Seminar

• Handlungen

  • Müssen erlernt werden

  • Sind zielgerichtet

  • Willkürlich

  • Beinhalten Bewegung & Ziel

• Fertigkeiten

  • Werden auch dafür verwendet, Leistung zu beschreiben

  • Gleiche Charakterisrika wie Handlungen, werden synonym verwendet zu Handlungen

• Handlung: Klavier spielen; Bewegung: tasten schlagen; motorische Fertigkeit: richtige Tasten im richtigen Rhythmus schlagen

• Bei Handlung ist Intention noch wichtiger, also das Ziel / Bei Fertigkeiten eher die Ausführung / Bewegung in welchem Gliedmaß die Bewegung stattfindet

• Fertigkeiten, Bewegungen und dann Neuro-Motor-Prozesse repräsentieren die Reihenfolge in der motorische Kontrolle und Lernen priorisiert werden und heben hervor, was in verschiedenen Lernphasen betont werden sollte

• Nicht jeder kommt mit der gleichen Bewegung zum gleichen Handlungsziel oder mit dem gleichen neuromotorischen Prozess zur gleichen Bewegung

  • Verschiedene Bewegungen führen zum gleichen Handlungsziel (many to one)

  • Eine gleiche Bewegung kann je nach Umweltbedingungen zu einem anderen Handlungsziel führen (one to many)

• Die Erhebung und Evaluation sowie Messung der verschiedenen Prozesse unterscheidet sich

  • Auf Bewegungsebene: wie ist Kniewinkel, wie ist die Geschwindigkeit des Fußes

  • Auf Neuro-Motor-Prozessebene: wie spannt Muskel an, welche Muskeln spannen wie an

  • Auf Fertigkeitsebene: wurde das Tor getroffen

• diskrete Fertigkeiten

  • Eine Fertigkeit mit klar definiertem Beginn und Ende der Bewegung und meist eine einfache, in sich abgeschlossene Bewegung

  • Darfst-Wurf, Feuerzeug anmachen

• Serielle Fertigkeiten

  • Eine Fertigkeit, welche eine kontinuierliche Abfolge von diskreten Fertigkeiten beinhaltet

  • Gang-Schalten im Auto, Klavierstück spielen

• Kontinuierliche Fertigkeiten

  • Eine Fertigkeit mit willkürlichem Beginn (Startpunkt) und Ende (Endpunkt) der Bewegung (ich kann entscheiden, an welcher Stelle ich beginne und ende) und häufig wiederholenden Bewegungen

  • Gehen, Schwimmen

• Offen

  • eine Fertigkeit in einer sich verändernden Umgebung, welche den Beginn der Handlung bestimmt

  • Zeit, andere Personen, starker Wind, sich verändernder Untergrund (kann geschlossene Fertigkeiten zu offenen machen, da Umwelt entscheidet)

  • Surfen im Meer, geworfenen Ball fangen, Fußball

• Geschlossen

  • eine Fertigkeit in einer statischen Umgebung in der der Handelnde entscheidet, wann die Handlung beginnt

  • Sitzend eine Tasse heben, Pfeil auf eine Zielscheibe schießen, Basketball-Freiwurf, Gehen - sobald es Hindernisse gibt, mir jemand in den Weg kommt etc handelt es sich um offene Fertigkeiten

• Ergebnismaße

  • Leistungsmessung und geben das Ergebnis der Ausführung einer motorischen Fertigkeit an, bspw Zurückgelegte Distanz, Geschwindigkeitsangaben

• Produktionsmaße

  • Leistungsmaße motorischer Fertigkeiten, geben an, wie das Nerven-, Muskel- und Skelettsystem während der Ausführung einer motorischen Fertigkeit funktionieren, bspw Kraft, EMG, EEG, Muskelaktivität, Gelenkwinkel

• Fertigkeiten

  • Ergebnismaße

    • Geben an, wie fähig eine Person ist und definieren ein Ziel

    • Trefferquote beim Basketball

  • Produktionsmaße

    • Fertigkeit kann auch über die Bewegung beschrieben werden; Bewegungsausführung ist entscheidende bei ästhetischen Fertigkeiten zB beim Tanzen

• Bewegungen

  • Produktionsmaße

    • Zusammenspiel von Körpersegmenten

    • Gelenkwinkel bei Würfen

• Neuro-Motor-Prozesse

  • Produktionsmaße

    • Mechanismen des Körpers für die Bewegung (EMG)

• ja es werden unterschiedliche Leistungsmaße für unterschiedliche Fertigkeitsklassen benötigt

• Diskrete

  • Dart-Wurf, Messung der Treffer (Ergebnismaße)

  • Darf-Wurf Beschleunigung des Pfeils, Handwinkel (Produktionsmaße)

• Serielle

  • Bsp Standardtanz, Turnen, Messung durch Punktesystem (Fehleranzahl pro Element: Ergebnismaß oder Bewegung: Produktionsmaße)

• Kontinuierliche

  • Bsp Laufen, Schwimmen, Messung der Geschwindigkeit oder der zurückgelegten Distanz (Ergebnismaße)

  • Schrittlänge/Kniewinkel, Gleichgewicht (Produktionsmaße)

B)

• offen

  • Bsp Fußballspiel und Messung der Tore (Ergebnismaße)

  • Skispringen Ausgleichen des Winds, Haltung in der Luft und bei Landung (Produktionsmaß)

  • Umgebung muss mit beschrieben werden und hat Einfluss auf die Leistung; muss mit einbezogen werden

• Geschlossen

  • Darf-Wurf, Basketball-Korbwurf und Messung der Treffer (Ergebnismaß)

  • Turnübung auf dem Barren (Produktionsmaß)

  • Grundvoraussetzungen werden am Beginn beschrieben (Korbhöhe, Entfernung) - Treffer zählen

• einfache

  • Die Reaktionszeit, wenn die Situation nur ein Signal (Stimulus) beinhaltet, das nur eine Reaktion erfordert

  • Startschuss beim Sprint

• Auswahl

  • Die Reaktionszeit, wenn die Situation mehr als ein Signal beinhaltet und jedes Signal eine eigene spezifische Reaktion erfordert

  • Kampfsport: je nach Schlag meines Gegners, muss ich eine andere Abwehrhaltung einnehmen bzw einen anderen Schlag dagegen setzen

  • Handball-Torwurfübung: Je nachdem, wie Mitspieler die Arme hält, muss verschiedene Wurftechnik angewandt werden

• Unterscheidung

  • Die Reaktionszeit, wenn die Situation mehr als ein Signal beinhaltet, aber nur eine Reaktion auf eines der Signale stattfindet

  • Reaktion des Torwarts (bei Antäuschungen nicht reagieren, sondern erst bei wirklichem Schuss)

  • Tischtennis: Ball annehmen oder nicht, geht er ins Aus, dann bleibe ich weg, kommt er noch auf die Platte, nehme ich ihn an

• Reaktionszeit

  • Das Zeitintervall zwischen dem Einsetzen eines Signals (Stimulus) und dem Auslösen einer sichtbaren Reaktion (Zeit zwischen Startschuss und Loslaufen)

• Bewegungsdauer

  • Das Zeitintervall zwischen dem Beginn einer Bewegung und dem Ende der Bewegung

• Reaktionszeit + Bewegungszeit = Antwortzeit

• EMG

  • Messverfahren, das die elektrische Aktivität (Frequenz und Amplitude) eines Muskels oder einer Muskelgruppe erfasst, zeigt die Muskelaktivität an

• Technik

  • Oberflächenelektroden werden an der Haut über den Muskeln angebracht oder feine Drahtelektroden in einen Muskel eingeführt, diese erfassen die elektrische Aktivität der Muskeln, welche am Computer oder Polygraph aufgezeichnet werden

• Reaktionszeit in 2 Teile aufteilen

  • Premotorische Zeit

    • Ruhige Zeit zwischen dem Stimulus und Beginn der Muskelaktivität

    • Interpretation: Informationsverarbeitung und -Weiterleitung vom Nervensystem zum Muskel

    • Indikator für Wahrnehmungs- und Entscheidungszeit einer Person

  • Motorische Zeit

    • Zeitintervall von der Steigerung der Muskelaktivität bis zur sichtbaren Muskelbewegung

    • Interpretation: Zeitverzögerung im Muskel zwischen Informationsempfängnis und Beginn der Kontraktion

• Absoluter Fehler

  • Absolute Differenz zwischen der tatsächlichen Leistung bei jeder Wiederholung und der Zielleistung, Vorzeichen wird weggelassen zB Wurf zu lang oder zu kurz; Richtung nicht entscheidend

  • Berechnung: Differenzen summieren und durch die Anzahl der Wiederholungen teilen

• Konstanter Fehler

  • Die vorzeichenbehaftete (+/-) Abweichung vom Ziel oder Kriterium; Repräsentation des Betrags und der Richtung des Fehlers

  • Maß für Leistungsverzerrung

  • Berechnung: Wie Absoluter Fehler, außer dass die algebraischen Zeichen für die Leistung für jede Wiederholung verwendet werden

• Variabler Fehler

  • Stellt die Variabilität oder die Konsistenz der Leistung dar

  • Berechnung: Standardabweichung der Werte des konstanten Fehlers der Person für die Wiederholungsserie - Streuungsmaße

• viele Wiederholungen - Bewegungsmuster und -Treffer genau analysieren

  • Regelmäßige Abweichungen erkennen

• Konstanten und variablen Fehler berechnen - testen, ob Leistungsfehler oder Leistungsvariabilität

• Großer variabler Fehler - Stabilisierung der Bewegung verbessern

• Großer konstanter Fehler - Änderung am zentralen Bewegungsablauf

• Kinematik

  • Beschreibung der Bewegung ohne Rücksicht auf die Kraft oder Masse

  • Umfasst Verschiebung, Geschwindigkeit, Beschleunigung

• Kinetik

  • Untersuchung der Rolle der Kraft als Ursache der Bewegung

• Kraftmessplatten; Winkel; Dehnungsmessstreifen

  • Bsp Drop-Jump, messen der Bodenreaktionskraft

  • Maßeinheit Newton für Kräfte und Kilogramm für Massen

  • Technik der Kinetik

• Bewegungsaufnahme

  • Aufzeichnung bestimmter Körpersegmente während eine Person bestimmte Tätigkeiten ausübt

  • Vorgehen: die mit den Körpersegmenten verbundenen Gelenke mit Klebeband, Markierungsstift oder Markern markieren

  • Bewegung auf spezifischen Kameras aufzeichnen

  • Computersoftware analysiert, Maßeinheiten je nach Messung: Grad/Radient für Winkel, Zentimeter für Längen, Sekunden für Zeit

  • Technik der Kinematik

• Winkel-Winkel-Diagramm

  • 2 Winkel zwischen 2 benachbarten Körpersegmenten werden miteinander verglichen (Verhältnis dieser in der Bewegung)

• Elektroenzephalographie

  • Misst elektrische Aktivität des Gehirns nicht-invasiv und schmerzfrei

  • Elektroden werden an standardisierte Stellen der Kopfhaut angebracht

  • Erfasst rhythmische Gehirnaktivität, die in Alpha-, Beta-, Theta- und Deltawellen unterschieden werden

  • Ungeeignet für präzise Lokalisation tiefer oder kleiner motorischer Zentren; Störanfällig bei Bewegung; komplexe oder grobmotorische Bewegungen nur eingeschränkt analysierbar

• (Funktionelle) Magnetresonanztomographie

  • Gehirnaktivität während einer Aufgabe wird durch Messung des Blutflusses sichtbar gemacht

  • Erzeugung farbiger, quantitativer Bilder aktiver Hinregionen

  • Nicht-invasives Diagnoseverfahren, arbeitet mit starken Magnetfeldern

  • Ungeeignet für dynamische oder sportartspezifische Bewegungen, da Bewegungen präzise kontrolliert werden müssen

• Transkranielle Magnetstimulation

  • Stimulierung oder Hemmung bestimmter Hirnareale durch Magnetimpulse - führt zu einer vorübergehenden Unterbrechung der Funktion

  • Magnetimpuls wird auf die Schädeloberfläche über dem interessierenden Hirnbereich platziert und ein kurzer Puls wird abgegeben

  • Keine kontinuierliche Bewegungserfassung, meist nur für isolierte Bewegungen geeignet; keine Echtzeit-Bewegungsanalyse möglich

• Fähigkeiten

  • Eine allgemeine Eigenschaft eines Individuums, die eine Determinante seines Potenzials für die Ausübung spezifischer Fertigkeiten darstellt

  • Recht stabil, übergeordnet, nicht messbar

• Fertigkeiten

  • Eine Aktivität oder eine Aufgabe mit einem spezifischen Ziel

  • Ein Indikator der Qualität einer Leistung

  • Werden erlernt und sind messbar

• Nicht messbar, aber man kann die dazugehörigen Fertigkeiten erfassen und Schlussfolgerungen ziehen

  • Edwin Fleishman = Taxonomie of abilities - Möglichkeiten für Testverfahren; Problem: Pro Test teste ich nur eine Fertigkeit (Balancieren) und nicht die übergeordnete Fähigkeit (Gleichgewichtssinn)

  • Erfassung mit Hilfe von motorischen Tests

    • Bsp: Deutsche Motorik Test; Vorhersage von zukünftigen Leistungen, bspw. Talent-Selektion im Sport

• GMAH

  • Die verschiedenen Fähigkeiten eines Individuums hängen miteinander zusammen - Fähigkeitsansatz: Bsp gute Gleichgewichtsfähigkeit in einer Aufgabe setzt auch eine gute Gleichgewichtsfähigkeit in einer anderen Aufgabe voraus: Es gibt eine große Fähigkeit des Menschen

  • Sehr wenige bis keine wissenschaftliche Evidenz

• SOMAH

  • Die verschiedenen Fähigkeiten eines Individuums sind unabhängig voneinander - in der Wissenschaft eher etabliert: Der Mensch hat viele verschiedene Fähigkeiten

  • Franklin Henry untersuchte den Zusammenhang zwischen Reaktionszeit und der Geschwindigkeit der Armbewegung - keine Korrelation; spricht dafür, dass die beiden Fähigkeiten unabhängig voneinander sind

• 6 verschiedene Gleichgewichts-Aufgaben; statisch und dynamisch

• Ergebnisse

  • Die Gleichgewichtsfähigkeit teilt sich nochmal auf in statisches und dynamisches Gleichgewicht

  • Aber auch innerhalb dieser Unterscheidung setzt eine gute Leistung im dynamischen Gleichgewicht in einer Aufgabe keine gute Leistung in einer anderen dynamischen Aufgabe voraus

  • Es gibt nicht die eine Aufgabe, mit der man die Gleichgewichtsfähigkeit testen kann

• Belege für die SOMAH

• Fähigkeiten, die eine langsame Handschrift vorhersagen

  • Geschwindigkeit des Arms und Geschicklichkeit der Hand

  • Fokussierung und Aufrechterhaltung der Aufmerksamkeit

  • Visuelles Gedächtnis

  • Visuell-motorische Integration

  • Visuelles-sequenzielles Gedächtnis

• Interpretation der Autoren

  • als Intervention für eine langsame Handschrift sollte man nicht das Feinmotorische trainieren, sondern visuelles Prozessieren/Verarbeiten vereinfachen und Gedächtnis + visuell-motorische Integration verbessern

• Fragwürdig:

  • Es gibt eine Korrelation, aber gibt es auch eine Kausalität?

  • Man müsste erstmal Studie durchführen, um dies zu überprüfen

  • Transferabilität testen

• Koordination

  • Abstimmung von Kopf-, Körper- und/oder Gliedmaßen-Bewegungen auf Umgebungsobjekte oder Ereignisse

  • 2-Faktoren: Koordination des Körpers mit äußeren Faktoren (bspw. Timing, räumliche Koordination) + Abstimmung des Bewegungsmuster

  • Unabhängig vom Fertigkeitsniveau zu sehen, wie gut oder schlecht diese ausgeprägt und ausgeführt ist

• Beispiel

  • Ich muss meine Bewegung an den Ball-Flug anpassen - ich muss mich dort hinbewegen, wo er hinfliegt, eventuell springen usw und auch wie breit ich meine Handflächen mache, hängt von der Größe des Balles ab

• Freiheitsgrade

  • Anzahl unabhängiger Komponenten in einem Steuersytem und die Anzahl der Möglichkeiten, wie jede Komponente variieren kann

• Problem

  • Ein Steuerungsproblem, das beim Entwerfen eines komplexen Systems auftritt, das ein bestimmtes Ergebnis erzeugen muss - Designproblem besteht darin, zu bestimmen, wie die vielen Freiheitsgrade des Systems eingeschränkt werden können, damit es das spezifische Ergebnis erzielen kann

  • Die Freiheitsgrade, bspw Gelenke müssen gleichzeitig kontrolliert und aufeinander abgestimmt werden (nicht jedes einzeln für sich nacheinander) - sehr hoher Steuerungs- und Kontrollaufwand

  • Wie Nervensystem Muskeln kontrollieren kann, um Bewegung durchzuführen

• Beispiel

  • Nervensystem kontrolliert Bewegung im Hürdenlauf: Arm- und Beinbewegung um die Hürde zu überwinden

  • Fangen: 2 Freiheitsgrade im Schultergelenk, 2 im Ellebogen, 2 in Handgelenken, 14 in Fingergelenken usw. - Nervensystem muss diese alle kontrollieren, ohne Bewegung jedes mal neu zu erlernen, wenn Ball in anderem Winkel auf uns zu fliegt

• closed-Loop Control System

  • Kontrollsystem, bei dem im Verlauf einer Handlung Rückmeldungen mit einem Standard oder einer Referenz verglichen werden, um planmäßige Durchführung einer Handlung zu ermöglichen / Autofahren, Partnertanz

• Open-Loop Control System

  • Steuerungssystem, in dem alle Informationen, die zum Einleiten und Ausführen einer Aktion wie geplant erforderlich sind, in den ersten Anweisungen an die Effektoren enthalten sind, aber ohne Feedback bzw Korrektur / Dart-Wurf, Schlagen eines Golfballs

• Beschreibung zweier Steuerungskomponenten, die am Lernen und der Steuerung von Fähigkeiten beteiligt sind

  • Generalisiertes Motorisches Programm

    • Der Kontrollmechanismus, der für die Kontrolle der Bewegungskoordinationsmuster von Aktionsklassen wie Werfen, Treten und Gehen verantwortlich ist

  • Motorisches Reaktionsschema

    • Für die Bereitstellung der spezifischen Regeln für die Ausübung einer Fertigkeit in einer bestimmten Situation verantwortlich (wie weit, hoch möchte ich einen Ball werfen)

• Theorie erklärt, wie Personen sich an neue Situationen oder Umweltkontexte anpassen:

  • Regeln aus dem Motor-Reaktions-Schema werden verwendet, um geeignete Parametereigenschaften zu generieren

  • Diese werden dem GMP hinzugefügt, um Fertigkeiten auszuführen

  • Wir müssen nicht immer wieder neu lernen

• Lösung des Freiheitsgrade-Problems

  • Durch das exekutive Kontrollsystem, das motorische Programme und Schemata organisiert

  • GMP und das motorische Reaktionsschema arbeiten zusammen, um die spezifischen Bewegungsmerkmale bereitzustellen, die erforderlich sind, um eine Aktion in einer bestimmten Situation einzuleiten

  • Bewegungs-Gedächtnis und Schema ermöglichen ähnliche Bewegungen ohne erneutes Erlernen

  • Abgespeichert Muster ermöglichen die Vereinfachung des Freiheitsgrade-Problems

  • Gemeinsame Kontrolle mehrerer Komponenten einer Bewegung, weil diese in einem motorischen Programm drinnenstecken und internalisiert sind

• Räumliche Orientierung

  • Um nach einem Objekt greifen zu können, stellen wir uns das Objekt und unsere Hand in einem Koordinatensystem relativ zum Kopf vor (egozentrische Koordination)

• Bewegungs-Planung

  • Die Richtung und der Abstand, wohin sich die Hand bewegen muss, um das Objekt zu erreichen, werden durch visuelle und propriozeptive Informationen über die aktuellen Standorte des Arms und des Objekts bestimmt

  • Trajektorie (Bewegungsbahn wird festgelegt)

• Inverse kinematische Transformation

  • Die benötigten Gelenke für die Armbewegung werden bestimmt

  • Die Transformation der gewünschten Handbewegung in die Gelenke hängt von den kinematischen Eigenschaften des Arms ab zB Länge

• Inverse dynamische Transformation

  • Die notwendigen Muskelaktivitäten, um die Gelenke zu bewegen, werden bestimmt. Der notwendige Gelenkdrehmoment für eine Änderung der Gelenkwinkel hängt von den dynamischen Eigenschaften des Arms ab zB Masse

• das zentrale Nervensystem erhält interne Darstellungen der verschiedenen sensorischen Rezeptor-Anordnung und der Muskulatur

• Somit kann das zentrale Nervensystem bspw die Handposition schätzen, wenn es die Gelenkwinkel und Segmentlängen des Arms kennt

• Verkettung von inversen und Vorwärtsmodellen

  • Wenn Vorwärts- als auch Inversmodelle genau sind, dann ist die Ausgabe des Vorwärtsmodells (das vorhergesagte Verhalten) die gleiche wie die Eingabe des inversen Modells (das gewünschte Verhalten)

• für beide Prozesse werden interne Modelle verwendet

• Inverses Modell

  • Eingabe: das gewünschte Verhalten

  • Ausgabe: Motorischer Befehl für ein bestimmtes Verhaltensziel

  • Ist-Soll-Wert: wie komme ich zu meinem Ziel? Regelung der Bewegung

• Vorwärtsmodell

  • Eingabe: eine Kopie des Motorbefehls (motorische Komandos gehen also nicht nur zu Muskulatur zur Bewegung, sondern auch zur Vorhersage (wie Mail in CC gesetzt))

  • Ausgabe: das vorhergesagte Verhalten

  • Simuliert eine Bewegung / die Interaktion des motorischen Systems und der Welt -> Vorhersage der Bewegung

• Im besten Fall ist das vorhergesagte Verhalten des Vorwärtsmodells auch das gewünschte Verhalten des inversen Modells

• die Geschwindigkeit beeinflusst die Genauigkeit der Bewegung

  • Je schneller, umso ungenauer

• Bewegungen sind immer variabel und können somit nicht immer perfekt vorhergesagt werden

• Falsche Vorstellungen der Gelenkwinkel, Steifheit etc in unserem Gehirn

• Ungenauigkeit kann entweder durch Variabilität der sensorischen Ein- und motorischen Ausgänge oder durch Fehler in den internen Darstellungen dieser Informationen entstehen

  • Sensomotorische Variabilität = intrinsische Variabilität unserer Sensoren und Motorneuronen aufgrund von Schwankungen ihres Membranpotenzials

  • Eingabe: Neuronales Rauschen begrenzt die Genauigkeit von Schätzungen der Lage eines Ziels oder Gliedes und deren Genauigkeit

  • Ausgabe: Neuronales Rauschen begrenzt die Genauigkeit und Präzision, mit der wir unsere Muskeln zusammenziehen / kontrahieren

• Die dynamische Beziehung zwischen Segmenten der Gliedmaßen erschwert die sensomotorische Transformationen zusätzlich

• Feedforward-Kontrolle (Open-Loop-Kontrolle)

  • Bei der Open-Loop Kontrolle generiert man einen Motorbefehl basierend auf einem gewünschten Ziel

  • Fehler während der Bewegung werden nicht überwacht

• Feedback-Kontrolle (Closed-Loop-Kontrolle)

  • Einfachste Form: das Kontrollsystem erzeugt eine feste Antwort, wenn der Fehler einen bestimmten Schwellenwert überschreitet

  • Bessere Kontrolle: der gewünschte und der erfasste Zustand werden miteinander verglichen und somit ein Fehlersignal erzeugt, welches dann den Motorbefehl formt (je stärker die Abweichung / der Fehler, desto stärker wird gegengelenkt)

• Meist eine Mischung aus beidem

• Regelkreis: Feedforward-Kontrolle + Feedback-Kontrolle

• Beispiel: Objekt anheben

  • Feedforward Steuerung - vorherige Einstellung der Griffkraft und der Hubkraft in Übereinstimmung mit der erwarteten Rutschigkeit und dem Gewicht des Objektes

  • Wenn kutante Rezeptoren das Rutschen des Objektes wahrnehmen, wird die Griffkraft durch eine schnelle Feedback-Kontrolle sofort erhöht

• Verzögerungen beim Feedback können während einer Bewegung zu Problemen führen, da die verzögerten Informationen nicht den gegenwärtigen Zustand des Körpers und der Welt widerspiegeln

  • Zeitliche Verzögerung der Ist-Info führt zu zeitlicher Verzögerung der Fehler-Korrektur der Reaktion

• Strategien

  • Intermittenz der Bewegung = die Bewegung wird kurz unterbrochen

  • Vorhersage von Veränderungen des Körpers aufgrund der Bewegung = wenn der aktuelle Zustand des Körpers und der Motorbefehl bekannt sind, kann der nächste Zustand des Körpers geschätzt werden - Verzögerungen werden ausgeglichen

• vorherige Schätzung bspw der Fingerposition

• Neue Schätzung der aktuellen Fingerposition - verwendet eine Referenzkopie des Motorbefehls - das Modell prognostiziert / schätzt das sensorische Feedback und verwendet den Fehler zwischen dem vorhergesagten und dem tatsächlichen sensorischen Feedback, um die Schätzung zu korrigieren - Vorwärtsmodell

• Endgültige Schätzung der aktuellen Fingerposition - wird zur neuen vorherigen Schätzung für die nächste Bewegung

• Vorteile

  • Unterschiede in der Objektmanipulation unter verschiedenen Bedingungen

    • Verhalten des Objektes unvorhersehbar - sensorisches Feedback für die Schätzung der Last

    • Stabile Eigenschaft des Objektes - Vorhersagende Kontrollmechanismen

  • Fehlererkennung und -Korrektur

  • Anpassungsfähigkeit

• motorische Fertigkeiten, die eine Arm-, Hand- und/oder Fingerbewegung zu einem Ziel beinhalten (und die Geschwindigkeit wird vom Ausführenden selbst bestimmt)

• ZB einen Schlüssel in ein Schlüsselloch stecken, eine Nadel mit Faden einfädeln

• Bewegungs-Vorbereitungs-Phase

  • Beginnt mit der Entscheidung der Person, eine Tätigkeit durchzuführen

  • Auswahl einer Geschwindigkeits- oder Genauigkeits-basierten Strategie (je nach Strategie werden andere Bereiche des Gehirns aktiviert)

  • Visuelle Wahrnehmung zur Bestimmung der Umweltbedingungen - diese Infos werden dem ZNS übermittelt, um die Bewegung vorzubereiten

• Erste Flugphase / Initiale Phase

  • Beginn der Gliedmaßen-Bewegung (relativ schnell) in Richtung des Ziels

  • Tritt ohne den Einfluss von sensorischem Feedback und Bewegungskorrektur auf

  • Visuelle Wahrnehmung zur Erkennung von Gliedmaßen-Verschiebung und -Geschwindigkeit, aber untergeordnete Rolle

• Terminations-Phase

  • Beginnt kurz vor der Ziel-Erreichung und endet mit diesem

  • Sicht auf das Ziel und das Glied ist besonders wichtig, um Korrekturen zur Zielerreichung vornehmen zu können

• Die Genauigkeits-Anforderungen der Bewegung beeinflussen dessen Geschwindigkeit und umgekehrt

  • Betonung der Genauigkeit verringert die Geschwindigkeit

  • Betonung der Geschwindigkeit verringert die Genauigkeit

  • Die Bewegungsdauer hängt direkt von der Geschwindigkeit ab

• Beispiel

  • Ich bewege den Schlüssel sehr schnell zum Schlüsselloch - in der Regel treffe ich das Loch nicht perfekt

  • Ich bewege den Schlüssel sehr langsam zum Schlüsselloch - die Genauigkeit der Bewegung ist viel höher, sodass ich das Loch mit großer Wahrscheinlichkeit direkt treffe

• ein mathematisches Gesetz, welches die Geschwindigkeit einer Bewegung vorhersagen kann, wenn die zu bewegende Entfernung und die Zielgröße bekannt sind

• MT = a + b log2 (2D/W)

  • MT - Bewegungszeit

  • A und b - Konstanten

  • W - Zielbreite oder -Größe

  • D - Entfernung von Ausgangspunkt bis zum Ziel

• Je länger die zu bewegende Entfernung, desto länger die Bewegung, je kleiner die Zielgröße, desto langsamer die Geschwindigkeit

• Die Gleichung log2(2D/W) bietet aufgrund der rechtmäßigen Beziehung zwischen Zielgröße und Bewegungsabstand einen Schwierigkeitsindex (ID) für Geschwindigkeits-Genauigkeits-Fertigkeiten

• Je höher der Schwierigkeitsindex, desto schwerer die Aufgabe, desto länger die Bewegungsdauer

  • Es kann jedoch auch Abweichungen / Unterschiede innerhalb einer Klasse (einer ID) geben

• intermittierende Feedback-Hypothese

  • Korrektur-Möglichkeiten der Bewegung durch Open-Loop Feedback Kontrolle während der Bewegung

  • Geschwindigkeit dadurch langsamer - Bewegungszeit erhöht sich durch Fehlerkorrekturen

• Impuls-Zeit-Hypothese

  • Impuls (Kräfte), die Bewegung möglichst schnell und ohne Korrekturen auszuführen bereits vor Beginn der Bewegung

  • Bewegung vorher schon geplant - ich will sie auch genauso ausführen - Fehler und Variabilität verringern - dadurch langsamer

• Mehrere Sub-Bewegungen-Hypothese - Vielfache Teilbewegungen

  • Kombination aus beiden Hypothesen

  • Impuls zur Bewegung vor der Ausführung und Korrektur-Möglichkeiten während der Bewegung inklusive Subbewegungen, um die Bewegung zu korrigieren

  • Je schwieriger die Aufgabe, desto mehr Korrektur und desto langsamer

• die Handlung, sich zu einem Objekt (stationär oder in Bewegung) zu bewegen und danach zu greifen

• Fertigkeitskomponenten

  • Hand-Transport zum Objekt hin

  • Greifen, inklusive Anpassung

  • Objekt-Manipulation

• Rolle visueller Wahrnehmung: Kontaktzeitpunkte bestimmen, Griff anpassen

• So wie bei manuellen Zielfertigkeiten, außer Ergänzung durch die Objektmanipulationskomponente

• Visuelle Wahrnehmung unterstütz die Planung von Greif-Bewegungen, indem sie Informationen über regulatorischen Zustände der Umwelt bereitstellt

• Visuelle Wahrnehmung spielt eine wichtige Rolle, wenn sich die Hand auf das Objekt zubewegt, indem sie erkennt, wann sie dieses berührt, damit das Timing der Grifföffnung angemessen gesteuert werden kann

• Liefert Feedback über Größe, Form und Ausrichtung des Objektes sowie über die Greif-Bewegung selbst - ermöglicht Steuerung und Anpassungen des Griffs

• Studien zeigten, dass sich die Greif-Bewegung verbessert, wenn die Person das Objekt direkt anguckt

• Fitts’ Gesetz gilt auch für Greif-Bewegungen

  • Das Erreichen, Greifen und Trinken aus einem Becher erfordert eine solche Genauigkeit, dass diese die Arm-Bewegungs-Geschwindigkeit und die Koordination der beteiligten Gliedmaßen-Segmente beeinflusste

• In der Studie berücksichtigt der Schwierigkeitsindex nicht nur die Größe des Objekts, sondern auch seine Füllung (wir wollen den Inhalt nicht ausschütten, während wir das Objekt bewegen)

  • Der Schwierigkeitsindex ergibt sich aus dem Verhältnis von Becher-Größe und Wasserstand

• Großer Becher und hohe Füllung = schwerere und langsamere Bewegung

• Kleiner Becher und wenig Füllung = leichtere und schnellere Bewegung

• Kleiner Becher und hohe Füllung = schwierigste und langsamste Bewegung

• hohe Komplexität und viele gleichzeitige Kontrollprozesse liegen dem Schreiben zugrunde (motorische und kognitive Elemente)

• Räumliche Merkmale des Schreibens sind in abstrakter Form im Gedächtnis gespeichert (wir können mit beiden Händen schreiben, sogar mit den Füßen oder dem Mund)

• Einbeziehung koordinierender Strukturen

• Um einen Satz zu schreiben, muss eine Person lexikalische und semantische kognitive Prozesse sowie motorische Kontrollprozesse verwenden:

  • Wörter aus dem Gedächtnis abrufen, welche zu der Bedeutung des gewünschten Satzes passen

  • die Grammatik und Rechtschreibung muss stimmen

  • Die Schreib-Bewegung muss an die Oberfläche angepasst werden (wie fest und wie grob)

  • Den Stift mit einer angemessenen Kraft halten / an Art von Stift anpassen

• die Fertigkeit des motorischen Steuerungssystems, es einer Person zu ermöglichen, ein Aktionsziel in einer Vielzahl von Situationen und Bedingungen zu erreichen

• Handschrift ist ein gutes Beispiel, da wir diese an unterschiedliche Bedingungen sehr gut anpassen können (Größe, Kraft, Richtung, Geschwindigkeit der Schrift je nach Kontext anpassen, mit/ohne visuelle Kontrolle, unterschiedliche Körperteile schreiben)

• visuelle Wahrnehmung spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Kontrolle der Handschrift

• Zwei Funktionen

  • Steuerung der räumlichen Anordnung der Wörter auf einer horizontalen Linie

  • Erstellung von Handschriftmustern, die für das Geschriebene erforderlich sind (nicht zu viele und nicht zu wenige Striche und Buchstaben schreiben)

• Fehler

  • Hinzufügen von Strichen an Buchstaben oder ganze Buchstaben

  • Weglassen von Strichen an Buchstaben oder ganze Buchstaben

  • Duplizieren von Buchstaben

  • Abweichung der horizontalen Linie - schief schreiben

  • Buchstaben falsch herum schreiben

  • Auch wenn sich visuelles Feedback verzögert, macht die Person viele Fehler