HC 1: Introductie
Bewegingscoördinatie: Afstemmen van bewegingen
- Ledematen t.o.v. elkaar
- Bewegingen t.o.v. omgeving
Stoornissen leiden tot coördinatieproblemen (spasmen, beroerten). In revalidatie settings is het
belangrijk om naar spierkracht ook aan bewegingscoördinatie te werken.
Hoe zien coördinatiepatronen eruit?
- Bewegingen in kaart brengen
- Spierkracht in kaart brengen
Hoe komt coördinatie tot stand? Vanuit CZS naar bewegen.
Beweging wordt beïnvloed door drie factoren: doel van beweging, persoonsfactoren (leeftijd,
ontwikkeling, ervaring, beperkingen) en omgevingsfactoren (ondergrond, tegenwind, andere
personen aanwezig).
Beweging wordt nooit op dezelfde manier uitgevoerd, omdat er altijd gevarieerd wordt
binnen deze factoren
o Bijv. vermoeidheid beïnvloedt coördinatie: marathon rennen
o Bijv. invloed van houding op effect van spieractiviteit: aanspannen van grote
borstspier in verschillende houdingen
Context-bepaalde variabiliteit: Variabiliteit in onze bewegingscoördinatie a.g.v. verschillen in de
context
- Motorische commando’s hebben niet steeds hetzelfde effect, omdat de omstandigheden
steeds (een beetje) anders zijn
Geen 1-op-1 correspondentie
- Commando’s van CZS moeten afgestemd zijn op de toestand van het bewegingsapparaat en
de omgeving
CZS heeft sensorische informatie nodig om gecoördineerde bewegingen tot stand te brengen
Sensomotorische integratie
Om te bewegen hebben we het spier-skelet-systeem nodig, wat aangestuurd wordt door het ZS.
Sensoren in spier-skelet-systeem geven informatie over toestand van het bewegingssysteem naar ZS.
CZS = hersenen + ruggenmerg
Tijdens het bewegen interacteren we met onze omgeving door het uitoefenen van kracht zinvolle
bewegingen uitoefenen.
Reactie: Omgeving oefent ook kracht uit op ons (wind, zwaartekracht, iemand die je duwt)
Via zintuigen krijg je informatie over omgeving binnen
- Kan bewegingsdoel geven
- Kan een rol spelen bij afstemming van beweging
Eigen beweging heeft invloed op informatie via zintuigen Perceptie-actie-lus
Sensomotorische integratie: Hoe sensorische informatie en motoriek tezamen zorgen voor
gecoördineerd bewegen
, - Sensorische informatie naar ZS (= ex-afferentie) informatie naar spieren Beweging
sensorische info komt beschikbaar (= re-afferentie)
Efferente signalen: afvoeren, van het ZS af
Afferente signalen: naar ZS toe
Re-afferentie: Signalen t.g.v. zelf-uitgevoerde beweging
Ex-afferentie: Informatie over omgeving die niet het gevolg is van zelf-uitgevoerde beweging
Experiment: Kittens in het donker na geboorte tot ze kunnen lopen Aan elkaar vastL samen lopen
(eentje “los”, eentje in karretje) in carousel.
- Verschil re- en ex-afferentie visuele info
- Verschil in ontwikkeling tussen twee kittens: de kitten in het karretje heeft slechtere
motorische ontwikkeling
Zenuw-spier-skelet-stelsel:
Feedback
Efferent: afvoerend, van het zenuwstelsel af (exit)
Afferent: Aanvoerend, naar het zenuwstelsel toe
Re-afferentie: Informatie t.g.v. zelf uitgevoerde beweging
Ex-afferentie: Informatie over omgeving die niet het gevolg is van zelf uitgevoerde bewegingen
Open-lus-controle (zonder sensorische feedback = ex-afferentie) = feedforward-controle
- Motorisch commando afgestemd op eigenschappen van spier-skelet-systeem: Regelaar
gebruikt “invers model”
- Geen correcties bij fouten/verstoringen
- Motorisch commando kan van tevoren worden afgestemd op de situatie: feedforward-
controle
Invers model: Representatie van eigenschappen van het systeem (lengte/gewicht ledematen,
werklijnen spieren) en evt. context (tennisracket)
,Feedback-controle: m.b.v. sensorische feedback kan het ZS bewegingen corrigeren
- Kan gecombineerd worden met feedforward-controle.
Gesloten-lus-controle (met gebruik van sensorische feedback = re-afferentie) = feedback-controle
- Negatieve feedback-lus zorgt voor verkleining van de fout
Bewegingscontrole
- Open-lus-controle
Geen gebruik van re-afferente informatie; geen bijsturing
Voordeel: snel
Nadeel: geen correcties bij fouten/verstoringen
o Bij snelle situaties (honkbal-slag)
o Bij patiënten zonder sensorische info
- Gesloten-lus-controle
Bijsturing o.b.v. sensorische (re-afferente) feedback
Voordeel: correcties bij fouten/verstoringen; nauwkeuriger
Nadeel: kost meer tijd
- Meestal: gesloten-lus-controle
Sensorische informatie is essentieel voor bewegingssturing o.a. i.v.m. context-bepaalde variabiliteit
en gesloten-lus-controle
Online sessie 1
Bewegingscoördinatie wordt gekenmerkt door context-bepaalde variabiliteit. Dit betekent dat:
- Het ZS sensorische info gebruikt om de motorische commando’s goed af te stemmen
- Bewegingen en hun aansturing in de regel nooit precies hetzelfde zijn
VB.
Training van Max Verstappen in simulator heeft wel zin: Alle visuele info klopt, hoe meer sensorische
info klopt, hoe meer je eraan hebt positief effect
VB.
Training van kindje in zelf gemaakte simulator om later goede mountainbiker te worden heeft geen
zin geen effect want de vader maakt de bewegingen
VB.
Patiënt zonder re-afferentie uit handen en armen
- Probleem met sensorische neuronen, maar motoneuronen werken nog wel: patiënt kan
handen nog bewegen (beweging gestuurd vanuit CZS)
, - Taak: met ogen dicht duim naar vingers (een voor een) aan dezelfde hand
Eerste keer lukt wel want hij heeft net gezien hoe vingers zitten
Na tijdje niet meer want hij voelt niet of hij de beweging goed uitvoert
Na 30 seconden weet de patiënt niet meer waar zijn vingers zich in de ruimte
bevinden en kan hij de taak niet uitvoeren.
Door de variatie in positie en beweging kan hij de beweging niet corrigeren
Feedback-controle gebruikt re-afferente informatie
Feedforward-controle gebruikt ex-afferente informatie
- Info die binnenkomt is niet vanuit je eigen beweging, dus info is ex-afferent
Dictaat H1: vrijheidsgradenprobleem
Motorische equivalantie: Het vermogen om dezelfde taak op verschillende manieren uit te voeren
Vrijheidsgraden van een systeem zijn het aantal onafhankelijke dimensies waarin het systeem kan
variëren Maken motorische equivalentie en het ontwijken van obstakels mogelijk
Vrijheidsgradenprobleem: Het aantal DoF van de lichaamsdelen is overtollig t.o.v. het aantal DoF van
de taak
Hoe komt bewegingsselectie tot stand
- Trajectplanning
- Inverse-kinetica
- Inverse-dynamica
Bewegingsefficiëntie: vermijden van extreme gewrichtshoeken
- Beweging moet zo vloeiend mogelijk verlopen: “jerk” minimaliseren (= tijdsafgeleide van de
versnelling)
- Minimaliseren van veranderingen in gewrichtsmomenten
- Minimaliseren van variabele gerelateerd aan spierstijfheid
Synergiën
HC 2: Vrijheidsgradenprobleem
Vrijheidsgraden (DoF): de rotatie-assen van de gewrichten die betrokken zijn bij de beweging
- Schouder: 3 DoF
- Elleboog: 1
- Radio-ulnair: 1
- Pols: 2
7 DoF moet het CZS besturen: controle uitoefenen en coördineren
>100 gewrichten; >600 spieren; ca. 10 – 1000 motorische eenheden per spier.
Het motorische systeem heeft veel vrijheidsgraden, en is hierdoor redundant (= meerdere manieren
om beweging uit te voeren)
- Voordeel: flexibel, motorische equivalentie (= zelfde bewegingsdoel kan door verschillende
trajecten of effectoren bereikt worden)
Vrijheidsgradenprobleem: oneindig veel bewegingen mogelijk (welke ‘kiest’ CZS) Enorm veel
vrijheidsgraden (hoe controleert CZS die)
- CZS gebruikt principes om probleem hanteerbaar te maken:
Bewegingscoördinatie: Afstemmen van bewegingen
- Ledematen t.o.v. elkaar
- Bewegingen t.o.v. omgeving
Stoornissen leiden tot coördinatieproblemen (spasmen, beroerten). In revalidatie settings is het
belangrijk om naar spierkracht ook aan bewegingscoördinatie te werken.
Hoe zien coördinatiepatronen eruit?
- Bewegingen in kaart brengen
- Spierkracht in kaart brengen
Hoe komt coördinatie tot stand? Vanuit CZS naar bewegen.
Beweging wordt beïnvloed door drie factoren: doel van beweging, persoonsfactoren (leeftijd,
ontwikkeling, ervaring, beperkingen) en omgevingsfactoren (ondergrond, tegenwind, andere
personen aanwezig).
Beweging wordt nooit op dezelfde manier uitgevoerd, omdat er altijd gevarieerd wordt
binnen deze factoren
o Bijv. vermoeidheid beïnvloedt coördinatie: marathon rennen
o Bijv. invloed van houding op effect van spieractiviteit: aanspannen van grote
borstspier in verschillende houdingen
Context-bepaalde variabiliteit: Variabiliteit in onze bewegingscoördinatie a.g.v. verschillen in de
context
- Motorische commando’s hebben niet steeds hetzelfde effect, omdat de omstandigheden
steeds (een beetje) anders zijn
Geen 1-op-1 correspondentie
- Commando’s van CZS moeten afgestemd zijn op de toestand van het bewegingsapparaat en
de omgeving
CZS heeft sensorische informatie nodig om gecoördineerde bewegingen tot stand te brengen
Sensomotorische integratie
Om te bewegen hebben we het spier-skelet-systeem nodig, wat aangestuurd wordt door het ZS.
Sensoren in spier-skelet-systeem geven informatie over toestand van het bewegingssysteem naar ZS.
CZS = hersenen + ruggenmerg
Tijdens het bewegen interacteren we met onze omgeving door het uitoefenen van kracht zinvolle
bewegingen uitoefenen.
Reactie: Omgeving oefent ook kracht uit op ons (wind, zwaartekracht, iemand die je duwt)
Via zintuigen krijg je informatie over omgeving binnen
- Kan bewegingsdoel geven
- Kan een rol spelen bij afstemming van beweging
Eigen beweging heeft invloed op informatie via zintuigen Perceptie-actie-lus
Sensomotorische integratie: Hoe sensorische informatie en motoriek tezamen zorgen voor
gecoördineerd bewegen
, - Sensorische informatie naar ZS (= ex-afferentie) informatie naar spieren Beweging
sensorische info komt beschikbaar (= re-afferentie)
Efferente signalen: afvoeren, van het ZS af
Afferente signalen: naar ZS toe
Re-afferentie: Signalen t.g.v. zelf-uitgevoerde beweging
Ex-afferentie: Informatie over omgeving die niet het gevolg is van zelf-uitgevoerde beweging
Experiment: Kittens in het donker na geboorte tot ze kunnen lopen Aan elkaar vastL samen lopen
(eentje “los”, eentje in karretje) in carousel.
- Verschil re- en ex-afferentie visuele info
- Verschil in ontwikkeling tussen twee kittens: de kitten in het karretje heeft slechtere
motorische ontwikkeling
Zenuw-spier-skelet-stelsel:
Feedback
Efferent: afvoerend, van het zenuwstelsel af (exit)
Afferent: Aanvoerend, naar het zenuwstelsel toe
Re-afferentie: Informatie t.g.v. zelf uitgevoerde beweging
Ex-afferentie: Informatie over omgeving die niet het gevolg is van zelf uitgevoerde bewegingen
Open-lus-controle (zonder sensorische feedback = ex-afferentie) = feedforward-controle
- Motorisch commando afgestemd op eigenschappen van spier-skelet-systeem: Regelaar
gebruikt “invers model”
- Geen correcties bij fouten/verstoringen
- Motorisch commando kan van tevoren worden afgestemd op de situatie: feedforward-
controle
Invers model: Representatie van eigenschappen van het systeem (lengte/gewicht ledematen,
werklijnen spieren) en evt. context (tennisracket)
,Feedback-controle: m.b.v. sensorische feedback kan het ZS bewegingen corrigeren
- Kan gecombineerd worden met feedforward-controle.
Gesloten-lus-controle (met gebruik van sensorische feedback = re-afferentie) = feedback-controle
- Negatieve feedback-lus zorgt voor verkleining van de fout
Bewegingscontrole
- Open-lus-controle
Geen gebruik van re-afferente informatie; geen bijsturing
Voordeel: snel
Nadeel: geen correcties bij fouten/verstoringen
o Bij snelle situaties (honkbal-slag)
o Bij patiënten zonder sensorische info
- Gesloten-lus-controle
Bijsturing o.b.v. sensorische (re-afferente) feedback
Voordeel: correcties bij fouten/verstoringen; nauwkeuriger
Nadeel: kost meer tijd
- Meestal: gesloten-lus-controle
Sensorische informatie is essentieel voor bewegingssturing o.a. i.v.m. context-bepaalde variabiliteit
en gesloten-lus-controle
Online sessie 1
Bewegingscoördinatie wordt gekenmerkt door context-bepaalde variabiliteit. Dit betekent dat:
- Het ZS sensorische info gebruikt om de motorische commando’s goed af te stemmen
- Bewegingen en hun aansturing in de regel nooit precies hetzelfde zijn
VB.
Training van Max Verstappen in simulator heeft wel zin: Alle visuele info klopt, hoe meer sensorische
info klopt, hoe meer je eraan hebt positief effect
VB.
Training van kindje in zelf gemaakte simulator om later goede mountainbiker te worden heeft geen
zin geen effect want de vader maakt de bewegingen
VB.
Patiënt zonder re-afferentie uit handen en armen
- Probleem met sensorische neuronen, maar motoneuronen werken nog wel: patiënt kan
handen nog bewegen (beweging gestuurd vanuit CZS)
, - Taak: met ogen dicht duim naar vingers (een voor een) aan dezelfde hand
Eerste keer lukt wel want hij heeft net gezien hoe vingers zitten
Na tijdje niet meer want hij voelt niet of hij de beweging goed uitvoert
Na 30 seconden weet de patiënt niet meer waar zijn vingers zich in de ruimte
bevinden en kan hij de taak niet uitvoeren.
Door de variatie in positie en beweging kan hij de beweging niet corrigeren
Feedback-controle gebruikt re-afferente informatie
Feedforward-controle gebruikt ex-afferente informatie
- Info die binnenkomt is niet vanuit je eigen beweging, dus info is ex-afferent
Dictaat H1: vrijheidsgradenprobleem
Motorische equivalantie: Het vermogen om dezelfde taak op verschillende manieren uit te voeren
Vrijheidsgraden van een systeem zijn het aantal onafhankelijke dimensies waarin het systeem kan
variëren Maken motorische equivalentie en het ontwijken van obstakels mogelijk
Vrijheidsgradenprobleem: Het aantal DoF van de lichaamsdelen is overtollig t.o.v. het aantal DoF van
de taak
Hoe komt bewegingsselectie tot stand
- Trajectplanning
- Inverse-kinetica
- Inverse-dynamica
Bewegingsefficiëntie: vermijden van extreme gewrichtshoeken
- Beweging moet zo vloeiend mogelijk verlopen: “jerk” minimaliseren (= tijdsafgeleide van de
versnelling)
- Minimaliseren van veranderingen in gewrichtsmomenten
- Minimaliseren van variabele gerelateerd aan spierstijfheid
Synergiën
HC 2: Vrijheidsgradenprobleem
Vrijheidsgraden (DoF): de rotatie-assen van de gewrichten die betrokken zijn bij de beweging
- Schouder: 3 DoF
- Elleboog: 1
- Radio-ulnair: 1
- Pols: 2
7 DoF moet het CZS besturen: controle uitoefenen en coördineren
>100 gewrichten; >600 spieren; ca. 10 – 1000 motorische eenheden per spier.
Het motorische systeem heeft veel vrijheidsgraden, en is hierdoor redundant (= meerdere manieren
om beweging uit te voeren)
- Voordeel: flexibel, motorische equivalentie (= zelfde bewegingsdoel kan door verschillende
trajecten of effectoren bereikt worden)
Vrijheidsgradenprobleem: oneindig veel bewegingen mogelijk (welke ‘kiest’ CZS) Enorm veel
vrijheidsgraden (hoe controleert CZS die)
- CZS gebruikt principes om probleem hanteerbaar te maken:
