MODELAREA CONTROLULUI PROPRIOCEPTIV AL ACTIVITATILOR CORPORALE ( II )

ILIE STUPINEANU, EMILIAN POPA

Institutul National de Cercetare pentru Sport

Cuvinte cheie: control motor, miscare voluntara, proprioceptie, transfer motric

Rezumat

Pentru desfasurarea oricarei actiuni motrice organismul foloseste pe langa suportul material energetic si o serie de informatii necesare controlului si aprecierii efectelor miscarii. Principalul furnizor al acestor informatii il constituie sensibilitatea proprioceptiva.

Cercetarile intreprinse in ultimii ani au avut ca scop identificarea componentelor si a relatiilor dintre acestea implicate in controlul proprioceptiv al miscarilor si sa gaseasca unele solutii de investigare selectiva si integrata a proprioceptiei.

In ultima parte a prezentarii anterioare au fost descrise o serie de exercitii speciale menite sa puna in evidenta aspecte ale sensibilitatii proprioceptive. Ca o continuare fireasca prezentam, spre exemplificare, unele solutii experimentale pentru determinarea nivelului de discriminare in reproducerea unei pozitii si a unei forte programate.

Determinarea gradului de discriminare a unei pozitii unghiulare intr-o miscare monoarticulara

Descrierea exercitiului

Din pozitia stand, cu bratele intinse pe langa corp, unul din brate sau ambele se deplaseaza in lateral, pe un arc de cerc, in plan paralel cu un panou pe care subiectul se sprijina cu spatele. Pumnul, aflat intr-o pozitie centrata pe axul longitudinal al bratului, tine un maner de care este legat snurul ce se infasoara pe tamburul modulului ( vezi figura, partea I).

Dupa marcarea lungimii bratului in pozitia ridicat la 180⁰, se revine in pozitia de baza cu bratul intins pe langa corp.

Subiectul alege o pozitie unghiulara pe care o mentine cateva secunde pentru memorare si anunta operatorul ca e gata pentru executie. Revine apoi in pozitia de baza din care executa o serie de deplasari ale bratului cautand sa reproduca pozitia memorata. Dupa fiecare executie se revine in pozitia de baza.

La fiecare executie se retin in calculator valorile unghiulare realizate si timpul de executie.

Ca aparatura am utilizat un sistem ERGOSIM cu doua module cuplat cu calculatorul.

Cerinte. Subiectul trebuie sa reproduca cat mai fidel pozitia unghiulara initiala, bazat numai pe informatia proprioceptiva, fara nici-o alta informatie suplimentara asupra executiei.

Evaluarea. Valoarea unghiului realizat se calculeaza automat dupa formula: 

  = arccos( 1 - )    unde: LF = lungimea firului

    LB = lungimea bratului

Pot fi efectuate executii cu cate un brat pe rand sau cu ambele concomitent.

Aceeasi proba poate fi executata si cu membrele inferioare.

In figura nr.1 sunt prezentate, spre exemplificare, valorile unghiulare initiale pentru executii concomitente cu ambele brate, unghiurile realizate la fiecare din cele 12 executii si diferentele fata de pozitia initiala, precum si diagramele respective.

Determinarea capacitatii de anticipare-control a fortei necesare pentru deplasarea centrului de masa, la o inaltime programata, pe un plan inclinat

Ca instalatie de masurare s-a utilizat un plan inclinat, cu posibilitatea de alegere a pantei intre 30-70 grade, pe care culiseaza un carucior de care este prins un senzor cu ultrasunete ce masoara deplasarea si timpul. La baza planului se afla o platforma dubla de sprijin, pentru fiecare picior, prevazuta cu traductori de forta. Instalatia este cuplata cu un calculator.

Descrierea probei. Subiectul se aseza pe carucior, cu picioarele intinse, sprijinit pe varfuri pe platforma si cu mainile apuca marginea caruciorului. Prin apasarea unei taste se retine inaltimea initiala a caruciorului (vezi figura, partea I).

O data cu startul, pe ecranul monitorului apar doua bare: una reprezentand o inaltime de referinta pentru saritura ce urmeaza a fi executata si una variabila ce reprezinta in fiecare moment inaltimea reala la care se afla sistemul carucior-subiect.

Referinta poate fi stabilita in doua moduri:

• – fixa, adaugandu-se la inaltimea initiala un acelasi procent din aceasta pentru fiecare executie,
• – variabila, procentele adaugate la fiecare executie fiind diferite.

Cerinte. Executantul trebuie sa anticipeze si sa-si regleze nivelul de forta necesar pentru propulsia sistemului la inaltimea referintei.

Evaluarea se face prin acordarea de note de la 1 la 10 dupa formula:

N = [(1 - Σ (i - R) / (R – P)]³   x 10

• unde: N = nota

  R = inaltimea de referinta

  P = inaltimea de plecare

 Subiectul executa numarul de sarituri programate – legate - urmarind ca bara variabila sa ajunga de fiecare data la nivelul celei de referinta.

Se inregistreaza automat diferentele de inaltime fata de referinta, abaterile, timpii de actiune si fortele exercitate pe platforme.

Testarea prevede executii pe cate un picior separat sau cu ambele concomitent.

In figura 2, sunt prezentate, spre exemplificare, valori brute obtinute experimental in anumite conditii initiale specificate, precum si aprecieri privind evolutia.

Figura 2. Controlul fortei

Sunt specificate conditiile de executie: piciorul cu care se executa, inclinarea planului, numar de repetari fixat (in acest caz, 12 repetari), referinta initiala. Se fac aprecieri cu privire la nivelul de control al fortei, apreciat prin valoarea notei, gradul de precizie cu care se rezolva sarcina.

In continuare, vom prezenta fundamentele teoretice ale conceptelor de miscare voluntara, control motor.

Despre activitatea voluntara si miscarile voluntare

Deoarece in sport avem de-a face cu actiuni care se desfasoara in mod preponderent voluntar, ne vom referi, pe scurt, la continutul notiunilor de activitate voluntara si miscare voluntara.

De aproape un secol, se poarta discutii si s-au emis pareri cu privire la aceasta notiune. La inceputul secolului, W. James considera ca esential in caracterul voluntar al actiunilor asa-numitul moment „fiat", un fel de impuls reprezentand consimtamantul, comanda constiintei. Ulterior, K. Levin (1926) afirma ca fenomenul de baza este intentionalitatea, a carui sursa o constituie trebuintele: cele adevarate, primare si cvasitrebuintele, secundare, derivate. Energiile si tensiunile psihice se organizeaza in sisteme dinamice unitare care constituie asa-numitul „camp psihic" in care sunt prezenti si factori externi cu un rol „solicitant" in raport cu factorii intentionali interni. Fortele din campul psihic determina, prin rezultanta lor, directia actiunii, avand un caracter vectorial. Pe baza acestor factori vectoriali, apar anumite „dispozitii de activitate". N.Ach (1935) afirma ca esentiala este „tendinta determinata" care apare in urma acceptarii sarcinii de catre subiect si contine reprezentarea scopului propus, precum si impulsul de a atinge acest scop. Aceasta determinare organizeaza intreaga activitate. Datorita ei, se actualizeaza diferite asociatii, se formeaza dispozitii de activitate, se realizeaza anumite reprezentari, se orienteaza atentia intr-o anumita directie si se efectueaza actele motrice.

Chiar daca la ora actuala problema nu este transata definitiv, marea majoritate a oamenilor de stiinta considera ca in sistemul psihic vointa si activitatea voluntara constituie elementele fundamentale ale reglarii comportamentului in vederea fie a pastrarii unei stari stabile, fie pentru optimizarea unor actiuni.

M. Epuran socoteste vointa ca „reprezentand latura reglatorie de ansamblu a conduitei umane, asigurand finalizarea intentiilor prin depasirea dificultatilor inerente diferitelor situatii".

Miscarile voluntare, ca manifestari ce apartin sferei activitatilor voluntare, prezinta elemente caracteristice intregii sfere, cum ar fi prezenta comuna a urmatoarelor faze:

– aparitia scopului, intentia de realizare a unei actiuni,

– deliberarea, faza in care se confrunta motivul care sustine actiunea respectiva fata de alte motive potentiale sau active,

– decizia, hotararea luata pentru un anumit scop si alegerea solutiilor adecvate (programele de actiune) pentru realizarea lor,

– executia, realizarea efectiva a actiunii,

– feed-back-ul, cu rol de confirmare a rezultatelor actiunii.

• – evidenta mai pregnanta, decat in alte activitati voluntare, a aspectelor energetice,
• – serialitatea, alcatuirea lor secventiala, reprezentand serii de contractii succesive si alternative, legate intr-un mod ordonat si permanent controlat, evidenta mai ales in cadrul activitatii motorii complexe,
• – rolul deosebit pe care-l are semnalizarea verbala in invatarea miscarilor, relatia dintre stimulentii verbali cu caracteristica lor de generalizare si abstractizare si procesele senzorial-perceptive fiind deosebit de activa.

• – neconditionate, izvorate din trebuinte primare, cele de orientare sau de aparare,
• – conditionate, „miscari asa-zis voluntare", care apar pe baza celorlalte si se realizeaza prin invatare. Acestea, care se efectueaza fara participarea nemijlocita a constiintei, sunt automate, deprinderi motoare, care numai initial, in faza de invatare, au fost acte constiente. Deprinderea motrica rezulta, sau este consecinta formarii lantului de reflexe conditionate. 

• – deprinderile reprezinta componente ale conduitei voluntare, fiind formate si conduse constient,
• – au o rapida si eficienta bucla de reglaj, ceea ce permite controlul si corectarea imediata a unor inexactitati ce pot aparea in desfasurarea miscarii.

Controlul motor elemente – model

1. Putem considera controlul motor ca o operatie de verificare si analiza comparatorie a unei activitati motorii prin care se urmareste stabilirea gradului de corespondenta intre obiectivul si/sau scopul propus si rezultatul obtinut.

Se considera unanim ca „materia prima" cu care se opereaza in activitatea de control este informatia. Despre modul in care organismul opereaza cu informatia, vom prezenta detalii cu alta ocazie.

2. Care sunt elementele care participa la activitatea de control si despre ce fel de informatii este vorba?

Unii autori considera ca informatiile provin din:

– memoria de lunga si scurta durata;

– senzatiile si perceptiile imediate;

– reprezentarile;

– alte informatii.

Altii, mergand mai la specific, completeaza tabloul considerand ca pentru realizarea unui act motor sunt necesare informatii despre:

• – parametrii de miscare: durata globala, forta necesara, succesiunea sau simultaneitatea unor secvente, amplitudinea etc., in functie de care se elaboreaza programul motor,
• – conditiile initiale: pozitii ale corpului si membrelor, forma si greutatea obiectelor manevrate, de pe loc sau din miscare, legat sau separat etc.,
• – rezultatul miscarii: pana unde? cat? realizat sau nu scopul?
• – consecintele senzoriale: ce am simtit, perceput in timpul miscarii?

– rechemarea  – selectarea

– separarea  – combinarea

– compararea  – iterarea

– analiza  – sinteza

Schmidt apreciaza ca in procesarea informatiilor ar exista trei stadii principale:

a. Identificarea stimulilor, cuprinzand:

• – detectarea stimulilor, natura, intensitatea lor, fie ca provin din exterior (lumina, sunet, obiecte in miscare), fie ca rezulta dintr-o miscare anterioara.
• – recunoasterea paternului, in care un mare rol il joaca experienta anterioara. Paternul de miscare este detectat in pozitia corpului si a membrelor, gradul de incordare a muschilor, prin complexul de senzatii proprioceptive, kinestezice si vestibulare.

c. Programarea raspunsului. Dupa selectare sistemul, trebuie sa programeze actiunea si sa o initieze.

3. Sub o forma sau alta, viziunile partiale sau globale ale cercetatorilor converg spre distingerea urmatoarelor elemente implicate in invatarea si controlul miscarilor:

3.1. Formularea problemei motoare, care cuprinde:

•     – definirea scopului,
•     – selectarea din populatia de stimuli a celor care aduc informatia cu cea mai mare semnificatie pentru indeplinirea scopului,
•     – subansamblul de stimuli reglatori proveniti din mediul extern.

3.3. Memoria motrica, cea care inregistreaza modelul, programul miscarii efectuate, transformarile sale. Rol esential in invatare, control si perfectionare.

3.4. Elaborarea planului motor, programarea. Anterior executiei, se formeaza o imagine, un model interior al miscarii ce urmeaza a fi efectuata. In functie de acest model, se elaboreaza un plan general de actiune, un program motor, ce cuprinde organizarea spatiala si temporala, utilizat apoi in desfasurarea miscarii. Unitatile elementare, subrutinele, care intra in aceasta organizare provin din experienta anterioara.

Programul motor poate fi considerat un program de executie ce cuprinde modul in care urmeaza sa se desfasoare o miscare sau o secventa motrica, in unele cazuri chiar in absenta unor informatii de retur. El este selectionat de mecanismele de decizie pe baza unui model si organizeaza sub o forma ierarhizata si secventiala transformarea in acte a unei serii de comenzi scurte si fixe, subrutine.

Sunt aproape unanim acceptate doua stadii:

• – un stadiu al deciziei care permite alegerea raspunsului potrivit, constand in cautarea in memoria de durata si aducerea in memoria pe termen scurt a informatiilor necesare asocierii cu informatiile aduse de stimuli,
• – un stadiu de programare a raspunsului ales prin care este selectionat programul generalizat ce corespunde scopului si apoi parametrizarea acestuia pentru a constitui programul operativ.

• – informatia cu privire la rezultatul miscarii, acel pana unde?, cat?
• – informatia cu privire la consecintele senzoriale produse de miscare. Aceasta informatie este disponibila un timp relativ scurt dupa executie. Acest interval este utilizat pentru a cataloga si codifica informatia inainte de a o conserva pentru o perioada mai lunga.

Pentru a putea fi declansata operatia de control, este nevoie de repere, orice actiune de control fiind in esenta una de comparare a valorii parametrilor la intrarea si la iesirea din sistem. Sunt necesare doua conditii de baza:

– prevederea anticipata a rezultatelor momentane si finale,

– achizitionarea si transmiterea informatiilor despre aceste rezultate.

Dupa executie, se dispune de informatii suplimentare fata de cele utilizate la elaborarea planului motor, ceea ce poate influenta decizia pentru executia urmatoare, informatii provenite din:

• – cunoasterea rezultatului – feed-back-ul privind rezultatul final al miscarii CR,
• – cunoasterea desfasurarii executiei – feed-back-ul executiei, consecintele senzoriale CE.

• – scopul miscarii,
• – cunoasterea rezultatului CR,
• – planul de actiune care a fost elaborat,
• – maniera in care miscarea a fost realizata CE (evaluata pe baza consecintelor senzoriale)

Un model simplificat al proceselor implicate in efectuarea si corectarea miscarilor este prezentat in figura 3.

Figura 3. Procese implicate in efectuarea si corectarea miscarilor

Unele consideratii:

– Pentru evaluare, este destul de accesibila compararea intre rezultatul obtinut si scopul actiunii motrice, informatiile rezultate din cunoasterea rezultatului putand fi utilizate la ajustarea planului.

– In ceea ce priveste consecintele senzoriale, informatiile rezultate in urma executiei sunt mult mai dificil de utilizat, pe de o parte din cauza ca cea mai mare parte a semnalelor proprioceptive opereaza la nivel subconstient, iar, pe de alta parte, cele care ajung totusi in sfera constientului sunt disponibile un timp prea scurt pentru a li se putea stabili legaturi asociative cu rezultatul miscarii. Aceasta asociere se poate face totusi dar numai in urma unui numar destul de mare de repetari ale aceleiasi actiuni motrice.

– Ca sa fim mai expliciti, daca se poate vorbi de un model constient, o imagine a miscarii ce urmeaza sa fie executata si de o prevedere anticipata a rezultatelor momentane si finale (la ce ne putem astepta), care sa poata fi comparate cu rezultatul obtinut, nimeni nu poate afirma, la ora actuala, ca se poate vorbi de un model constientizabil al variatelor senzatii de natura proprioceptiva ce vor aparea in timpul executiei (ce ar trebui sa simta).

– Credem ca datorita unui numar mare de repetari, treptat, este posibil sa se structureze asemenea tipuri de modele senzori-motrice, dar sub forme „incapsulate" la nivel subconstient. Asa ne putem explica aparitia deprinderilor, ca lanturi de reflexe conditionate, si automatizarea unor miscari si redusa posibilitate de interventie in modificarea lor.

– Putem presupune ca acest proces este rezultatul integrarii la nivelul SNC a aferentelor provenite prin activarea simultana a sistemelor receptoare (fusuri neuromusculare, receptorii din articulatii si tendoane, receptorii vestibulari) cu semnalele ce provin din sursele nesenzoriale, cum ar fi sistemul motor central. Acesta transmite semnalele de comanda spre muschi – motoneuronii – in functie de programul de executie, dar se presupune ca transmite in acelasi timp o copie eferenta a acestor semnale, se pare la cerebel, ce va interactiona cu aferentele de la proprioceptori. Cerebelul isi asuma rolul, pe baza acestei interactiuni, de coordonator al impulsurilor trimise de sistemul motor central, prin intermediul formatiei reticulate la motoneuronii si prin sistemul neuronilor intercalari in sens facilitator sau inhibitor.

Procesul poate fi insa puternic accelerat in situatia in care pentru elementele proprioceptive supuse controlului, cum ar fi amplitudinea, nivelul de forta, pozitiile succesive, viteza etc., se ofera subiectului repere externe la care el sa-si poata raporta executia. Prin procesul de comparare secventiala intre ce se cere si ce se face, se inlesneste legarea mult mai rapida la nivel central intre „ce trebuie sa fac", „ce fac" si „ce simt".

4. Puncte de vedere sintetice

4.1. Desfasurarea actelor motrice intentionale intra in categoria generala de „rezolvare de probleme", in acest caz probleme motrice.

4.2. In rezolvarea problemei motrice, intervin o serie de elemente si procese de natura energetica si informationala, dintre care au fost selectate si prezentate doar cele informationale, ele fiind legate de subiectul nostru.

4.3. In general, cand se vorbeste despre controlul motor prin antropomorfizare, se subintelege participarea constientului. In acest caz, marea majoritate a informatiilor utilizate sunt de natura exteroceptiva. In realitate, se exercita si un control bazat pe informatie proprioceptiva, proces desfasurat preponderent la nivel subconstient.

4.4. Controlul si reglarea se bazeaza, in primul rand, pe informatia retroactiva – feed-back – esentiala si indispensabila atat in invatare, cat si perfectionare. In anumite situatii, sistemul foloseste informatie pentru reglare anticipativa – feed-before – mai ales pentru initierea miscarii si asigurarea securitatii.

4.5. Controlul pe baza informatiilor proprioceptive nu poate fi decat in foarte mica masura exercitat constient. El poate fi potentat numai in situatii speciale, in care utilizarea informatiei proprioceptive este „ortezata" prin oferirea de conditii ce fac posibila utilizarea analizatorului vizual in legarea asociativa a celor proprioceptive cu informatii suplimentare, obiective si explicite, in timp real, asupra rezultatelor partiale sau finale.

4.6. Pentru componenta vestibulara a sensibilitatii proprioceptive sistemul foloseste cu precadere controlul reflex, care permite realizarea vitezelor necesare de actiune impuse de pastrarea echilibrului.

Incercand sa sintetizam modul de generare si desfasurare a miscarilor voluntare, propunem modelul de mai jos, care, ca orice, model poate fi discutat, acceptat sau respins, dar mai ales completat si dezvoltat cu noi elemente (fig. 4). El cuprinde elementele pe care le consideram definitorii pentru generarea si realizarea oricarei miscari voluntare:

– fixarea scopului si selectarea stimulilor interni si externi,

– decizia si reprezentarea miscarii,

– selectarea programului generalizat si a subprogramelor,

– executia,

– feed-back-ul de sanctionare.

Abstract

For evolving of any mechanical action the organism uses, alongside the energetic material support, a number of information indispensable for the control and assessments of movement effects. The leading producer of this information is the proprioceptive sensibility. 

The last researches had purpose to identify the components and their relationships involved in the proprioceptiv control of movements, and to find some selective and integrate investigation solutions.

Bibliografie

BACIU, C. Anatomia functionala a aparatului locomotor. Bucuresti, Ed. CNEFS, 1967, p. 108-25

CIOFU, I., GOLU, M., VOICU, C. Tratat de psihofiziologie. Bucuresti, Ed. Academiei, 1978, p. 31-49, 156-168

EPURAN, M. Psihologie – Compendiu. Bucuresti, ANEFS, 1993, p.6, 55-74

FAMOSE, J.P. L'apprentissage moteur. Paris, Revue-EPS, 1991, p.23-57

SCHMIDT, R.A. Motor control and learning. Champaign, Illinois, Human Kinetics Publisers, 1988

SINGER, R.N. L'apprentisage moteur. Paris, Revue-EPS, 1991, p.11-22

STRUNGARU, G. Fiziologie animala. Bucuresti, Ed. Medicala, 1983, p.25-2