СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Разделы курса Курс включает следующие разделы:

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Разделы курса
Курс включает следующие разделы:
Раздел 1. Введение
Раздел 2. Различные уровни описания движения. Современные концепции
и модели управления движениями
Раздел 3. Сенсомоторная интеграция
Раздел
4.
Двигательное
научение
и
его
основные
стадии.
Нейрофизиологические механизмы. Экспериментальные методы исследования.
Раздел 5. Прикладные аспекты управления движением. Возрастные
особенности двигательной сферы. Особенности движений при некоторых
формах патологии ЦНС. Двигательное обучение. Тренировочный процесс и
процесс реабилитации с точки зрения современных представлений об
управлении движениями и двигательного научения.
Темы и их краткое содержание
Раздел 1. Введение
Тема 1.1. История науки об управлении движением. Основные этапы
развития
науки
И.П.Павлов,
о
движении
Ч.Шеррингтон,
(Р.Декарт,
К.Лешли,
Г.Гельмгольц,
Н.А.Бернштейн,
И.М.Сеченов,
Анохин
П.К;
Современные научные школы). Уровни описания и понимания природы
движений
и
связанный
с ними
понятийный
аппарат. Его
развитие.
Феноменология движений. Биомеханика опорно-двигательного аппарата.
мышцы. Спинной и головной мозг. Психофизиология. Цели, двигательные
намерения, планы, программы, двигательные команды.
Тема 1.2. Мультидисциплинарный характер науки об управлении
движением.
Биомеханика.
Особенности
кинематического
описания
движений.
Динамика движений. Кинезиология. Физиология. Мышцы. Двигательные
единицы.
Мотонейрон.
Мышечные
рецепторы.
Электрофизиология.
Миограмма, кардиограмма, окулограмма. Биохимия. Нейромедиаторы и
нейромодуляторы.
Центральные
отделы
двигательной
системы.
Виды
томографии. Нейронные сети. Биокибернетика. Виды управления. Понятие об
оптимальном управлении. Понятие о динамических системах.
Моделирование. Анализ через синтез. Роль прикладной математики.
Теория оптимального управления. Нейросетевое моделирование.
Раздел 2. Современные концепции и модели управления движениями
Тема 2.1. Различные уровни описания движения. Кинематика движений.
Различные системы координат. Суставные углы. Внешние координаты.
Понятия о кинематических инвариантах. Прямолинейность пространственной
траектории движения. Принцип изохронности. Степенной закон (закон
показателя степени 2/3). Динамика движений. Угловые скорости и ускорения.
Момент инерции.
Генерация мышечного усилия. Вязкость и упругость мышечной ткани.
Закон Хилла.
Мотонейрон. Двигательные единицы. Классификация двигательных
единиц. Порядок рекрутирования двигательных единиц при развитии усилия.
Твитчи. Слияние (fusion). Тетанус. Электомиограмма. Мышечные и суставные
рецепторы. Спинальные рефлексы. Вклад спинного мозга в управление
движениями.
Центральные
генераторы
паттернов
(CPG).
Генератор
шагательных движений.
Тема 2.2. Процессы управления движениями на уровне головного мозга.
Роль таламуса, базальных ганглий, мозжечка. Сенсомоторная кора.
Премоторная кора. Дополнительная моторная область. Теменная кора. Лобные
отделы коры. Понятие о сенсомоторной интеграции. Формирование больших
динамических функциональных ансамблей отделов мозга при решении
двигательных задач. Особенности активных и реактивных движений.
Тема 2.3. Современные теории управления движениями. Проблема
управляемости – проблема преодоления избыточных степеней свободы
(Н.А.Бернштейн). Обзор различных подходов к преодолению этой проблемы.
Силовая, пространственная и временная структура движений. Явление
прерывистости движения. Поиск двигательного примитива. Концептуальная
кольцевая
схема
управления
(Н.Винер,
Н.А.Бернштейн),
Уровневая
организация движения и афферентные синтезы (Н.А.Бернштейн). Моторные
программы (Р.Шмидт, Д.Резенбаум). Синергии (Э. Бицци, М.Латаш). Теория
равновесной точки (А.Г.Фельдман). Динамическая теория (С.Келсо). Теория
оптимального управления (Т.Флэш, Н.Хоган; Д. Волперт, Харрис). Теория
внутренних моделей (М. Джордан, М. Кавато, Д. Волперт).
Проблема внутренней репрезентации движения. Рабочая (оперативная) и
долговременная моторная память.
Тема
2.4.
Обзор
экспериментальных
методов.
Кинематограмма,
тензограмма, миограмма, окулограмма, электроэнцефалограмма (потенциалы
готовности), электрокортикограмма, фокальный потенциал. Представление о
количественных
методах
анализа
кинематических,
динамических
и
электрофизиологических данных. Томографические методы: позитронная
эмиссионная томография, ядерный магнитный резонанс. Методы активного
экспериментального
воздействия.
нейрохирургические,
раздражение
электрическим током, транскраниальная магнитная стимуляция. Эксперименты
на животных и их роль в понимании механизмов управления движениями.
Раздел 3. Сенсомоторная интеграция
Тема 3.1. Рецепторы и афферентация. Моторная команда. Эфферентные
сигналы. Копия моторной команды. Схема тела. Роль зрительной и слуховой
информации в управлении движением. Эгоцентрические и аллоцентрические
системы координат.
Тема 3.2. Сенсомоторная интеграция на уровне спинного мозга.
Синергии. Сенсомоторная кора. Внутренние модели (internal models). Прямая и
обратная динамические модели. Телерецепторы. Зрительная и слуховая
информация.
Различные
системы
описания.
Эгоцентрические
и
аллоцентрические системы координат.
Учение Н.А.Бернштейна об уровнях афферентного синтеза.
Тема 3.3. Движение как сенсомоторный процесс. Сенсорные коррекции.
Непрерывные
движения.
Следящие
движения.
Избегание
препятствий.
Перехват цели. Циклические движения. Саккады. Прослеживающие движения
глаз.
Механизмы
управления
непрерывными
движениями.
Дискретные
движения. Простая и сложная сенсомоторная реакция. Реакция выбора.
Современные модели сенсомоторной реакции. Баллистические движения.
Пространственная точность. Серии движений, серийный порядок. Реактивные и
активные движения. Антиципация. Понятие о механизмах предсказания.
Упреждающее управление. Сенсомоторная синхронизация. Музыкальные
ритмы.
Тема
3.4.
Экспериментальные
методы
изучения
сенсомоторной
интеграции. Методы экспериментальной психологи. Структура эксперимента.
Экспериментальные
факторы
и
условия.
Статистический
анализ.
Электрофизиологические методы. Связанные с событиями потенциалы,
корково-корковые функциональные взаимодействия. Представление о методах
анализа нейровизуализационных данных.
Раздел
4.
Двигательное
научение
и
его
основные
стадии.
Нейрофизиологические механизмы. Экспериментальные методы исследования.
Тема 4.1. Представления Н.А.Бернштейна о двигательном научении.
Стадии научения по П.Фиттсу. Когнитивная и ассоциативная стадии.
Автоматизмы. Двигательное научение и сенсомоторная адаптация.
Тема 4.2. Виды научения. Клеточные механизмы, нейросетевые и
системные механизмы. Рабочая (оперативная) и долговременная моторная
память. Консолидация следов памяти.
Тема 4.3. Особенности экспериментального исследования процессов
научения.
Роль
внимания.
Конкурентная
задача.
Методы
анализа
экспериментальных данных.
Раздел 5. Возрастные особенности двигательной сферы. Особенности
движений при некоторых формах патологии ЦНС. Двигательное обучение.
Тренировочный процесс и процесс реабилитации с точки зрения современных
представлений об управлении движениями и двигательного научения.
Тема 5.1. Возрастные особенности двигательной сферы. Ранний
онтогенез. Предшкольный и младший школьный возраст. Изменения в
двигательной сфере в процессе взросления и старения. Экспериментальные и
теоретические подходы к изучению возрастных закономерностей двигательной
сферы.
Тема 5.2. Особенности движений при некоторых формах патологии ЦНС.
Базальные
ганглии.
Болезнь
Паркинсона.
Особенности
движений
при
поражениях мозжечка и кортикальных отделов. Роль первичной моторной,
премоторной, дополнительной моторной и префронтальной коры.
Тема 5.3. Двигательное обучение, тренировочный процесс и процесс
восстановительного обучения в свете основных принципов управления
движениями и двигательного научения.