Samenvatting Sensomotorische coördinatie
Hoorcollege 1: Introductie, feedback sturing en context-bepaalde variabiliteit
Coördinatie afstemming van bewegingen (ook t.o.v. de omgeving)
Motorisch gedrag is gedrag dat het uitoefenen van spierkracht impliceert en hierdoor ledematen of andere
lichaamsdelen beïnvloed. Motorisch gedrag is (vaak) doelgericht. De bewegingen die we maken variëren om
tot een bepaalde uitkomst te komen, ondanks het feit dat er obstakels en veranderingen in condities zijn.
Motorische actie is de definitie die wordt gebruikt als motorisch gedrag tot een bepaalde uitkomst leidt. Een
elementaire actie is een motorische actie waarbij de uitkomst tot stand is gekomen door het uivoeren van
een doelgerichte actie (bijv. het slaan van een baseball) en niet kan worden onderverdeeld in simpelere
doelgerichte componenten. Als een actie een identificeerbaar eindpunt heeft wordt het ook wel een discrete
actie genoemd.
Het principe van motorische fit: Om tot een bepaald doel te komen onder verschillende omstandigheden is
er allerlei verschillend motorisch gedrag (andere lichaamsdelen of andere spiercontracties); het motorische
gedrag moet passen in de omstandigheden. Als gedrag kan worden aangepast aan de omstandigheden wordt
dit ook wel (motor) aanpassingsvermogen genoemd. Als verschillende bewegingen en spiercontracties tot
dezelfde uitkomt leidt wordt dit motorequivalentie genoemd.
Het principe van motorische fit: Om tot een bepaald doel te komen onder verschillende omstandigheden is
er allerlei verschillend motorisch gedrag (andere lichaamsdelen of andere spiercontracties); het motorische
gedrag moet passen in de omstandigheden. Als gedrag kan worden aangepast aan de omstandigheden wordt
dit ook wel (motor) aanpassingsvermogen genoemd. Als verschillende bewegingen en spiercontracties tot
dezelfde uitkomt leidt wordt dit motorequivalentie genoemd.
Vrijwillig gedrag is doelgericht en met een bewuste intentie voor het bereiken van een doel. Bewust van de
keuze om door te gaan of niet met een beweging. Onvrijwillig gedrag is geen bewuste keuze voor het
uitvoeren van een beweging (reflexen).
Wanneer is motorisch gedrag doelgericht?
1) Aanpassingvermogen dezelfde uitkomst kan op verschillende manieren worden bereikt door
verschillend motorisch gedrag. Dit omvat het aanpassen van gedrag tijdens de beweging door
verandering in omstandigheden.
2) Reactie op falen Als een uitkomst niet wordt gehaald zal net zo lang opnieuw worden geprobeerd
totdat de uitkost is behaald.
Drie hoofdfactoren die bewegingen beïnvloeden:
1) Persoon (beperking, leeftijd, geslacht, vermoeidheid, geblesseeerd, wel/geen bril etc.)
2) Doel (bewegingen zijn doelgericht (iets realiseren)
3) Omgeving (effect zwaartekracht, wind, andere mensen)
Context-bepaalde variabiliteit "Herhaling zonder herhaling"
Bewegingen zijn nooit precies hetzelfde omdat de context (situatie) constant anders is. Dit
komt door context-bepaalde variabliteit motorische commando’s hebben niet steeds
hetzelfde effect, omdat de omstandigheden steeds anders zijn geen 1-op-1-
correspondentie.
1
, - Anatomische bronnen: relatie werklijn spier en gewrichtsas
Eenzelfde activatie van de spier kan in het ene geval leiden naar het beneden trekken van
een arm en in andere geval leiden tot het naar boven trekken van een arm (afhankelijk van
draaipunt boven of onder gewricht en welke spier).
- Mechanische bronnen: zwaartekracht, massatraagheid, reactieve krachten (vb. ondergrond)
Mate van kracht die je nodig hebt, afhankelijk van of arm al in beweging is
zenuwstelsel moet daar rekening mee houden
- Fysiologische bronnen: vermoeidheid, activatietoestand van de α-motorneuronen (sturen
spieren aan).
Motorische commando’s
Efferentie Afferentie
Zintuigen Ruggenmerg Spieren
α-motorneuronen
Sensomotorische principe: sensorische perceptie is nodig voor doelgerichtheid. Het is sensorische
perceptie dat het mogelijk maakt voor motorisch gedrag om doelgericht te zijn.
Afferentie: naar het centrale zenuwstelsel toe
Efferentie: van het centrale zenuwstelsel af, naar het perifere zenuwstelsel toe
activatie van α-motorneuronen ook beïnvloed door andere factoren (vb.
zintuigelijke informatie en hormonen)
- Functionele dubbelzinnigheid
Relatie tussen motorische commando’s en bewegingen is niet eenduidig (geen 1- op-1-
correspondentie)
Commando’s moeten afgestemd zijn op toestand van het bewegingsapparaat en de
omgeving (hievoor zijn zintuigen cruciaal).
Mens:
Centrale zenuwstelsel Informatie (waargenomen door zintuigen)
Door zelf te bewegen, veranderd de informatie die naar het
CZS gaat (perceptie-actie lus)
(Sensoren op SSS geeft signalen door naar CZS)
Spierskeletsysteem F op/van omgeving; actie= reactie
2
, Sensomotorische integratie (perceptie-actie lus) & feedback
CZS
Sensoriek Motoriek
Re-afferentie (gevolg van eigen beweging)
Ex-afferentie (informatie die niet gevolg is van eigen beweging, maar wel van belang voor eventuele
beweging)
Bewegen zonder re-afferente info mogelijk? (is essentieel voor je ontwikkeling) Deafferentie:
geen sensorische signalen vanuit dat deel wat gedeaffernetieerd is. Bewegen is wel mogelijk
zonder sensorische feedback
Feedback
Om controle over iets te hebben moet het in staat te zijn om het te laten gedragen op de manier die jij wil.
Het principe van controle is een systeem te laten gedragen om een bepaald doel te bereiken door dingen te
doen aan het systeem. Het fundamentele probleem van controle is om te bepalen wat er nodig is om een
systeem te laten gedragen hoe jij dat wil.
Input: iets dat aan een systeem kan worden gedaan om zijn gedrag te wijzigen.
Output: iets dat een systeem doet of een meetbare kwaliteit van het systeem dat kan variëren.
Wanneer output terug wordt gevoerd naar de input wordt er van een feedback loop gesproken.
Controle variabele: een input in een gecontroleerd systeem (of bedieningsysteem) dat kan worden gewijzigd
om tot de juiste waarde van de gecontroleerde variabele (output) te komen.
Gecontroleerde variabele: een output waarvan de waarde kan worden beïnvloed door de input.
Wanneer er een controler wordt aangepast, zorgt het bedieningsysteem ervoor dat er een wijzigingen plaats
vind in de gecontroleerde variabele.
Het systeem dat wordt gecontroleerd (door input) om te zorgen dat het zich gedraagt op een manier die
voldoet aan een voorwaarde of een reeks van vereisten wordt het gecontroleerde systeem genoemd. De
input aan het gecontroleerde systeem wordt ontwikkeld door de controller, meestal via een tussenliggend
systeem (bedieningsystemen). Dit samen wordt een controle systeem/ besturingsysteem genoemd.
Wanneer we te maken hebben met een persoon spreken we van een handmatig besturingsysteem, wanneer
de controller kunstmatig is spreken we van een automatisch besturingsysteem.
Feedback is nodig om fouten terug te brengen naar 0 (of zo dicht mogelijk). Er wordt gekeken naar wat het
gecontroleerde systeem aan het doen is en het verschil in wat er echt wordt gedaan en wat er vereist wordt,
om te bepalen wat er moet worden gedaan. Het wordt ook wel negatieve feedback (of closed loop control)
genoemd omdat de foutwaarde wordt afgetrokken van de vereiste waarde. De waarde van de
gecontroleerde variabele wordt via een sensor teruggevoerd naar de controller.
19
, Drie redenen voor het optreden van fouten:
1) Verstoringen de omstandigheden kunnen het gedragsysteem verstoren.
2) Fouten van de controller de controller kan een gecontroleerde variabele aanpassen terwijl dat
niet nodig is of op een fout reageren met de verkeerde verandering van de gecontroleerde variabele.
3) Veranderingen van het vereiste de vereiste waarde van de gecontroleerde variabele verandert.
Wanneer een gecontroleerde variabele voor een lange tijd niet verandert wordt dit set-point genoemd.
Een fout moet worden omgezet in een verandering in de controle variabele in feedback controle. Deze regel
wordt ook wel de feedback controle wet genoemd. De meest gebruikte controle wet is de proportionele
feedback controle waarbij de verandering in de controle variabele direct proportioneel is aan de foutwaarde.
C=gpE+b
C: controle variabele
E: error
gp en b zijn controle wet parameters die correct moeten worden aangepast aan het systeem.
Feedback kan periodiek zijn; de waarde van de gecontroleerde variabele via een sensor teruggebracht naar
de controller en de fout die er is net zo lang opnieuw aangepast totdat er een correcte waarde ontstaat. Bij
een continue controle modus zorgen de sensoren van de gecontroleerde variabele ervoor dat de
veranderingen aan de controle variabele continue wordt doorgegeven zonder pauzes (bijv. een watertank
boven wc met een flutter).
Nadelen feedback
Als het een te lange tijd kost om de signalen door de feedback loop te krijgen (in de praktijk
is dat vaak zo) ineffectiviteit (vb. douche warm/koud cyclus)
feedback is een reactief proces: treedt pas op als er een fout is opgetreden, maar je wilt
liever die fouten voor zijn.
Als er geen verstoringen zijn, is controle ook mogelijk zonder feedback (vb. douchen; schaal
op de thermometer) = open-lus controle
Beweginscontrole:
Optie 1
Open-lus-controle (‘open loop’)
Ballistische beweging: zonder bijsturing
Voordeel: snel
Nadeel: geen correcties bij fouten en verstoringen
(Regelaar)
Gewenste waarde invers model spierskeletsysteem gerealiseerde
waarde
19
Hoorcollege 1: Introductie, feedback sturing en context-bepaalde variabiliteit
Coördinatie afstemming van bewegingen (ook t.o.v. de omgeving)
Motorisch gedrag is gedrag dat het uitoefenen van spierkracht impliceert en hierdoor ledematen of andere
lichaamsdelen beïnvloed. Motorisch gedrag is (vaak) doelgericht. De bewegingen die we maken variëren om
tot een bepaalde uitkomst te komen, ondanks het feit dat er obstakels en veranderingen in condities zijn.
Motorische actie is de definitie die wordt gebruikt als motorisch gedrag tot een bepaalde uitkomst leidt. Een
elementaire actie is een motorische actie waarbij de uitkomst tot stand is gekomen door het uivoeren van
een doelgerichte actie (bijv. het slaan van een baseball) en niet kan worden onderverdeeld in simpelere
doelgerichte componenten. Als een actie een identificeerbaar eindpunt heeft wordt het ook wel een discrete
actie genoemd.
Het principe van motorische fit: Om tot een bepaald doel te komen onder verschillende omstandigheden is
er allerlei verschillend motorisch gedrag (andere lichaamsdelen of andere spiercontracties); het motorische
gedrag moet passen in de omstandigheden. Als gedrag kan worden aangepast aan de omstandigheden wordt
dit ook wel (motor) aanpassingsvermogen genoemd. Als verschillende bewegingen en spiercontracties tot
dezelfde uitkomt leidt wordt dit motorequivalentie genoemd.
Het principe van motorische fit: Om tot een bepaald doel te komen onder verschillende omstandigheden is
er allerlei verschillend motorisch gedrag (andere lichaamsdelen of andere spiercontracties); het motorische
gedrag moet passen in de omstandigheden. Als gedrag kan worden aangepast aan de omstandigheden wordt
dit ook wel (motor) aanpassingsvermogen genoemd. Als verschillende bewegingen en spiercontracties tot
dezelfde uitkomt leidt wordt dit motorequivalentie genoemd.
Vrijwillig gedrag is doelgericht en met een bewuste intentie voor het bereiken van een doel. Bewust van de
keuze om door te gaan of niet met een beweging. Onvrijwillig gedrag is geen bewuste keuze voor het
uitvoeren van een beweging (reflexen).
Wanneer is motorisch gedrag doelgericht?
1) Aanpassingvermogen dezelfde uitkomst kan op verschillende manieren worden bereikt door
verschillend motorisch gedrag. Dit omvat het aanpassen van gedrag tijdens de beweging door
verandering in omstandigheden.
2) Reactie op falen Als een uitkomst niet wordt gehaald zal net zo lang opnieuw worden geprobeerd
totdat de uitkost is behaald.
Drie hoofdfactoren die bewegingen beïnvloeden:
1) Persoon (beperking, leeftijd, geslacht, vermoeidheid, geblesseeerd, wel/geen bril etc.)
2) Doel (bewegingen zijn doelgericht (iets realiseren)
3) Omgeving (effect zwaartekracht, wind, andere mensen)
Context-bepaalde variabiliteit "Herhaling zonder herhaling"
Bewegingen zijn nooit precies hetzelfde omdat de context (situatie) constant anders is. Dit
komt door context-bepaalde variabliteit motorische commando’s hebben niet steeds
hetzelfde effect, omdat de omstandigheden steeds anders zijn geen 1-op-1-
correspondentie.
1
, - Anatomische bronnen: relatie werklijn spier en gewrichtsas
Eenzelfde activatie van de spier kan in het ene geval leiden naar het beneden trekken van
een arm en in andere geval leiden tot het naar boven trekken van een arm (afhankelijk van
draaipunt boven of onder gewricht en welke spier).
- Mechanische bronnen: zwaartekracht, massatraagheid, reactieve krachten (vb. ondergrond)
Mate van kracht die je nodig hebt, afhankelijk van of arm al in beweging is
zenuwstelsel moet daar rekening mee houden
- Fysiologische bronnen: vermoeidheid, activatietoestand van de α-motorneuronen (sturen
spieren aan).
Motorische commando’s
Efferentie Afferentie
Zintuigen Ruggenmerg Spieren
α-motorneuronen
Sensomotorische principe: sensorische perceptie is nodig voor doelgerichtheid. Het is sensorische
perceptie dat het mogelijk maakt voor motorisch gedrag om doelgericht te zijn.
Afferentie: naar het centrale zenuwstelsel toe
Efferentie: van het centrale zenuwstelsel af, naar het perifere zenuwstelsel toe
activatie van α-motorneuronen ook beïnvloed door andere factoren (vb.
zintuigelijke informatie en hormonen)
- Functionele dubbelzinnigheid
Relatie tussen motorische commando’s en bewegingen is niet eenduidig (geen 1- op-1-
correspondentie)
Commando’s moeten afgestemd zijn op toestand van het bewegingsapparaat en de
omgeving (hievoor zijn zintuigen cruciaal).
Mens:
Centrale zenuwstelsel Informatie (waargenomen door zintuigen)
Door zelf te bewegen, veranderd de informatie die naar het
CZS gaat (perceptie-actie lus)
(Sensoren op SSS geeft signalen door naar CZS)
Spierskeletsysteem F op/van omgeving; actie= reactie
2
, Sensomotorische integratie (perceptie-actie lus) & feedback
CZS
Sensoriek Motoriek
Re-afferentie (gevolg van eigen beweging)
Ex-afferentie (informatie die niet gevolg is van eigen beweging, maar wel van belang voor eventuele
beweging)
Bewegen zonder re-afferente info mogelijk? (is essentieel voor je ontwikkeling) Deafferentie:
geen sensorische signalen vanuit dat deel wat gedeaffernetieerd is. Bewegen is wel mogelijk
zonder sensorische feedback
Feedback
Om controle over iets te hebben moet het in staat te zijn om het te laten gedragen op de manier die jij wil.
Het principe van controle is een systeem te laten gedragen om een bepaald doel te bereiken door dingen te
doen aan het systeem. Het fundamentele probleem van controle is om te bepalen wat er nodig is om een
systeem te laten gedragen hoe jij dat wil.
Input: iets dat aan een systeem kan worden gedaan om zijn gedrag te wijzigen.
Output: iets dat een systeem doet of een meetbare kwaliteit van het systeem dat kan variëren.
Wanneer output terug wordt gevoerd naar de input wordt er van een feedback loop gesproken.
Controle variabele: een input in een gecontroleerd systeem (of bedieningsysteem) dat kan worden gewijzigd
om tot de juiste waarde van de gecontroleerde variabele (output) te komen.
Gecontroleerde variabele: een output waarvan de waarde kan worden beïnvloed door de input.
Wanneer er een controler wordt aangepast, zorgt het bedieningsysteem ervoor dat er een wijzigingen plaats
vind in de gecontroleerde variabele.
Het systeem dat wordt gecontroleerd (door input) om te zorgen dat het zich gedraagt op een manier die
voldoet aan een voorwaarde of een reeks van vereisten wordt het gecontroleerde systeem genoemd. De
input aan het gecontroleerde systeem wordt ontwikkeld door de controller, meestal via een tussenliggend
systeem (bedieningsystemen). Dit samen wordt een controle systeem/ besturingsysteem genoemd.
Wanneer we te maken hebben met een persoon spreken we van een handmatig besturingsysteem, wanneer
de controller kunstmatig is spreken we van een automatisch besturingsysteem.
Feedback is nodig om fouten terug te brengen naar 0 (of zo dicht mogelijk). Er wordt gekeken naar wat het
gecontroleerde systeem aan het doen is en het verschil in wat er echt wordt gedaan en wat er vereist wordt,
om te bepalen wat er moet worden gedaan. Het wordt ook wel negatieve feedback (of closed loop control)
genoemd omdat de foutwaarde wordt afgetrokken van de vereiste waarde. De waarde van de
gecontroleerde variabele wordt via een sensor teruggevoerd naar de controller.
19
, Drie redenen voor het optreden van fouten:
1) Verstoringen de omstandigheden kunnen het gedragsysteem verstoren.
2) Fouten van de controller de controller kan een gecontroleerde variabele aanpassen terwijl dat
niet nodig is of op een fout reageren met de verkeerde verandering van de gecontroleerde variabele.
3) Veranderingen van het vereiste de vereiste waarde van de gecontroleerde variabele verandert.
Wanneer een gecontroleerde variabele voor een lange tijd niet verandert wordt dit set-point genoemd.
Een fout moet worden omgezet in een verandering in de controle variabele in feedback controle. Deze regel
wordt ook wel de feedback controle wet genoemd. De meest gebruikte controle wet is de proportionele
feedback controle waarbij de verandering in de controle variabele direct proportioneel is aan de foutwaarde.
C=gpE+b
C: controle variabele
E: error
gp en b zijn controle wet parameters die correct moeten worden aangepast aan het systeem.
Feedback kan periodiek zijn; de waarde van de gecontroleerde variabele via een sensor teruggebracht naar
de controller en de fout die er is net zo lang opnieuw aangepast totdat er een correcte waarde ontstaat. Bij
een continue controle modus zorgen de sensoren van de gecontroleerde variabele ervoor dat de
veranderingen aan de controle variabele continue wordt doorgegeven zonder pauzes (bijv. een watertank
boven wc met een flutter).
Nadelen feedback
Als het een te lange tijd kost om de signalen door de feedback loop te krijgen (in de praktijk
is dat vaak zo) ineffectiviteit (vb. douche warm/koud cyclus)
feedback is een reactief proces: treedt pas op als er een fout is opgetreden, maar je wilt
liever die fouten voor zijn.
Als er geen verstoringen zijn, is controle ook mogelijk zonder feedback (vb. douchen; schaal
op de thermometer) = open-lus controle
Beweginscontrole:
Optie 1
Open-lus-controle (‘open loop’)
Ballistische beweging: zonder bijsturing
Voordeel: snel
Nadeel: geen correcties bij fouten en verstoringen
(Regelaar)
Gewenste waarde invers model spierskeletsysteem gerealiseerde
waarde
19
