第四章感觉系统对运动控制的作用

感觉
感觉的概念 感觉的分类 感觉的作用
感觉统合
是指人脑将各种感觉器官传来的感 觉信息进行多次分析、综合处理， 并作出合理应答，使个体在外界环 境的刺激中和谐有效地运作。
闭环系统
Adams闭环控制系统理论提出，人在 做长时间、持续、慢速的动作时，具 有反馈这一环节，身体中的感觉如视 觉、听觉等都可参与反馈。
关键概念
感觉、闭环控制系统、反馈、动作视觉、知觉视觉、触 前时间、前馈、扫视眼动、输出复制
章节目录
01 感觉系统与闭环控制 02 视觉与动作控制 03 听觉与动作控制 04 本体感觉与运动控制
05 前馈对动作控制的影响
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第一节 感觉系统与闭环控制
动作控制的实现主要依赖人体的感觉系统，来自感受器传入的信息对人体的运动具有重要的调节作用，在初学新动作阶段 尤为明显。使用感觉信息来分析动作控制的过程，可视为闭环系统，闭环系统的执行过程主要依赖感觉信息的参与。 在闭环动作控制中，通常将感觉信息称为运动产生式反馈（简称反馈）。
视觉与动作预判
1）视觉与动作预判 2）视觉与平衡 3）视觉和行走
视觉在动作操作中占主导
点击输 入标题
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第三节 听觉与动作控制
听觉是声波作用于听觉器官，使其感受细胞兴奋 并引起听神经的冲动发放传入信息，经各级听觉 中枢分析后引起的感觉。
一般来说，听觉信息的传递速度比视觉信息要快，但视觉 信息比听觉信息更为重要。
50-80毫秒
耗时大约30秒）
2020
触发反应
触发反应案例：酒杯效应
指通过各种感受器 80-200毫秒
引起的，在一个或
密切相关的几个肌
肉组织间预先组织
的协调反应。
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第二节 视觉与动作控制
01 02 03 总结
视觉信息
1）中央视觉与外周视觉 2）背侧视觉与复测视觉 3）触前时间
视觉反馈时间
视觉反馈的加工时间与动作快慢关系 视觉信息的加工可能是间歇的，使用时间非常短的
动作执行的分析与控制
输出复制机制在动作的控制或评价过程中是同时起作用的，这 也是一种前馈模式，对动作的产生和完成起到调节控制的作用。
前馈控制
人体开始运动时，对运动结果的预期 “模型”也随之 产生，成为前馈模型。预期结果与实际情况进行比较， 在最短时间内修正错误动作。
谢谢欣赏
什么是感觉统合
• 感觉统合（sensory integration）的理论首先是美国加利福 尼亚大学临床心理学家A.Jean Ayres根据神经生理学理论， 于1972年提出。
以往经验
比 较 、 决 策
系统目标 输入
误差
反
指令
馈
输出
简单的闭环系统工作流程示意图
输入
肌肉 运动 环境
计算
刺激识别 反应选择 反应编程
错误反馈
参照 反馈（肌肉感觉）
反馈（运动感觉） 反馈（环境感觉）
错误 比较器
扩充的闭环运动控制模型图
M1反应：单突触反射 短暂、快速、简化的神经连接，如膝跳反射
体感觉的一种反应。 • 大脑顶叶、内囊病变均可引起病变对侧肢体本体感觉障碍,导致感觉性共济
失调,使患者对运动的速度、力量、方向不能及时感知和调整,造成平衡障碍、 姿势异常、动作不协调,从而影响各种动作的准确完成。
本体感觉的分类
• 躯干和四肢的本体觉传导路可分为意识性和非意识性两种。 • 意识性本体感觉
中央视觉
中央/外周
下降
无影响
有意识
无意识
是什么
在哪儿
两种视觉系统的功能比较
腹侧通路 颞叶皮质 辨别物体 知觉视觉——有意识视觉，对物 体和环境进行有意识的分析 受损：不能识别物体，可以抓握 物体 信息来源：受限于中央视觉 需要光源
背侧通路 顶叶皮质 发现、使用物体 动作视觉——无意识的视觉、进行 动作控制 受损：识别物体，不能抓握物体可 以 信息来源：全视野 可以不需要光源
• 能将本体觉传至大脑皮质而引起意识性感觉 (感知机体在空间的位置和运动的方向）。 • 此传导路还传导精细触觉（包括辨别皮肤两点辨别觉和辨别物体形状、大小、软硬和
纹理粗细等的实体觉）。它由三级神经元组成。
• 非意识性本体觉
• 此传导通路是把躯干、四肢的本体觉冲动传至小脑，不产生意识性感觉，而是反射性 调节躯干和四肢的肌张力和协调运动，以维身体的姿势和平衡。由两级神经元组成。
部可以用这些感觉来形成认知、活
记忆
动及学习。
听觉 听课
运动觉
• 例子：听课时，需要听觉、视觉、 运动觉、记忆、注意等的协调统合。
注意
视觉
视觉
听觉
触觉
本体感觉
感觉信息整合
输入
脑干、内 耳前庭平 衡系统 组织、分析、决策
大脑皮质
搜索
筛选、加工、解释
事物的认识
大脑指挥各系统协同完成动作 感觉统合的脑机制图
在体育教学和运动训练中，应该充 分发挥听觉信息的反馈作用。
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第四节 本体感觉与运动控制
1、本体感受器及其信息传输
在此录入上述图表的描述说明，在此 录入上述图表的描述说明，在此录入 上述图表的描述说明。
2、本体感觉反馈
在此录入上述图表的描述说明，在此 录入上述图表的描述说明，在此录入 上述图表的描述说明。
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闭环系统与动作调节的各个因素之间的关系
运动时间
反应时
控制调 节
感觉信 息
动作决 策
从肌肉、眼睛、耳朵等器官获得的感觉信息，在人体内进行信息加工， 进行标准参照和执行系统的比较，再次对接下来的动作做出决策。
在体育运动中，闭环控制系统主要见于慢速和高准确性的运动项目。 闭环控制系统只能针对较慢的技能进行精确的动作控制和调节。
• Ayres认为： 环境中存在着各种各样的刺激，人的大脑通过感觉系统
（包括视、听、嗅、味、触、本体感等）搜集周围环境中 的这些信息，将他们整合起来，形成知觉，以便大脑能够 及时有效地对刺激做出适当的反应。这一过程我们称之为 感觉统合。
各种刺激
形成感觉
大脑做出反应
大源自文库对其进行统合
形成知觉 发出指令
(二
感觉统合的重要性
在人们的日常生 活中，人类所有 的动作和行为都 与大脑神经系统 感觉统合的功能 有关。
完成这些动作和 行为都是大脑神 经系统感觉统合 的结果。
小结
• 当个体想要运动，学习，游戏，
表达时，脑部必须把这些感觉全部
组织好。脑部要寻找出感觉的位置
和种类，并下命令。当众多感觉的
流通顺畅或整体性的统合得当，脑
反射性闭环控制系统
M2反应：长环反射
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与单突触反射相比，长环反
射是在较高的中枢进行组织
M1反应：单突触反射
单突触反射的应答时间是
TODAY
的，所以更具有灵活性，反 射的强度也更强，当个体遇
最短暂的，例如膝跳反射，
到突然刺激，肌体能够自绝
（是一种自生反射，是由
地组织起相应的长环反射。
受刺激肌肉本身产生的，
专门为运动的视觉提供知觉信息
• 什么是视觉流？ • 视觉流具有什么作用？ • 视觉流与触前时间的关系？ • 思考：跳远运动员如何才能在助跑市准确踏板？跳高运动员何时准确起跳？
本体感觉
• 本体感觉——感受器主要分布在肌腱、韧带及关节囊上。 • 人体的平衡、协调及技巧性运动与本体感觉的正确反馈密切相关。运动是本
反射性反应并不总是自动产生的，因为一个刺激可以 对很多参与肌肉产生影响
M2反应：长环反射
在较高的中枢进行，更灵活、 强度更强。如：拍肩对应的
行为反应
反应快、处 于无意识状
态
触发反应
扩展的闭环控制概念模型
视觉传导图
特征 视网膜位置 视野 低光照强度 意识性 功能
中央视觉 仅在视网膜中心
外周视觉 整个视网膜
参见孩子行为问题
注意力不集中
写作业拖拖拉拉
一会儿也坐不住 情绪忽好忽坏
读、写、算比较困难
说过的话像没听到一样
• 是没有认真学习吗？ • 是单纯的多动症吗？ • 是智力有问题吗？
“感觉—运动”障碍
感觉统合失调
第四章 感觉系统对运动控制的作用
知识要点
1、各种感觉信息在动作控制中的作用及意义 2、闭环控制系统的动作控制 3、视觉在动作控制中的重要作用
• 脊髓小脑后束向上经小脑下脚进入小脑 • 脊髓小脑前束。升至脑桥向上经小脑上脚进入小脑。 • 以上第2级神经元传导躯干（除颈部外）和下肢的本体感觉。
• 第2级神经元——颈膨大部第VI、VII层和延髓的楔束副核
• 发出的第2级纤维也经小脑下脚进入旧小脑皮质传导上肢和 颈部的本体感觉。
本体感觉与平衡功能
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本体感觉反馈
本体 感觉反馈与 运动准确性
？
本体 感觉反馈与 动作的潜伏期
？
本体 感觉反馈与 肢体的协调
？
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第五节 前馈对动作控制的影响
01
扫视 眼动
02
输出 复制
03
预备姿 势反应
04
前馈 模型
指眼睛快速地从一个注视目标转移到下一个注视目标
视觉系统提前获得了即将到来的运动，因此改变视觉输出的 方式，从而做出恰当的评价。
本体感觉的传导通路：
• 意识性本体感觉通路——三级神经元 • 第1：脊神经节细胞——（脊髓） • 第2：薄束核、楔束核内——（延髓） • 第3：腹后外侧核——（丘脑）
• 非意识性本体感觉通路——二级神经元 • 第1：脊神经节细胞 • 第2：
• 胸核、腰骶节段V～VII层——下肢和躯干 • 颈膨大第VI、VII层和延髓的楔束副核——上肢和颈部
• 人体平衡感觉输入包括3个方面：
• 前庭——维持平衡，听觉、视觉刺激定位 • 视觉——站立位姿势控制 • 本体感觉系统——感觉身体各部位的相对位置和运动
• 本体感觉是维持人体平衡的重要因素。
深部感觉传导路损伤：
1、病人闭目站立时，表现倾斜，摇 晃并易摔倒
2、精细触觉和震动觉消失。
T4 节以上 内侧部： 外侧部：
1.脊神经节
中央后回中上部 中央旁小叶后部 内囊-丘脑中央辐射
内侧丘系
内侧丘系交叉
非意识性本体感觉传导通路
非意识性本体感觉传导通路
• 第1级神经元——脊神经节内
• 周围突分布于肌、腱、关节等处的感受器 • 中枢突经脊神经后根进入脊髓，分别终止后角的胸核及腰骶
节段V～VII层
• 第2级神经元——后角的胸核及腰骶节段V～VII层
可侵犯薄束，下半身深部感觉障碍 可侵犯楔束，上半身深部感觉障碍
动态平衡测试本体感受性
意识性躯干和四肢深感觉传导通路
躯干、四肢的肌肉、肌腱、关节、 脊神经 韧带、骨膜的深感受器
Ⅰ
脊神经 节
薄束、楔 束
Ⅱ
薄束核、 楔束核
× 延髓 内侧丘系交叉
内侧 丘系
Ⅲ
丘脑 腹后外侧核
中央后回中、上部，中央旁小叶后部和邻 近中央前回皮质
内囊后肢
丘脑皮质束
躯干四肢-深感觉
3.背侧丘脑 腹后外侧核
2.薄、楔束核 薄、楔束