复杂系统在本质上被定义为拥有许多单个组件,可以自由变化和相互作用,以一个沙堆,一个天气系统,社会集体如动物殖民地和运动队。一个运动员也可以以这种方式进行了研究。复杂性科学的术语自由度通常是指系统的独立的组件,可以在许多不同的方式重组周围约束改变。当考虑人体是一个复杂的系统,一个重要的挑战是了解协调中出现大量的自由度运动系统(例如,肌肉、关节、肢体部分)。在运动学习,这被称为尼古拉·伯恩斯坦的挑战自由度问题:人类如何组织大量的运动系统自由度不断生产功能性行为如用一只手抓住球?即使是一个简单的用手接触、把握对象的运动和手臂可能需要一个捕手调节7自由度(dfs)的胳膊,弯曲伸缩、medial-lateral运动和旋转关节(3在肩膀,1肘,腕和3)。当然,更多的自由度需要监管协调等更复杂的动作表演体操三翻筋斗。
伯恩斯坦提出,表演者最初应对大量的运动系统自由度刚性固定或冻结少数为基本运动模式实现任务目标。这种策略会导致刚度特点,许多个人描述早期学习。冻结自由度运动系统是完全可以理解的应对机制当有人被放置在一个陌生的上下文和性能显示出一个人的意图,知觉和动作相互作用来限制产生的运动模式。例如,当新手学会游泳他们的主要目的是,勉强维持和维护稳定的水为了呼吸而不下沉。这个意图与一个奥运会级别的游泳者寻求快速移动和有效地在水中在最短的时间内达到种族端点。蛙泳的初步协调模式对应的iso-contraction nonhomologous四肢:同相的胳膊和腿的肌肉收缩在一起。系统稳定性增强通过同步两个胳膊和腿的弯曲和扩展在一起,就像手风琴的定向运动。手风琴的协调模式对应于一个文本的两个矛盾的行为:腿臂复苏期间推进在腿和手臂推进复苏。它不是机械地有效,不提供高速游泳因为每个推进行动是被恢复行动。然而,这冻结的协调策略对新手是功能性的游泳者,因为它是最稳定和最容易执行早期学习。
随着学习者越来越熟悉的任务,他们的意图变化很快,他们可以放弃冻结自由度的应对策略重组成特定功能muscle-joint联系或协同效应。伯恩斯坦主张这些更多的功能性组织帮助学习者压缩运动的许多物理组件系统,使相关的dfs的行动变得相互依赖。运动系统组件之间的协同作用使身体更容易为学习者当他们发现和组装强耦合肢体关系来应对大量的运动系统的自由度。
协同效应功能,设计为一个特定的目的或活动,例如当组肌肉暂时组装成连贯的单元来实现特定的任务目标,像扔一个球或执行三后内结环一周跳在滑冰。质量感知信息是必要的装配协调结构因为其特定的细节或组织形式并不完全预定和出现的约束下各性能情况。组装一个协同是一个动态的过程依赖于相关的知觉信息的来源与表演者的关键属性(例如,触觉信息来自肌肉和关节)和环境(例如,视觉的目标或表面)。协同效应的严格固定配置,学习者使用早期管理大量的运动系统dfs和成为动态和灵活的学习者使用信息来优化其功能组织。
伯恩斯坦的想法是一个前兆识别人体是一个复杂的系统和工具的运动科学家寻求理解协调如何出现在人体运动系统和大量的自由度,如肌肉、关节和肢体部分。有人建议,自由度问题可以解决在人体运动系统如果人体运动系统作为一个复杂的概念,动力系统子系统组件之间的合作可以导致减少系统维度通过协同效应的出现或更紧凑的运动模式。一些研究熟练和非熟练个人踢足球如何支持这些想法。d . i .安德森和本Sidaway踢的详细分析证实了运动系统自由度的不同的方式重组期间的学习。他们证明了新手衍生不显示相同的协调模式作为熟练的个体。新手运动模式的刚性和柔性的本质熟练踢模式显然是描述他们的工作。在实践之前,关节活动度(ROM)的膝盖弯曲和扩展在踢不熟练的参与者在大小是小于中观察到的值熟练的衍生。小范围的联合罗往往意味着更大的刚性运动模式。每周练习10周15分钟后,新手组的协调模式开始失去其严格固定的特点和倾向于更灵活的技术衍生模式相似。
引用:
- 安德森,d . I。& Sidaway b (1994)。协调变化与实践相关的足球踢。研究季度锻炼和运动,65年,93 - 99。
- 伯恩斯坦:a . (1967)。运动的协调和监管。伦敦:帕加马出版社。
- 塞弗特,L。&大卫,k (2012)。意图,认知和行为约束功能内部和个人间变化的专业知识在个人运动。开放体育科学杂志,5,68 - 75。
参见: