Bewegungsneurowissenschaft und motorische Kontrolle
Bewegungsneurowissenschaft und motorische Kontrolle ist der Bereich der Physiotherapie, der untersucht, wie das Nervensystem zielgerichtete Bewegungen plant, produziert und anpasst, und wie dieses Verständnis die Beurteilung und Wiederherstellung von Bewegungen nach Verletzungen oder Krankheiten beeinflusst. Es verknüpft grundlegende Neurowissenschaften und Biomechanik mit den alltäglichen motorischen Aufgaben, mit denen Physiotherapeuten arbeiten: Greifen, Stehen, Balancieren und Gehen.
Definition
Bewegungsneurowissenschaft und motorische Kontrolle ist die interdisziplinäre Untersuchung der neuronalen, biomechanischen und verhaltensbezogenen Prozesse, durch die zielgerichtete Bewegung organisiert, ausgeführt, gelernt und angepasst wird, angewendet in der Physiotherapie zum Verständnis und zur Wiederherstellung von Bewegung.
Scope
Dieser Bereich gliedert sich in vier detaillierte Themen: motorisches Lernen und motorische Planung, Ganganalyse und Gangtraining, Gleichgewicht und Haltungskontrolle sowie Koordination und motorische Integration. Er behandelt Bewegung als ein Problem, das das Nervensystem unter wechselnden Bedingungen wiederholt löst, wobei er auf die Theorie der motorischen Kontrolle, die sensomotorische Neurophysiologie und die Biomechanik zurückgreift. Es handelt sich um eine referenzielle Bildungsübersicht über die Wissenschaft der Bewegung, nicht um ein Handbuch für individualisierte Behandlungen.
Sub-topics
Core questions
- Wie plant und koordiniert das Nervensystem die vielen Freiheitsgrade, die selbst bei einfachen Bewegungen beteiligt sind?
- Wie wird Bewegung gelernt, behalten und übertragen, und wie kann dies die Rehabilitation beeinflussen?
- Wie werden Gleichgewicht, Gang und Koordination kontrolliert, und was ändert sich nach neurologischen oder muskuloskelettalen Verletzungen?
Key concepts
- Freiheitsgradproblem
- Interne Modelle und Feedforward-Kontrolle
- Sensorisches Feedback und Feedback-Kontrolle
- Motorisches Lernen und Anpassung
- Haltungskontrolle und Gleichgewicht
- Koordination und motorische Synergien
- Gangzyklus und Lokomotionskontrolle
Mechanisms
Bewegung entsteht aus einer Interaktion zwischen zentraler Planung und sensorischem Feedback. Es wird angenommen, dass das Nervensystem interne Modelle verwendet, die die sensorischen Konsequenzen von motorischen Befehlen vorhersagen, was eine schnelle Feedforward-Kontrolle ermöglicht, während propriozeptives, visuelles und vestibuläres Feedback Fehler korrigiert und diese Vorhersagen aktualisiert (Krakauer 2019). Ein wiederkehrendes Problem ist, dass der Körper weitaus mehr Freiheitsgrade besitzt, als jede Aufgabe erfordert, sodass die Kontrolle in koordinierten Mustern oder Synergien organisiert ist, anstatt in unabhängigen Befehlen an jedes Gelenk oder jeden Muskel (Latash 2012). Haltung und Gleichgewicht werden kontinuierlich als Hintergrund für willkürliche Bewegungen kontrolliert, wobei mehrere Sinne integriert werden, um die Körpermasse über der Unterstützungsfläche zu halten (Horak 2006). In der Rehabilitation rahmen diese Mechanismen die Bewegungswiederherstellung als einen Prozess des Wiedererlernens und Anpassens der Kontrolle und nicht nur als Stärkung von Teilen.
Clinical relevance
Für die Physiotherapie liefert die Bewegungsneurowissenschaft die konzeptionelle Grundlage für die Analyse, warum eine Bewegung beeinträchtigt ist und wie Übung und Feedback sie verändern könnten. Das Verständnis von Planung, Lernen, Gleichgewicht und Koordination hilft Klinikern, Bewegungsprobleme präzise zu beschreiben und die Evidenz zur Bewegungswiederherstellung zu interpretieren. Dieser Bereich ist eine orientierende Referenz dafür, wie Bewegung kontrolliert und untersucht wird; er schreibt keine individuelle Beurteilung oder Behandlung vor.
Evidence & guidelines
Der Bereich stützt sich auf eine lange grundlagenwissenschaftliche und klinische Literatur und nicht auf eine einzelne Leitlinie. Synthetisierende Lehrbücher (Shumway-Cook & Woollacott 2017; Latash 2012) und Übersichten zum motorischen Lernen (Krakauer 2019) und zur Gleichgewichtskontrolle (Horak 2006) liefern den Standardreferenzrahmen, der in der Physiotherapieausbildung verwendet wird.
History
Die moderne Wissenschaft der motorischen Kontrolle wird oft auf Nikolai Bernstein zurückgeführt, der Bewegung als das Problem der Beherrschung der redundanten Freiheitsgrade des Körpers neu definierte. Im späteren zwanzigsten Jahrhundert nahm das Feld Ideen aus der Regelungstechnik und der Computerwissenschaft (interne Modelle, optimale Kontrolle) auf und integrierte sie mit Neurophysiologie und Biomechanik. In der Physiotherapie halfen Lehrbücher wie die von Shumway-Cook und Woollacott, diese Wissenschaft in einen Rahmen für die klinische Bewegungsanalyse und -wiederherstellung zu übersetzen.
Key figures
- Nikolai Bernstein
- Anne Shumway-Cook
- Marjorie Woollacott
- Mark Latash
- John Krakauer
- Fay Horak
Related topics
Seminal works
- shumway-cook-2017
- latash-2012
- krakauer-2019
- horak-2006
Frequently asked questions
- Was ist der Unterschied zwischen motorischer Kontrolle und Biomechanik?
- Die Biomechanik beschreibt die mechanischen Kräfte und Bewegungen des Körpers, während die motorische Kontrolle untersucht, wie das Nervensystem diese Bewegungen organisiert und reguliert. Die Bewegungsneurowissenschaft kombiniert beides, um zu erklären, wie zielgerichtete Bewegung erzeugt und gelernt wird.
- Warum ist motorische Kontrolle für die Physiotherapie wichtig?
- Viele physiotherapeutische Probleme sind Bewegungsprobleme, nicht nur Probleme der Kraft oder des Bewegungsumfangs. Das Verständnis, wie Bewegung geplant, gelernt, ausbalanciert und koordiniert wird, gibt Klinikern einen Rahmen für die Analyse beeinträchtigter Bewegungen und für die Interpretation von Evidenz zur Bewegungswiederherstellung.