Mozgástan, mozgásfejlődés, neurobiológia

Az előadások a következő témára: "Mozgástan, mozgásfejlődés, neurobiológia"— Előadás másolata:

1 Mozgástan, mozgásfejlődés, neurobiológia
Oktató: Katona Péter

2 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?

3 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

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

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

6 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 ( ): béka ideg-izom preparátum Idegstimuláció-izomkontrakció Izomtömeg nem változik a kontrakció során

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

8 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

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

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

11 Modern kor 19. sz. vége: kutatások a mozgások pontatlanságára irányultak Robert Sessions Woodworth ( ) 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

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

13 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 ( ) Mozgások 3 szintű reprezentációja az idegrendszerben Izmok kérgi reprezentációja Izmok számos kombinációja mozgások kivitelezésekor izomcsoportokként

14 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

15 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)

16 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

17 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

18 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

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

20 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

21 Nikolai Bernstein ( ) 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”

22 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

23 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

24 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