Cognitieve Psychologie – Hoorcolleges 2
Hoorcollege 9 – Hoofdstuk 8
Motoriek
Kiezen van een beweging
- Veel bewegingen lijken automatisch te gaan (fietsen, wassen, aankleden enz)
- Randvoorwaarden:
- Wat is de situatie nu = uitgangspositie (begin state)
- Wat wil je bereiken = doelpositie (goal state)
- Betrokken lichaamsdelen = effectors (benen, armen, handen enz)
- Eventuele obstakels
- Pad van de begin state naar de goal state heet een trajectory
- Oneindig veel wegen die naar Rome leiden > vrijheidsgradenprobleem (degrees of
freedom problem)
- Centraal probleem bij motoriek: hoe kies je een specifieke beweging gegeven een
oneindig aantal mogelijkheden?
Selectie van een beweging: Drie oplossingen voor degrees of freedom problem
1) Equilibrium point hypothesis (evenwichtspunt)
- Saloondeurtjes: ze komen altijd weer uit waar ze moeten zijn (deurtjes klappen altijd
weer dicht) > komen altijd in het midden uit omdat de veren (springs) aan beide zijden
even sterk zijn
- Andere eindposities zijn mogelijk door de veren verschillend te spannen
- Ons lichaam kan dit ook: agonist/antagonist systeem: bijv. spieren in bovenarm voor de
controle van de positie van de onderarm (te vergelijken met veren saloondeurtjes)
- Spanning in de spieren bepaalt de eindpositie = sterk punt van hypothesis
- Voordeel: je hoeft het pad niet te bedenken, het ontstaat vanzelf!
- Ook als de beweging wordt verstoord
- Gaat zelfs goed zonder feedback (experiment met aapje die eigen arm niet kan zien
en lampje moet volgen met zijn arm, zenuwen doorgesneden dus hij voelde zijn
armen niet meer > kon alsnog het lampje volgen zonder feedback)
2) Dynamical systems
- Spieren en gewrichten zijn geneigd op bepaalde manieren samen te werken (bijv. alles
buigen, alles strekken of evenwicht bewaren) > zorgt voor een natuurlijke vermindering
van het aantal vrijheidsgraden
- Anticipatory postural adjustments: als je je arm naar voren doet, ga je automatisch iets
naar achteren (anders val je om)
3) Optimal control
- De meest efficiënte beweging wordt geselecteerd
- Selectie (control policy) op basis van bijv. minste aantal fouten in de uitvoering, op basis
van je gewrichten zo min mogelijk belasten (torque change efficiency) of op basis van
meest vloeiende beweging
- Basale ganglia betrokken bij selectie van motorprogramma’s
- Bijstelling op basis van feedback uit de zintuigen (bijv. uit de tastzin via de
1
, somatosensorische cortex)
- Multisensorische perceptie: feedback va visuele perceptie is sterk (rubberen hand illusie
> rubberen hand lijkt van jezelf, met kwastje op je eigen hand, terwijl je het ziet op het
rubberen handje > met hamer op rubberen hand slaan: je schrikt!)
- Probleem: feedback is vaak niet snel genoeg (bijv. typfout op whatsapp)
- Dus ook bijstelling op basis van voorspelling van feedback (forward model)
- Experiment waar er een kracht op je vinger wordt uitgeoefend door een motortje > je
moet de kracht van het motortje nabootsen met een knopje, of met je eigen vinger >
als je het met je vinger doet maak je meer fouten! (je drukt da harder)
- Conclusie: voorspelling van het effect van onze eigen kracht zorgt voor een
vermindering van de gevoelde kracht (als je minder voelt moet je harder drukken)
- Heeft nut: gevoeliger voor (onverwachte) externe krachten dan voor (verwachte)
zelfveroorzaakte krachten
- Bijstellingen op basis van (voorspelling van) feedback: cerebellum
Bewegingsreeksen
Sequenties
- De meeste bewegingen staan niet op zichzelf (kopje pakken en naar je mond brengen)
- Meestal gaat bewegen om bewegingsequenties
- Kan zonder en met perceptuele feedback
- Bewegingsequenties worden aangestuurd door motor programma’s
- Kenmerken:
- Een complete verzameling commando’s voor de sequentie
- Vooraf gemaakt: hoe langer de benodigde sequentie, hoe trager de respons
- Abstract: je kunt ook schijven met je niet dominante hand, of met een pen in je
mond of tussen je tenen
- Het gaat dus niet om specifieke spierbewegingen (concreet), maar om een reeks
doelposities
- Hoe kom je aan zo’n reeks?
- Associative chain theory: gewoon een reeks aan elkaar plakken
Levert problemen op: bijv ‘Jan liep op straat’ en ‘Op straat stond een vuilnisbak’
Aan elkaar plakken = ‘Jan liep op straat stond een vuilnisbak’ = geen correcte zin
Hiërarchische controle: taalexperiment MacKay & Bowman
- Mensen lezen 12x de zin (Ik ging op vakantie met mijn rugzak)
- Daarna lezen ze 4x een nieuwe zin
- 1e conditie: vertaling met dezelfde woordvolgorde (I went on holiday with my backpack)
- 2e conditie: geen vertaling (he went out to take his dog for a walk)
- Proefpersoon leest 12x de eerste zin: reactietijd steeds sneller
- Dan 4x tweede zin: als het geen vertaling is van de eerste zin weer langzame leestijd.,
als het wel een vertaling is dan ben je heel snel
- De vertaling profiteert van dezelfde woordcontrole hiërarchie
- Intuïtieve hiërarchische controlestructuur: zinnen bestaan uit delen
- Formele hiërarchische controle structuur: grammaticale structuur (elk los woordje)
- Bij Engels en Nederlands bijna hetzelfde, daarom ben je bij de vertaling net zo snel
met lezen als bij de eerste Nederlandse zin
- Voorbeeld bewegingen bij het serveren bij tennis:
2
, - Cognitief: opgooien, slaan, doorbewegen
- Spiercommando’s voeren dit uit
- Dit kan worden gestimuleerd met recurrente
artificiële neurale netwerken
- Oude activaties van het netwerk kunnen
de nieuwe beïnvloeden (netwerk B)
- Betrokken hersendelen: frontale kwabben >
hoe hoger in de hiërarchie, hoe frontaler de
representatie
Primaire motor cortex: betrokken bij praten
- Wat als het misgaat: beschadiging van de frontale en/of pariëtale cortex, basale ganglia
of verbindende structuren
- Apraxie (apraxia) = niet meer goed kunnen doen
- Ideomotor apraxia: moeilijkheden bij plannen van acties zonder aanwezigheid van
taakrelevante stimuli
Relatie tussen actie en perceptie
Bewegen met constante snelheid?
- Bijv. rondje maken met je vinger en bewegen met constante snelheid > resultaat: hoe
scherper de bocht, hoe langzamer je gaat, dus de relatie tussen scherpte van de bocht
en snelheid is precies te beschrijven met de 1/3 power law of motion
- Laat iemand kijken naar een dergelijke beweging met niet-constante snelheden > die
persoon ziet een constant snelheid
- Verbinding tussen perceptie en actie = common coding
- Producten van perceptie overlappen met voorlopers van een actie
- Planning van actie gebeurt dan (gedeeltelijk) al vanzelf als je iets waarneemt
- Waarneming van actie van anderen leidt tot activatie van motorische neuronen =
spiegelneuronen (Mirror Neuron System)
- Prof. Rizzolatti: apen pakken pinda, horen een geluid bij neuronen die geactiveerd
worden bij het pakken van de pinda, als de apen zagen dat een mens het voor hun
neus pakte, waren de neuronen ook geactiveerd!
- Spiegelneuronen waarschijnlijk betrokken bij het voorspellen van het doel van een
waargenomen actie en het representeren van elementaire (basis) bewegingen (motor
primitives)
Embodied cognition
- Onze hersenen werken niet op zichzelf!
- Je hele lichaam en de omgeving spelen een rol
- Equilibrium point hypothesis
- Voorspelling van feedback van eigen acties
- Common coding; mirror neurons
- Veel ideeën zijn gekoppeld aan fysieke gebaren
Hoorcollege 10 – Hoofdstuk 9
Probleemoplossen
3
Hoorcollege 9 – Hoofdstuk 8
Motoriek
Kiezen van een beweging
- Veel bewegingen lijken automatisch te gaan (fietsen, wassen, aankleden enz)
- Randvoorwaarden:
- Wat is de situatie nu = uitgangspositie (begin state)
- Wat wil je bereiken = doelpositie (goal state)
- Betrokken lichaamsdelen = effectors (benen, armen, handen enz)
- Eventuele obstakels
- Pad van de begin state naar de goal state heet een trajectory
- Oneindig veel wegen die naar Rome leiden > vrijheidsgradenprobleem (degrees of
freedom problem)
- Centraal probleem bij motoriek: hoe kies je een specifieke beweging gegeven een
oneindig aantal mogelijkheden?
Selectie van een beweging: Drie oplossingen voor degrees of freedom problem
1) Equilibrium point hypothesis (evenwichtspunt)
- Saloondeurtjes: ze komen altijd weer uit waar ze moeten zijn (deurtjes klappen altijd
weer dicht) > komen altijd in het midden uit omdat de veren (springs) aan beide zijden
even sterk zijn
- Andere eindposities zijn mogelijk door de veren verschillend te spannen
- Ons lichaam kan dit ook: agonist/antagonist systeem: bijv. spieren in bovenarm voor de
controle van de positie van de onderarm (te vergelijken met veren saloondeurtjes)
- Spanning in de spieren bepaalt de eindpositie = sterk punt van hypothesis
- Voordeel: je hoeft het pad niet te bedenken, het ontstaat vanzelf!
- Ook als de beweging wordt verstoord
- Gaat zelfs goed zonder feedback (experiment met aapje die eigen arm niet kan zien
en lampje moet volgen met zijn arm, zenuwen doorgesneden dus hij voelde zijn
armen niet meer > kon alsnog het lampje volgen zonder feedback)
2) Dynamical systems
- Spieren en gewrichten zijn geneigd op bepaalde manieren samen te werken (bijv. alles
buigen, alles strekken of evenwicht bewaren) > zorgt voor een natuurlijke vermindering
van het aantal vrijheidsgraden
- Anticipatory postural adjustments: als je je arm naar voren doet, ga je automatisch iets
naar achteren (anders val je om)
3) Optimal control
- De meest efficiënte beweging wordt geselecteerd
- Selectie (control policy) op basis van bijv. minste aantal fouten in de uitvoering, op basis
van je gewrichten zo min mogelijk belasten (torque change efficiency) of op basis van
meest vloeiende beweging
- Basale ganglia betrokken bij selectie van motorprogramma’s
- Bijstelling op basis van feedback uit de zintuigen (bijv. uit de tastzin via de
1
, somatosensorische cortex)
- Multisensorische perceptie: feedback va visuele perceptie is sterk (rubberen hand illusie
> rubberen hand lijkt van jezelf, met kwastje op je eigen hand, terwijl je het ziet op het
rubberen handje > met hamer op rubberen hand slaan: je schrikt!)
- Probleem: feedback is vaak niet snel genoeg (bijv. typfout op whatsapp)
- Dus ook bijstelling op basis van voorspelling van feedback (forward model)
- Experiment waar er een kracht op je vinger wordt uitgeoefend door een motortje > je
moet de kracht van het motortje nabootsen met een knopje, of met je eigen vinger >
als je het met je vinger doet maak je meer fouten! (je drukt da harder)
- Conclusie: voorspelling van het effect van onze eigen kracht zorgt voor een
vermindering van de gevoelde kracht (als je minder voelt moet je harder drukken)
- Heeft nut: gevoeliger voor (onverwachte) externe krachten dan voor (verwachte)
zelfveroorzaakte krachten
- Bijstellingen op basis van (voorspelling van) feedback: cerebellum
Bewegingsreeksen
Sequenties
- De meeste bewegingen staan niet op zichzelf (kopje pakken en naar je mond brengen)
- Meestal gaat bewegen om bewegingsequenties
- Kan zonder en met perceptuele feedback
- Bewegingsequenties worden aangestuurd door motor programma’s
- Kenmerken:
- Een complete verzameling commando’s voor de sequentie
- Vooraf gemaakt: hoe langer de benodigde sequentie, hoe trager de respons
- Abstract: je kunt ook schijven met je niet dominante hand, of met een pen in je
mond of tussen je tenen
- Het gaat dus niet om specifieke spierbewegingen (concreet), maar om een reeks
doelposities
- Hoe kom je aan zo’n reeks?
- Associative chain theory: gewoon een reeks aan elkaar plakken
Levert problemen op: bijv ‘Jan liep op straat’ en ‘Op straat stond een vuilnisbak’
Aan elkaar plakken = ‘Jan liep op straat stond een vuilnisbak’ = geen correcte zin
Hiërarchische controle: taalexperiment MacKay & Bowman
- Mensen lezen 12x de zin (Ik ging op vakantie met mijn rugzak)
- Daarna lezen ze 4x een nieuwe zin
- 1e conditie: vertaling met dezelfde woordvolgorde (I went on holiday with my backpack)
- 2e conditie: geen vertaling (he went out to take his dog for a walk)
- Proefpersoon leest 12x de eerste zin: reactietijd steeds sneller
- Dan 4x tweede zin: als het geen vertaling is van de eerste zin weer langzame leestijd.,
als het wel een vertaling is dan ben je heel snel
- De vertaling profiteert van dezelfde woordcontrole hiërarchie
- Intuïtieve hiërarchische controlestructuur: zinnen bestaan uit delen
- Formele hiërarchische controle structuur: grammaticale structuur (elk los woordje)
- Bij Engels en Nederlands bijna hetzelfde, daarom ben je bij de vertaling net zo snel
met lezen als bij de eerste Nederlandse zin
- Voorbeeld bewegingen bij het serveren bij tennis:
2
, - Cognitief: opgooien, slaan, doorbewegen
- Spiercommando’s voeren dit uit
- Dit kan worden gestimuleerd met recurrente
artificiële neurale netwerken
- Oude activaties van het netwerk kunnen
de nieuwe beïnvloeden (netwerk B)
- Betrokken hersendelen: frontale kwabben >
hoe hoger in de hiërarchie, hoe frontaler de
representatie
Primaire motor cortex: betrokken bij praten
- Wat als het misgaat: beschadiging van de frontale en/of pariëtale cortex, basale ganglia
of verbindende structuren
- Apraxie (apraxia) = niet meer goed kunnen doen
- Ideomotor apraxia: moeilijkheden bij plannen van acties zonder aanwezigheid van
taakrelevante stimuli
Relatie tussen actie en perceptie
Bewegen met constante snelheid?
- Bijv. rondje maken met je vinger en bewegen met constante snelheid > resultaat: hoe
scherper de bocht, hoe langzamer je gaat, dus de relatie tussen scherpte van de bocht
en snelheid is precies te beschrijven met de 1/3 power law of motion
- Laat iemand kijken naar een dergelijke beweging met niet-constante snelheden > die
persoon ziet een constant snelheid
- Verbinding tussen perceptie en actie = common coding
- Producten van perceptie overlappen met voorlopers van een actie
- Planning van actie gebeurt dan (gedeeltelijk) al vanzelf als je iets waarneemt
- Waarneming van actie van anderen leidt tot activatie van motorische neuronen =
spiegelneuronen (Mirror Neuron System)
- Prof. Rizzolatti: apen pakken pinda, horen een geluid bij neuronen die geactiveerd
worden bij het pakken van de pinda, als de apen zagen dat een mens het voor hun
neus pakte, waren de neuronen ook geactiveerd!
- Spiegelneuronen waarschijnlijk betrokken bij het voorspellen van het doel van een
waargenomen actie en het representeren van elementaire (basis) bewegingen (motor
primitives)
Embodied cognition
- Onze hersenen werken niet op zichzelf!
- Je hele lichaam en de omgeving spelen een rol
- Equilibrium point hypothesis
- Voorspelling van feedback van eigen acties
- Common coding; mirror neurons
- Veel ideeën zijn gekoppeld aan fysieke gebaren
Hoorcollege 10 – Hoofdstuk 9
Probleemoplossen
3
