Mozgástan, mozgásfejlődés, neurobiológia Oktató: Katona Péter

Ókori görögök Tervszerű mozgások forrása??? Test (ami mozog) és lélek (ami mozgat) közti kapcsolat Fő kérdések: Mi a mozgások forrása a világban? Minek a hatására utasítja a lélek a testet hogy mozogjon? Hogyan bírja mozgásra a lélek a testet?

Ókori görögök Hérakleitosz: „Azok, akik hisznek a mozgásban” Démokritosz: a lélek mozgásának közvetítése a testhez atomok útján Platón: Akaratlagos mozgás = Halhatatlan lélek Lovaskocsi Marionett Aristoteles: mozgó test – mozgató A mozgó test megfigyelhető S mozgató nem megfigyelhető A lélek irányítja a testet

Ókori Róma Galénosz: Izompárok ellentétes irányú hatással Izomok hozzák létre a mozgásokat Idegek továbbítják az „állati szellemeket” 4

Reneszánsz és Újkor Leonadro da Vinci (1452-1519): izomanatómia René Descartes (1596-1650): Dualizmus Két különálló egység az emberen belül: test és lélek Független mozgások felismerése (pl.: szívverés) Szenzoros ingerek által kiváltott mozgások Jean Astruc (1684-1766): Reflex

Reneszánsz és Újkor Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679): Biomechanika Fiziológia és fizika összevonása Statikus és dinamikus kísérletek Főbb izomcsoportok maximális erejének mérése statikus feladatok alatt Izmok: vékony rugalmas rostok alkotják Lélek hatására az idegek vibrációja jön létre és ennek következében „idegnedv” szabadul fel Jan Swammerman (1637-1680): béka ideg-izom preparátum Idegstimuláció-izomkontrakció Izomtömeg nem változik a kontrakció során

Reneszánsz és Újkor Luigi Galvani (1737-1798): Elektromosság a testben 1791: idegszövet és elektromosság közötti kapcsolat Galvanométer Carlo Matteucci (1811-1868): elektromos töltés az izmokban Etienne DuBois-Reymond (1818-1896): elektromos jel érzékelése az izomban 1849: elektromos jel illusztrációjának közlése Elektromiográfia

Modern kor Eduard Friedrich Wilhelm Pflüger (1839-1910) Törlőreflex (spinális béka) Gerincvelő képes célzott mozgások szabályozására Gerincvelői reflexek aktiválhatnak különböző izomcsoportokat Emst, Wilhelm és Eduard Weber (XIX. század): The Mechanics of Human Walking Apparatus (1894) 8

Modern kor Etienne-Jules Marey (1830-1904) és Eadweard J. Muybridge (1830-1904) Mozgáselemzés fotografikus technikával 60 fps Emberek, lovak, madarak és rovarok mozgásának vizsgálata

Modern kor Korábban: Hogyan szabályozza a lélek a testet? 19. sz.: Hogyan szabályozza az agy a testet? Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894) Képészlelés (szem mozgatás nem természetes módon) Észlelésre hat a mozgás Ivan Sechenov (1829-1905) „We do not hear but listen, we do not see but look”

Modern kor 19. sz. vége: kutatások a mozgások pontatlanságára irányultak Robert Sessions Woodworth (1869-1962) PhD disszertációja a motoros teljesítmény hibáiról és a variancájáról Gyors mozgás: kezdeti impulzus majd korrekciók Mozgás sebessége és a hibák közti összefüggés Gyorsabb mozgás több hiba vizuális feed-back esetén Csukott szem esetén nincs ilyen összefüggés

Modern kor 20. sz elejétől lendületet kapott a mozgásszabályozás idegi alapjainak kutatása Santiago Ramon y Cajal (1852-1934) Az idegrendszer önálló, egymásra ható idegsejtekből épül fel Sir Michel Foster (1826-1907) és Sir Charles Sherrington (1852-1952) „synapsis”  ma „synapse”=szinapszis

20. század Joseph Felix Francois Babinski (1857-1932) Ép és idegrendszeri sérüléssel rendelkezők izomkoordinációjának összehasonlítása Károsodott izpmkoordináció  kisagy patológiás elváltozása „cerebellar asynergias” J. Hughlings Jackson (1835-1911) Mozgások 3 szintű reprezentációja az idegrendszerben Izmok kérgi reprezentációja Izmok számos kombinációja mozgások kivitelezésekor izomcsoportokként

20. század Sherrington: a neurofiziológia (egyik) atyja Számtalan ponton járult hozzá e területhez Pl.: aktív gátlás („active inhibition”) a központi idegrendszerben Reflexkapcsolat a receptorok és motoneuronok közt a gerincvelőben Reciprok beidegzés Akaratlagos mozgás hangolható tulajdonságú reflexek kombinációja

20. század Thomas Graham Brown (1882-1965) Gerincvelő által koordinált mozgás receptor afferentáció nélkül (állatkísérletek) Ritmusos mozgásminták jelenléte szenzoros működés nélkül  Central Pattern Generators (CPG)

20. század Mozgásvizsgálatok mechanikai alapon Newtoni mechanika Probléma: az emberi test mechanikai tulajdonságai nem ismerhetőek meg elég pontosan Pl.: aktív izomkontrakció hatására megváltozik az izom alakja és véráramlása  ez megváltoztatja az izom tehetetlenségét Így két időpillanatban mért adatok nem összehasonlíthatóak közvetlenül mivel különböző tulajdonságú rendszerből származnak

20. század Sir Archibald Vivian Hill (1886-1977) Az izom hőtermelése Aktivált állapot Soros elasztikus elem Hill-egyenlet (izomerő és izomhossz-változás sebessége közti összefüggés) (F+a)(v+b)=konstans=b(F0+a) v(F+a)=b(F0-F) Klasszikus stiffness és viszkozitás nem használható az izomra

20. század Wallace Osgood Fenn (1893-1971) Izom hőtermelésének vizsgálata Izom nem úgy viselkedik, mint egy előnyújtott passzív rugó Fenn-féle effektus Energiaraktározás és –leadás inakban és izmokban Testrészek közti energiaátadás

20. század Warren Plimpton Lombard (1855-1939) Izomfáradás Lombard paradoxon: quadriceps és hamstrings koaktváció felállás során Kurt Wachholder (1893-1961) Háromfázisú EMG mitázat gyors, egyízületi mozgások során Wachholder and Altenburger: az izmok elasztikus tulajdonságait a központi idegrendszer képes szabályozni  gamma-rendszer

Nikolai Bernstein (1896-1966) Kimocyclography 500 Hz-es mintavételi frekvencia Több ízületes rendszerek vizsgálata Interakciós nyomaték Kovács üti az üllőt Végpont varianciája kisebb mint az ízületi variancia „motor redundancy” – Bernstein probléma

Nikolai Bernstein (1896-1966) Mozgások felépítésére egy többszintű rendszert javasolt: A szintekhez a mozgási feladatokat osztályokba sorolta valamint különdöző neurofiziológiai egységekhez kötötte A szint: „paleokinetic level” – rubro-spinális szint B szint: „level of synegies and patterns” – thalamo-pallidális szint C szint: „level of the spatial field” – piramido-striális szint C1 – striális, extrapiramidális szint C2 – piramidális szint – kérgi szabályozás D szint: „level of actions” – parietalis-premotoros szint E szint: „level of symbolic actions” – „highest cortical control”

Nikolai Bernstein (1896-1966) A szint: B szint: Reflexek és propriocepció szintje Reciprok gátlás Tónusszabályozás B szint: Nagy izomcsoportok koordinált mozgásokat hoznak létre (minták) Szinergiák: több izom együtt dolgozik Helyváltoztató mozgások Mozgások időzítése, mozgás fázisok

Nikolai Bernstein (1896-1966) C szint: Térbeli szabályozás Tárgyak mozgatása a-ból b-be Célzott mozgások, okkal történő mozgások C1: útvonal meghatározása C2: cél elérése Pontosság, variancia

Nikolai Bernstein (1896-1966) D szint: E szint: Szinte csak emberi mozgások „Meaningful actions” Írás „automatisms and motor skills” Domináns/nem domináns végtag E szint: Kizárolag emberekre jellemző mozgások Információ átadás Zenélés, festés