985, Knutsson & Ritchards 1979). Οι ερευνητές που ενδιαφέρονται να μελετήσουν πώς αλλάζει ο έλεγχος της κίνησης με την ηλικία, βρίσκουν ότι οι εικόνες μέτρησης του συντονισμού είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο (Clark, Whitall, & Philips, 1988 Thelen 1986).

ΝΕΥΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣΤο γεγονός ότι γνωρίζουμε αρκετά πράγματα σχετικά με το τι συμβαίνει στο νευρικό σύστημα

οφείλεται κυρίως στην ανακάλυψη νέων οργάνων και τεχνικών καταγραφής στις αρχές του αιώνα. Αυτές οι τεχνικές καταγραφής φάνηκαν ιδιαίτερα χρήσιμες σε επιστήμονες που μελετούσαν τη

λειτουργία του νευρικού συστήματος βάση των ιεραρχικών μοντέλων. Παρότι σ' αυτόν τον αιώνα ανακαλύφθηκαν πολλές τεχνικές καταγραφής της λειτουργίας του νευρικού συστήματος, εμείς θα ασχοληθούμε με πέντε τεχνικές μέτρησης που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να ανακαλύψουν πώς το κεντρικό νευρικό σύστημα συνεισφέρει στον έλεγχο και την μάθηση των κινήσεων. Αυτές οι τεχνικές είναι η επιφανειακή και ενδοκυτταρική ηλεκτρονική καταγραφή, η πρόκληση βλαβών και αποκοπή και η τεχνική καταγραφής της εγκεφαλικής δραστηριότητας.

Επιφανειακή Καταγραφή - Προκλητά ΔυναμικάΜια πολύ χρήσιμη επιφανειακή τεχνική που σχεδιάστηκε για να καταγράφει την ηλεκτρική

δραστηριότητα του εγκεφάλου που προκαλεί μια κίνηση, περιλαμβάνει την καταγραφή των ηλεκτρικών σημάτων που παρουσιάζονται στην επιφάνεια του εγκεφάλου. Αυτά τα σήματα ή προκλητά δυναμικά (EPs) έχει

θησαν στην κατανόηση τηςAmAii/rmirir ΤΛΙΙ nnmmmiiiriτισμού, χρονικά και της εκτέλεσης των εθελοντικών κινήσεωνβρεθεί ότι εμφανίζονται ταυτόχρονα με την παρουσίαση συγκεκριμένων αισθητηριακών

σημάτων σχεδιασμένα για την εκτέλεση κινήσεων. Αυτή η τεχνική μέτρησης βοήθησε στην κατανόηση της χρονικής διαδικασίας του προγραμματισμού και της εκτέλεσης κινήσεων που δε γίνονται αυτόματα. Η σειρά των διαδικασιών που συμβαίνουν κατά την εκτέλεση κινήσεων και καταγράφηκαν με την μέθοδο αυτή επιβεβαιώθηκε με την ενδοκυτταρική καταγραφή του εγκεφάλου πιθήκων που εκτέλεσαν τις ίδιες κινήσεις (Strick 1983, Thach 1978).

Ενδοκυτταρική ΚαταγραφήΗ ανάπτυξη και η τελειοποίηση των τεχνικών ενδοκυτταρικής καταγραφής έχει βοηθήσει τους

επιστήμονες στην άμεση εξερεύνηση των λειτουργιών που συμβαίνουν στα κύτταρα του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια των κινήσεων. Για τον σκοπό αυτό ένας πολύ λεπτός μυτερός σωλήνας μπαίνει μέσα στον εγκέφαλο και καταγράφει τη δραστηριοποίηση του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια μιας κίνησης. Αν και αυτή η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί μόνο σε έρευνες με ζώα έχει βοηθήσει στην κατανόηση των διαδικασιών προγραμματισμού και εκτέλεσης κινήσεων. Για παράδειγμα, η ενδοκυτταρική καταγραφή των κυττάρων των βασικών γαγγλίων αντίθετα με τις παλαιότερες αντιλή-ψεις, έδειξε ότι παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στον προγραμματισμό και στην εκτέλεση των κινήσεων (Connor & Abbs 1991, DeLong & Georgolopoulos 1981). Επίσης η ενδοκυτταρική καταγραφή κυττάρων της παρεγκεφαλίδας διασαφήνισε τις λειτουργίες του ελέγχου και της μάθησης των κινήσεων (Brooks 1984, Gilbert & Thach, 1977).

Πρόκληση Βλαβών και ΑποκοπήΈνας άλλος τρόπος πειραματικής μεθόδου που χρησιμοποιείται για την αναγνώριση του ρόλου

που παίζουν οι δομές του κεντρικού νευρικού συστήματος κατά τη διάρκεια κινήσεων περιλαμβάνει είτε την αποκοπή (εκτομή) συγκεκριμένων νευρικών κυκλωμάτων είτε την πρόκληση βλαβών σε τέτοια κυκλώματα. Η φύση των δύο αυτών τεχνικών απαγορεύει τη χρήση τους σε ανθρώπους. Με τέτοιες τεχνικές μελετήθηκε η ικανότητα των ζώων να ελέγχουν και να μαθαίνουν κινήσεις. Παρότι τα αποτελέσματα τέτοιων ερευνών σε ζώα πλούτισαν τη γνώση μας σχετικά με τη λειτουργία των κυκλωμάτων του κεντρικού νευρικού συστήματος, η μεταφορά των αποτελεσμάτων στο ανθρώπινο νευρικό σύστημα πρέπει να γίνει με μεγάλη επιφύλαξη.

Μια άλλη μέθοδος προσέγγισης της λειτουργίας του κεντρικού νευρικού συστήματος είναι η μέθοδος των παθολογικών μοντέλων του κινητικού ελέγ-

Τα μοντέλα παθήσεων του κινητικού ελέγχου που βασίζονται σε πληθυσμούς με κλινικά συμπτώματα είναι μια πιο χρήσιμη λύση από αυτή των μοντέλων που χρησιμοποιούν ζώα για να περιγράψουν τη λειτουργία του κεντρικού νευρικού συστήματος.

χου που βασίζεται σε πληθυσμούς που έχουν συγκεκριμένη κλινική διάγνωση. Παρότι το κεντρικό νευρικό σύστημα παρουσιάζει μια πλοκή σχετικά με τον προγραμματισμό και την εκτέλεση μιας κίνησης, η ευθύνη αυτών μοιράζεται σε συγκεκριμένα κυκλώματα του εγκεφάλου και της παρε-γκεφαλίδας και έτσι κάποιες νευρολογικές βλάβες επηρεάζουν εγκεφαλικές δομές και αυτές την κινητική συμπεριφορά με ένα συγκεκριμένο τρόπο. Για παράδειγμα έρευνες που χρησιμοποίησαν ασθενείς με Parkinson (Delia, Sala, Lorenzo, Giordano & Spinnler 1986, Stelmach, Worringham, & Strand 1986) γνωρίζοντας ότι προέρχεται από βλάβη των βασικών γαγγλίων, αποκόμισαν βασικά συμπεράσματα για τον ρόλο των γαγγλίων στον προγραμματισμό και την εκτέλεση των κινήσεων. Κλινικές μελέτες ασθενών που πάσχουν από βλάβες στην παρεγκεφαλίδα (Hallett, Shahani, & Young 1975, Nashner & Grimm 1978) φώτισαν άλλη μια νευρολογική δομή υπεύθυνη για τον

προγραμματισμό και την εκτέλεση των κινήσεων. Στο επόμενο κεφάλαιο θα σχολιαστεί αναλυτικότερα ο ρόλος των βασικών γαγγλίων και της παρεγκεφαλίδας.

Η ποζιτρονική τοπογραφία βοήθησε τους επιστήμονες να μελετήσουν την δυναμική λειτουργία του εγκεφάλου.

Τεχνική Καταγραφής Εγκεφαλικής ΔραστηριότηταςΚατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας η τεχνολογική πρόοδος βοήθησε στην αποσαφήνιση

της εικόνας της λειτουργίας του κεντρικού νευρικού συστήματος σε ένα μεγάλο βαθμό. Η τεχνική της πυρηνικής μαγνητικής τομογραφίας παρέχει τη δυνατότητα λεπτομερούς καταγραφής της ανατομίας του εγκεφάλου μέσω του ηλεκτρονικού υπολογιστή με σκοπό την ανίχνευση βλαβών του κεντρικού νευρικού συστήματος και περιοχών που δεν ανιχνεύονται με τη βοήθεια των ακτινών Χ. Αυτή η μέθοδος φάνηκε ιδιαίτερα χρήσιμη σε περιπτώσεις ανίχνευσης βλαβών πολλαπλής σκλήρυνσης και βλαβών της σπονδυλικής στήλης (Kent & Larson 1988).

Μια μέθοδος καταγραφής εγκεφαλικής δραστηριότητας που ανακαλύφθηκε τελευταία είναι ποζιτρονική τοπογραφία (PET). Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη διάχυση συγκεκριμένων ουσιών στον εγκέφαλο που βοηθούν στην καταγραφή της λειτουργίας του. Αυτή η μέθοδος ανιχνεύει τις αλλαγές που συμβαίνουν στην κυκλοφορία του αίματος στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια μιας κίνη-σης ή άλλων γνωστικών λειτουργιών. Η αυξημένη ροή του αίματος δείχνει την ένταση της συμμετοχής της συγκεκριμένης περιοχής του εγκεφάλου. Η εικόνα που εμφανίζεται παρουσιάζει την κατανομή της μεταβολικής διαδικασίας (όπως η χρήση της γλυκόζης) που σχετίζεται με την ηλεκτρι-κή δραστηριότητα.

Αυτή η τεχνική βοήθησε τους επιστήμονες στη μέτρηση της βλάβης της

Η ποζιτρονική τοπογραφία βοήθησε τους επιστήμονες να μελετήσουν τη δυναμική λειτουργία του εγκεφάλου.

λειτουργίας του κεντρικού νευρικού συστήματος που συχνά οφείλεται σε δυσλειτουργία δομών του εγκεφάλου αλλά επίσης βοηθά στον εντοπισμό του μέρους του εγκεφάλου που λειτουργεί για άλλες υψηλές γνωστικές λειτουργίες (όπως είναι οι ικανότητες της χρήσης της γλώσσας). Οι δύο αυτές τεχνικές που αναφέρθηκαν έχουν χρησιμοποιηθεί για να μελετήσουν την αποτελεσματικότητα της νευρικής χειρουργικής μεταμόσχευσης σε ασθενείς που πάσχουν από την ασθένεια του Parkinson (Sawle & Myers 1993). Όσο αποτελεσματικές και αν φαίνονται αυτές οι δύο μέθοδοι για τη μελέτη της λειτουργίας του εγκεφάλου, η συνθετότητά τους και το υψηλό κόστος τους ήταν πε-ριοριστικά για τη χρήση τους στην περιοχή του κινητικού ελέγχου.

ΠΕΡΙΛΗΨΗΟι ερευνητές χρησιμοποίησαν πολλές διαφορετικές τεχνικές για να καταλάβουν πως το

ανθρώπινο σώμα παράγει απεριόριστο αριθμό κινήσεων. Από τη μεριά της ψυχολογίας οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια σειρά από τεχνικές μετρήσεων με σκοπό να περιγράψουν ποια στοιχεία του ανθρώπινου συστήματος ελέγχονται και πως οργανώνονται οι διαδικασίες που είναι υπεύθυνες για την κίνηση. Αυτές οι τεχνικές επικεντρώθηκαν κυρίως στη χρήση κινηματικών, κινητικών και ηλεκτρομυογραφικών περιγραφών της κίνησης καθώς επίσης και ποιοτικές τεχνικές παρουσίασης της κίνησης (διάγραμμα γωνιών, εικόνα της κίνησης σε μετωπιαία όψη).

Η χρήση της μέτρησης του χρόνου (χρόνος αντίδρασης και χρόνος κίνη-σης) χρησιμοποιήθηκαν για να περιγράψουν τον συγχρονισμό και τη διάρκεια των γνωστικών

λειτουργιών που ετοιμάζονται από πριν, όπως πιστεύουν οι επιστήμονες, για τον προγραμματισμό και την εκτέλεση της κίνησης. Πολλοί τρόποι μέτρησης του λάθους εκτέλεσης χρησιμοποιήθηκαν για να μετρήσουν το αποτέλεσμα της κίνησης. Η πρόσφατη τεχνολογική πρόοδος επέτρεψε τη χρήση εξειδικευμένων νευρολογικών μετρήσεων για τη μελέτη της διαδικασίας παραγωγής μιας κίνησης, για να επιτευχθεί ένας κινητικός στόχος. Αυτές οι πιο αντικειμενικές μέθοδοι μέτρησης πρόσθεσαν πολλά σημαντικά κομμάτια στο παζλ που λέγεται κινητικός έλεγχος.

Υπάρχουν ακόμη περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις στον χώρο του κινητικού ελέγχου. Η συνεχής πρόοδος των τεχνικών μέτρησης θα μας βοηθήσει στην αποτελεσματικότερη κατανόηση της διαδικασίας του κινητικού ελέγχου.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑΑφού ολοκληρωθεί αυτό το κεφάλαιο ο αναγνώστης θα πρέπει να γνωρίζει την ερμηνεία των

παρακάτω εννοιών.αξονική τομογραφίααπλός χρόνος αντίδρασηςαπόλυτα σταθερό λάθοςαπόλυτο λάθοςδιάγραμμα γωνιώνδιατάραξηεικόνα κίνησης σε μετωπιαία όψηηλεκτρομυογραφίακινηματικήκινητικήκλασματικός χρόνος αντίδρασηςμεταβλητό λάθοςποζιτρονική τοπογραφίαπροκινητικός χρόνοςπροκλητά δυναμικάπυρηνική μαγνητική τομογραφίασταθερό λάθοςσυνολικό λάθοςχρονομέτρησηχρόνος αντίδρασηςχρόνος αντίδρασης διάκρισηςχρόνος αντίδρασης με επιλογήχρόνος κίνησηςΑΞΙΟΛΟΓΗΣΤΕ ΤΙ ΚΑΤΑΝΟΗΣΑΤΕ1. Περιγράψτε τις διάφορες τεχνικές μέτρησης κατηγοριοποιώντας αυτές σε: α) τεχνικές

μέτρησης του αποτελέσματος και β) τεχνικές μέτρησης της διαδικασίας.2. Πώς το είδος της πληροφορίας που αποκτάται από τη χρήση του κλασματικού χρόνου

αντίδρασης διαφέρει από αυτό που αποκτάται από τη χρήση άλλων τεχνικών μέτρησης του χρόνου αντίδρασης;

3. Περιγράψτε τρεις σχετικές με μια δεξιότητα μεταβλητές που επηρεάζουν το πόσο γρήγορα αρχίζει μια κίνηση.

4. Ονομάστε τα λάθη απόδοσης που σχετίζονται με τους παρακάτω τύπους πληροφοριών.α) Το συνολικό λάθος που παρατηρήθηκεβ) Αν ένας αθλητής υποτίμησε ή υπερεκτίμησε έναν στόχογ) Το ποσοστό της μεταβλητότητας που παρατηρήθηκε σε μια εκτέλεση.5. Περιγράψτε σύντομα τι σημαίνει ο όρος ανταλλαγή ταχύτητας και ακρίβειας. Σε ποιο είδος

κινήσεων συνήθως συναντάται;6. Συγκρίνετε τι είδους πληροφορίες αποκτούνται από τη χρήση κινηματικών και τι από τη

χρήση κινητικών μετρήσεων.7. Περιγράψτε σύντομα πώς τα διαγράμματα γωνιών και η εικόνα της κίνησης σε μετωπιαία

όψη βοηθούν στην κατανόηση του κινητικού ελέγχου. Δώστε παραδείγματα από αθλήματα ή κλινικές περιπτώσεις στα οποία αυτές οι δύο τεχνικές μέτρησης έχουν χρησιμοποιηθεί.

8. Περιγράψτε τις τεχνικές μέτρησης που έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της λειτουργικότητας του κεντρικού νευρικού συστήματος κατά την εκτέλεση μιας κίνησης.

Ειδική αναφοράΗ επιστημονική μέθοδος που αναφέρει ο Magill περιλαμβάνει τη συστηματική και αντικειμενική

παρατήρηση πιθανών σχέσεων μεταξύ των μεταβλητών. Κάθε φορά που διαβάζουμε ένα επιστημονικό άρθρο σχετικά με ένα ή περισσότερα πειράματα, παρατηρούμε τη χρήση μιας επιστημονικής μεθόδου για τον τρόπο περιγραφής, ερμηνείας και πρόβλεψης, έχοντας σαν βάση τις πληροφορίες που αποκτήθηκαν από την πειραματική διαδικασία. Με σκοπό να μελετηθεί μια ή πε-ρισσότερες μεταβλητές ο ερευνητής προσπαθεί να ελέγξει, ή να αφαιρέσει την επιρροή άλλων μεταβλητών που πιθανόν να επηρεάζουν το πρόβλημα που μελετάται. Αυτό απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό από τον ερευνητή που πρέπει να σκεφτεί πώς θα σχεδιάσει το πείραμα προκειμένου να απαντήσει στα ερευνητικά προβλήματα με τον πιο αντικειμενικό τρόπο. Τώρα έχετε καταλάβει μερικές από τις πολλές τεχνικές μέτρησης που χρησιμοποιούνται για την μέτρηση του κινητικού ελέγχου.

Η ανάγκη για απόλυτο έλεγχο πολλών και διαφορετικών μεταβλητών που εμπλέκονται σε ένα πείραμα συνήθως αποθαρρύνει τον προπονητή που διαβάζει τέτοια άρθρα. Αυτό συμβαίνει γιατί είτε οι δεξιότητες των πειραμάτων διαφέρουν πολύ από τις πραγματικές αθλητικές δεξιότητες, είτε αυτές που χρησιμοποιούνται φαίνονται τόσο ιδιαίτερες που δεν φαίνεται να κρύβουν κάποιες χρήσιμες πληροφορίες. Πιθανά όσο ο πειραματισμός προοδεύει και οι σχέσεις των απλών πειραματικών μεταβλητών αναγνωρίζονται, μελετούνται συνθετότερες μεταβλητές. Έτσι η σχέση των μεταβλητών μπορεί να μελετηθεί σε έρευνες πεδίου και οι δεξιότητες που εκτελούνται να μοιάζουν περισσότερο στις πραγματικές και τις αθλητικές δεξιότητες. Ένας καθοδη-γητής-προπονητής θα μπορεί να είναι βέβαιος ότι θα έχουν αξία για τον αθλητή ή τον ασθενή τους οι διδακτικές ή κλινικές τεχνικές μόνο όταν έχουν εφαρμοστεί σε ένα επιστημονικό τεστ.