Inhaltsverzeichnis

Verzeichnis  der verwendeten Abbildungen.  II

1  Einleitung.  1

2  Das Problem der Bewegungssteuerung.  1

2.1  Regelkreise und offene Steuerketten  2

2.2  Freiheitsgrade.  4

3  Motorisches Lernen - eine Begriffsbestimmung  4

4  Aktuelle Theorien und Ansätze  5

4.1  RE-akzentuierte Ansätze am Beispiel der Closed-loop-Theorie von  

Adams   6

4.1.1  Möglichkeiten der praktischen Umsetzung  7

4.1.2  Grenzen und Probleme der Closed-loop-Theorie.  7

4.2  SR-akzentuierte Ansätze am Beispiel der Schematheorie von Schmidt  8

4.2.1  Möglichkeiten der praktischen Umsetzung  11

4.2.2  Grenzen und Probleme der Schematheorie.  13

4.3  S(R)E-akzentuierte Ansätze am Beispiel des Modells der antizipativen  

Verhaltenskontrolle  nach Hoffmann.  14

4.3.1  Möglichkeiten der praktischen Umsetzung  15

4.3.2  Grenzen und Probleme des Modells der antizipativen  

Verhaltenskontrolle   16

5  Zusammenfassung und Ausblick  17

6  Literatur.  18

I

Verzeichnis der verwendeten Abbildungen

Abb. 1: Kombination von offener Steuerkette und Regelkreis bei der Bestimmung der Eingangsgröße x einer Transformation

T für eine gewünschte Ausgangsgröße y*.................................................... 2

Abb. 2: Schreiben mit (obere Zeile) und ohne (untere Zeile) Sehen

der eigenen Hand........................................................................................ 3

Abb. 3: Vereinfachte Darstellung eines Regelkreises.............................................. 6

Abb. 4: Vereinfachte Darstellung einer Steuerkette................................................. 8

Abb. 5: Fluss-Diagramm, das die kritischen Elemente in einer Bewegungsausführung aus der Sicht der Schema Theorie

zeigt............................................................................................................. 10

Abb. 6: Das Modell der antizipativen Verhaltenskontrolle........................................ 14

II

1 Einleitung

Bewegungen werden meistens nicht auf Anhieb richtig ausgeführt. Sie müssen erst erlernt werden. Bei einfachen Bewegungen benötigt man oft nur eine kurze Übungsphase, doch bei sehr komplexen oder ungewohnten Bewegungen lässt sich erst nach einiger Zeit eine Verbesserung erkennen.

So verhält es sich auch im Sport. Sportliche Bewegungsabläufe müssen erst erlernt werden. Zu der Frage wie die motorische Steuerung von Bewegungen gelingt gibt es unterschiedliche theoretische Ansätze. Dementsprechend variieren auch die Forderungen für die praktische Umsetzung dieser Ansätze. Im Verlauf dieser Arbeit wird zuerst auf das Problem der Bewegungssteuerung eingegangen. In diesem Zusammenhang werden Regelkreise und offene Steuerketten behandelt, bevor das Phänomen der Freiheitsgrade dargestellt wird. Anschließend wird der Versuch einer Begriffsbestimmung von motorischem Lernen unternommen. Es folgen Erläuterungen und Vorschläge der praktischen Umsetzung zu drei aktuellen Ansätzen in der Motorikforschung anhand der Closed-loop-Theorie von Adams, der Schematheorie von Schmidt und dem Modell der antizipativen Verhaltenskontrolle von Hoffmann, bevor es zu einem abschließenden Fazit kommt.

2 Das Problem der Bewegungssteuerung

Menschliche Bewegungen sind immer zielgerichtet, d.h. das die Eingangsgröße einer motorischen Transformation (eine Abfolge von Transformationen unterschiedlicher Art oder eine Teilmenge von Transformationen) so ausgewählt werden muss, dass die entstehende Bewegung (Ausgangsgröße) die gewünschten Eigenschaften aufweist. Dies bedeutet, dass eine Invertierung der Transformation stattfinden muss, um eine gewünschte Bewegung zu ermöglichen. Bei alltäglichen Bewegungen wie dem Gehen, dem Aufschrauben einer Flasche oder dem Greifen, treten bei der Invertierung der Bewegung fast nie Probleme auf. Erst bei eher ungewohnten Bewegungen, z.B. im Sport beim Werfen, Schwimmen oder gekoppelten Bewegungen stoßen wir auf Grenzen (vgl. Heuer & Konczak, 2003, S. 106-107).

1

Aus diesen Beobachtungen resultiert die Frage, wie die Invertierung bei menschlichen Bewegungen gelingen kann. Im folgenden Teil soll dieser Frage nachgegangen werden.

2.1 Regelkreise und offene Steuerketten

Die Invertierung bei menschlichen Bewegungen resultiert nach bisherigen Erkenntnissen wahrscheinlich aus der Kombination einer offenen Steuerkette (einschließlich eines Modells der inversen motorischen Transformation) und eines Regelkreises. Diese beiden Lösungen liefern eine Schätzung für die Eingangsgröße x, die zur Herstellung einer gewünschten Ausgangsgröße y* benötigt wird (vgl. Heuer & Konczak, 2003, S. 107). Ein Beispiel für eine solche kombinierte Steuerkette zeigt Abb. 1.

Abb. 1: Kombination von offener Steuerkette und Regelkreis bei der Bestimmung der Eingangsgröße x einer Transformation T für eine gewünschte Ausgangsgröße y*. Die

-1 ein; offene Steuerkette schließt ein inneres Model der inversen Transformation ^Ť C ist der Regler (Heuer & Konczak, 2003, S. 107).

Das innere Modell unterscheidet dabei verschiedene Teiltransformationen: • Kinematisch-kinematische Transformationen (z.B. Transformationen von Gelenkwinkelen in räumlichen Positionen der Hand). • Dynamisch-kinematische Transformationen (Transformationen von Kräften in Bewegung).

• Kinematisch-dynamische Transformationen (Umsetzung von geplanten Bewegungstrajektorien in Gelenkkräfte). (vgl. Heuer & Konczak, 2003, S. 107).

2

Menschliche Bewegungen erfordern ein hohes Maß an Flexibilität von den Transformationen. Als Beispiel nennen Heuer und Konczak (2003, S. 108) den Gebrauch von Werkzeugen. Dabei muss sich das innere Modell der dynamischen Transformation sowohl an die mechanischen Eigenschaften der eigenen Gliedmaßen als auch an deren Veränderungen durch äußere Kräfte anpassen (vgl. Heuer & Konczak, 2003, S. 108). Diese Anpassungsvorgänge basieren auf sensorischen Rückmeldungen.

Werden Bewegungsrückmeldungen zum Teil ausgeschaltet, kann dies extreme Auswirkungen nach sich ziehen (vgl. Abb. 2).

In Abb. 2 lassen sich deutliche Unterschiede beim Schreiben in Abhängigkeit von den Bewegungsrückmeldungen feststellen. In Abb. 2 (b) sieht man kaum Unterschiede zwischen dem Schreiben mit geöffneten Augen (obere Zeile) und dem Schreiben mit geschlossenen Augen (untere Zeile; Ausschaltung der optischen Bewegungsrückmeldung) bei einer gesunden Versuchsperson. In Beispiel 2 (a) leidet die Patientin unter Verlust der myelinisierten, afferenten Fasern, was zu einem Ausfall des „Bewegungsgefühls“ führt. Dort lassen sich deutliche Unterschiede erkennen: während in der oberen Zeile (ohne Ausschaltung der optischen Rückmeldung, lediglich mit Verlust des Bewegungsgefühls) keine Probleme auftreten, ist die untere Zeile, in der zusätzlich auch die optische Rückmeldung ausgeschaltet wurde, kaum noch lesbar. Daraus lassen sich Schlüsse ziehen, dass verzerrte Bewegungsrückmeldungen, solange sie nur eine Rückmeldung betreffen durchaus kompensiert werden können. Treten Störungen aber in Kombinationen auf, haben diese vor allem bei ungewohnten Bewegungen starke Auswirkungen (vgl. Heuer & Konczak, 2003, S. 109).

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