运动控制的基本理论

更新于 2026年10月13日 版权声明
一、运动控制的基本理论

运动控制是研究运动的本质和产生运动的原因。任何一个简单的运动都是一系列复杂过程相互作用的结果,包括动作、感知觉、认知和运动处理。运动控制实际上是研究运动和姿势的控制,是完成一个特定动作的过程。运动控制的机制相当复杂,学说理论比较多,但没有一个能全面地解释运动起源的本质和原因,本节重点讨论四种运动控制的理论。

(一)反射理论

在19世纪末,神经生理学家Charles Sherrington完成了《神经系统的整合作用》(The Integrative Action of the Nervous System),形成了运动控制传统的理论基础。Sherrington认为,反射有3种结构:感受器、传导通路、效应器,复杂的行为能通过一系列单个反射的复合行为来解释。图2-1表示了反射链的概念。反射链是动作的基础,一个刺激产生一个反应,这个反应作为下一个反应的刺激。

图示

图2-1 反射链

该理论存在很多局限性:第一,如果自发和自主的动作被认为是属于行为的类别,反射则不能被认为是行为的基本单位,因为反射必须由外界因素引发;第二,运动控制的反射理论不能充分解释和预测缺少刺激的动作,近年来的研究发现,在感觉缺失的情况下,动物也能进行比较协调的运动;第三,该理论没有解释快速运动,即接连发生的运作速度非常快,以至于不允许前一动作的感觉反馈来刺激下一个动作;第四,一系列反射能创造出符合行为的概念不能解释根据不同的环境和下行命令,单一刺激能导致多样的反应;第五,反射链无法解释新动作的产生。

(二)分级理论

20世纪20年代,Rudolf Magnus研究发现,低水平的反射只是在高危中枢损害时才出现,反射是运动控制分级中的一部分,高级中枢抑制这些低级中枢的活动。因此,许多人认为,神经系统是分级控制运动,是从上到下有组织的结构。总体来说,分级控制被定义为从上至下的组织控制,如图2-2所示,每一个连续的上级影响控制下一个水平,在严格的垂直等级系统中,控制线不交叉,也不会有颠倒的反向控制。(https://www.daowen.com)

图示

图2-2 等级控制模型

(以从上到下的结构为特征,低一级的中心总是由高一级的中心负责)

(三)运动程序理论

反射理论可以解释某些固定的运动模式,但当去掉刺激或传入冲动,仍有模式化的运动反应,从而引出了中枢性模式化运动的概念。这种中心运动模式的观点,或者运动程序,比反射观点更为灵活,因为它既能由感觉刺激激发,也能由中枢呈递激发。

(四)系统理论

苏联科学家Bernstein把人体当作一个系统,有内力—惯性和运动依赖的能力,外力—重力。在运动过程中,这些力相互作用,改变人体的动能和潜能。同样的命令,出于内外力的变化,可产生不同的运动;不同的命令,可产生相同的运动。他认为,整合运动是各个分离的子系统相互作用的结果,即一些简单的动作整合成运动、姿态。

尽管对运动的控制已经做了不少研究,形成了不同的理论体系,但任何一个单一的理论体系都不能完美地解释运动的控制问题。人类的运动是极其复杂的,很难用一个单一的理论解释清楚。不过,了解这些理论,对临床工作的开展有一定的指导意义。

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