Организация прямого двигательного управления при наклонах корпуса человека

Автор: Александров А.В., Фролов А.А.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 3 (49) т.14, 2010 года.

Бесплатный доступ

Исследуется организация двигательного управления при наклонах корпуса человека. Используется двухсуставная биомеханическая модель тела. Анализ проводится в терминах движения вдоль собственных векторов динамического уравнения («собственных», или «естественных», синергий). По доминирующему суставу в каждой из естественных синергий они названы Н- и А-синергиями (Н - Hip, тазобедренный, А - Ankle, голеностопный). Обсуждаются две точки зрения на организацию двигательного управления в живых системах: 1) теория равновесной точки, подразумевающая «статическое» управление, т.е. управление равновесным положением биомеханической системы; 2) теория внутренних нейронных моделей, подразумевающая «динамическое» управление, т.е. непосредственный контроль силами мышц, которые рассчитываются с учетом геометрических и инерционных характеристик системы путем решения обратной задачи динамики. Результаты исследования показывают, что при выполнении наклона корпуса в сагиттальной плоскости у человека наблюдаются оба типа организации двигательного управления. При этом управление по Н-синергии организовано по первому типу, а управление по А-синергии - по второму.

Еще

Биомеханическая модель тела человека, синергия, наклон корпуса, двигательное управление

Короткий адрес: https://sciup.org/146215997

IDR: 146215997

Список литературы Организация прямого двигательного управления при наклонах корпуса человека

  • Александров А.В., Фролов А.А., Масьон Ж. Стратегия поддержания равновесия при наклоне корпуса на узкой опоре у человека//Российский журнал биомеханики. -2002. -Т. 6, № 4. -С. 63-78.
  • Александров А.В., Фролов А.А., Хорак Ф.Б., Карлсон-Кухта П., Парк С. Биомеханический анализ стратегий поддержания равновесия при вертикальном стоянии человека//Российский журнал биомеханики. -2004. -Т. 8, № 3. -С. 30-47.
  • Александров А.В., Фролов А.А. Параметры петли обратной связи двигательного управления при наклонах корпуса человека//Российский журнал биомеханики. -2009. -Т. 13, №2. -С. 49-68.
  • Alexandrov A.V., Frolov A.A., Massion J. Biomechanical analysis of movement strategies in human forward trunk bending. I. Modeling//Biological Cybernetics. -2001. -Vol. 84. -P. 425-434.
  • Alexandrov A.V., Frolov A.A., Massion J. Biomechanical analysis of movement strategies in human forward trunk bending. II. Experimental study//Biological Cybernetics. -2001. -Vol. 84. -P. 435-443.
  • Alexandrov A.V., Frolov A.A., Horak F.B., Carlson-Kuhta P., Park S. Feedback equilibrium control during human standing//Biological Cybernetics. -2005. -Vol. 93. -P. 309-322.
  • Domen K., Latash M.L., Zatsiorsky V.M. Reconstruction of equilibrium trajectories during whole-body movements//Biological Cybernetics. -1999. -Vol. 80. -P. 195-204.
  • Barin K. Evaluation of a generalized model of human postural dynamics and control in the sagittal plane//Biological Cybernetics. -1989. -Vol. 61. -P. 37-50.
  • Feldman A.G., Levin M.F. The origin and use of postural frames of reference in motor control//Behavioral Brain Science. -1995. -Vol. 18. -P. 723-806.
  • Ferrigno G., Pedotti A. ELITE: a digital dedicated hardware system for movement analysis via real time TV signal processing//IEEE Transactions on Biomedical Engineering. -1985. -Vol. 32. -P. 943-950.
  • Frolov A.A., Prokopenko R.A., Dufosse M., Ouezdou F.B. Adjustment of the human arm viscoelastic properties to the direction of reaching//Biological Cybernetics. -2006. -Vol. 94. -P. 97-109.
  • Gandolfo F., Mussa-Ivaldi F.A., Bizzi E. Motor learning by field approximation//Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. -1996. -Vol. 93. -P. 3843-3846.
  • Gomi H., Kawato M. Equilibrium-point control hypothesis examined by measuring arm stiffness during multijoint movement//Science. -1996. -Vol. 272. -P. 117-120.
  • Gribble P.L., Ostry D.J., Sanguineti V., Laboissiere R. Are complex control signals required for human arm movement?//Journal of Neurophysiology. -1998. -Vol. 79. -P. 1409-1424.
  • Gurfinkel V.S., Ivanenko Yu.P., Levik Iu.S., Babakova I.A. Kinesthetic reference for human orthograde posture//Neuroscience. -1995. -Vol. 68. -P. 229-243.
  • Haruno M., Wolpert D.M., Kawato M. Mosaic model for sensorimotor learning and control//Neural Computations. -2001. -Vol. 13. -P. 2201-2220.
  • Kuo A.F. An optimal control model for analyzing human postural balance//IEEE Transactions on Biomedical Engineering. -1995. -Vol. 42. -P. 87-101.
  • Massion J., Alexandrov A.V., Frolov A.A. Why and how are posture and movement coordinated? Brain Mechanisms for the Integration of Posture and Movement/ed. S. Mori, D.G. Stuart, M. Wiesendanger//Progress in Brain Research. -2004. -Vol. 143. -P. 13-27.
  • Park S., Horak F.B., Kuo A.D. Postural feedback responses scale with biomechanical constraints in human standing//Experimental Brain Research. -2004. -Vol. 154. -P. 417-427.
  • Peterka R.J. Sensorimotor integration in human postural control//Journal of Neurophysiology. -2002. -Vol. 85. -P. 1097-1118.
  • Welch T.D., Ting L.H. A feedback model reproduces muscle activity during human postural responses to support-surface translations//Journal of Neurophysiology. -2008. -Vol. 99. -P. 1032-1038.
  • Winter D.A. Biomechanics and motor control in human movement. -New York: John Wiley and Sons, 1990. -227 p.
  • Wolpert D.M., Kawato M. Multiple paired forward and inverse models for motor control//Neural Networks. -1998. -Vol. 11. -P. 1317-1329.
Еще
Статья научная