Motorinen kontrolli ja motorinen oppiminen MaijaLeena Lehtel mllehteloamk

Motorinen kontrolli ja motorinen oppiminen Maija-Leena Lehtelä mllehtelä/oamk 1

mllehtelä/oamk 2

Lähteitä n n Talvitie – Karppi – Mansikkamäki. Fysioterapia. 2007. ss. 67 -87 Artikkelit Fysioterapia- lehdistä 4/95, 3/2002, 4/02, 5/04, 5/06, 8/07 mm. n Carr G. Mechanics of Sport. 1999. A Practitioner´s Guide. Human Kinetics. Lower Mitcham. South Australia. Shumway-Cook – Woollacott. Motor Control. Theory and Practical Application. 2001. Schmidt, R. A. – Wrisberg, C. A. Motor Learning and Performance. A problembased learning approach. Human Kinetics. Leeds. 2004. Zelaznik: Advances in Motor Learning and Control. Human Kinetics. Leeds. UK. 1996. Singer, R. N. Motor Learning and Human Performance. An application to physical education skills. Macmillan publishing co. New York. Weinberg R S. – Gould D. 2007. Foundations of Sport and Exercise Psychology. 4. edition. Human Kinetics. Lower Mitcham. South Australia. n n n – Veijo Virsu: Motorinen oppiminen kuntoutuksessa – Ulla Talvitie: Motorinen oppiminen – tie aktiiviseen kuntoutukseen, ohjaaminen ja motoriset mallit – Kömpelö lapsi, lapsen pystyasennon kontrollointi – Olkanivelen kontrolli – Palaute mot. Oppimisen tukena mllehtelä/oamk 3

Motorinen oppiminen Oppiminen: kokemuksen aiheuttama, suhteellisen pysyvä muutos käyttäytymisessä n Ilmenee oppimishetkellä tai myöhemmin (Schmidt, 1988) n Käsityksiä oppimistyyleistä n – ehdollistuminen, behaviorismi – matkiminen, mallioppiminen – skeemateoria (Schmidt): keskushermostossa valmiit muuttumattomat toimintamallit, jotka jäävät koht. pysyviksi – kognitiivinen ja konstruktiivinen käsitys oppimisesta mllehtelä/oamk 4

Motorinen oppiminen fysioterapiassa n uusien liikkeiden saavuttamista ja muokkaamista n menetetyn taidon uudelleen oppimista n edellyttää harjoittelua ja kokemusta n mikä on suorituksen paranemisen syy? n säilyykö saavutettu taito kotona? n ei ole pelkästään fyysistä suorituskykyä – mukana myös väsyminen, ahdistus, motivaatio, ympäristö. . . mllehtelä/oamk 5

Oppimisen ulottuvuudet n Neurofysiologinen perusta: motorinen kontrolli n Psyykkinen ja kognitiivinen perusta: opetustapahtuma n Sosiaalinen ympäristö, vuorovaikutus n ja ryhmätoiminta n Liikunnan didaktiset n keinot mllehtelä/oamk 6

OPETTAMISEN JA OHJAAMISEN KEINOT TEHTÄVÄ YMPÄRISTÖ YKSILÖ mllehtelä/oamk 7

Learning The motor teacher must assess: n the task's relation with the environment n the task's relation with the person The motor teacher must assess: n the environment's relation with the task n the environment's relation with the person The motor teacher must assess: n State of the learner n Internal processes associated with learning and transfer mllehtelä/oamk 8

Psykomotoriikan käsiteluokat, Singer 1972 Psykomotoriikan käsitteistö Motoriset taidot -Hienomotoriikka - Karkeamotoriikka - Käden taidot Havaintomotorinen Fyysinen suoritus käyttäytyminen -Fyysinen suorituskyky -Kielelliset taidot - Ei-tahdonalaiset liikkeet - Tutkiminen - Yleiset liikekaavat Liikuntakäyttäytyminen mllehtelä/oamk 9

Neuraalinen plastisuus motorisen oppimisen taustalla n Plastisuus = aivojen ja hermoston muotoutuvuus, neuraalinen muuntumiskyky n Sisältää lyhyen aikavälin synapsimuutokset aina pitkän aikavälin rakenteellisiin muutoksiin neuronien organisoitumisessa ja yhteyksissä n On samalla myös oppimisen määritelmä mllehtelä/oamk 10

Oppimisen ja muistin paikantaminen? n Oppiminen/-sta tapahtuu aivojen kaikissa osissa, on siis paralleelista ja hierarkista n Oppiminen ja muistaminen syntyy synapsiyhteyksien verkossa kaikkialla keskushermostossa, sekä solutasolla että neuroniverkkojen tasolla mllehtelä/oamk 11

Motorisen oppimisen ongelmatilanteita n n n n n ADHD/DCD – oireinen CP-vammainen Parkinson-oireinen Paraplegia -oireinen (esim. L 3 -taso) Motorisesti kömpelö Riippunilkka/mansikanpoimijan halvaus/ velttohalvaus Pikkuaivokasvaimen jälkitila Selkäkipuinen, epäspesifi kipu, proteesin käyttäjä ym. Ym. Urheilulajit… mllehtelä/oamk 12

Näkövammainen lapsi ja motorinen oppiminen n n n Näkövammaisella lapsella on usein puutteita motorisen oppimisen perusedellytyksissä. Näköstimulaation puuttuessa vireystila saattaa olla alhainen. Kehonhahmotus: kehittyy eri aistikokemusten, asentojen ja liikkeiden kautta. Sen avulla muodostuu kuva suhteessa itseensä, toiseen ihmiseen, tilaan, ympäristöön ja avaruuteen. Kehonhahmotus on perustana mm. motoriselle oppimiselle Tasapainoreaktiot ovat useimmiten puutteellisesti kehittyneet, mikä vaikeuttaa tasapainon hallintaa. Perusliikkumisen vähyyden takia näkövammaisilla lapsilla on usein alhainen lihastonus. Oppimiseen tarvittavat toistot jäävät vähäisiksi Käsitys ympäristöstä on hajanainen, oppimisessa saattaa olla myös tämän suhteen vaikeutta. Koordinaatio jää heikoksi lapsen liikkumisen ja leikkimisen jäädessä vähäiseksi, samoin liikkeen tarkoituksenmukaisuus, voimansäätö ja energiankulutus mllehtelä/oamk 13

Ongelmia motorisissa taidoissa (ADHD, DCD) n Karkeamotoriikka: liikkuminen kömpelöä. Tonuksen ja tasapainon ylläpitäminen vaikeaa. Koordinaatio heikkoa. n Hienomotoriikka: vaikeudet pienten lihasten toiminnassa tai yhteistyössä keskenään. Dyspraksia. n Hahmotusvaikeudet: visuaalinen hahmottaminen, perspektiivin tai etäisyyden arviointi ongelmallista. n Auditiivinen hahmottaminen: äänteet ja sanat saattavat sekoittua taustameluun. n Taktiilinen hahmottaminen tuntoaistin avulla häiriintynyt, voimakkuuden aistiminen häiriintynyt, ei tunnista voimakkuutta. mllehtelä/oamk 14

Ongelmia motorisissa taidoissa (ADHD, DCD) 2 n n n n Spatiaalinen hahmottaminen: suunta ja etäisyys, sijainnin hahmottaminen tilassa on vaikeutunut. Keskittymis-vaikeudet, jotka näkyvät ylimääräisenä hössöttämisenä. Kielelliset vaikeudet: hidas puheen kehitys, äänen käytön poikkeavuus. Muistitoiminnan häiriöt: unohtaminen yleistä, ajantaju voi olla häiriintynyt Käyttäytymishäiriöt, affektiiviset purkaukset Tasapainon ongelmat, nivelten yliliikkuvuus, asentojen, liikkeiden jäljittelyn vaikeus, pallotaitojen heikkopus Väsymisalttius mllehtelä/oamk 15

Learning stages State Automatic Economical Understanding Acquaintance mllehtelä/oamk Time 16

Motorisen oppimisen lähtökohtana konstruktiivinen oppiminen n 1. Kognitiivinen vaihe: informaation vastaanotto, mukana havainnointi ja tarkkaavaisuus n 2. Väli- eli assosiatiivinen vaihe: uutta tietoa verrataan ja yhdistetään entiseen, n muodostuu uusi malli, jota kokeillaan käytännössä fyysisesti n suoritusta arvioidaan suhteessa annettuun visuaaliseen/verbaaliseen malliin n korjataan sisäisen ja ulkoisen palautteen mllehtelä/oamk 17

Motorisen oppimisen lähtökohtana. . . n 3. Autonominen vaihe: toistojen jälkeen uusi malli muuttuu autonomiseksi suoritus nopeutuu n uuden mallin avulla suoritusta ohjataan n ymmärrettävä suorituksen keskeisten tekijöiden merkitys (voima, tila, ajoitus. . ) n motoriset muutokset pysyviä, tapahtuu kemiallisia ja rakenteellisia muutoksia hermostossa mllehtelä/oamk 18

Oppimisen tukiaktiviteetteja n Vireystila n Motivaatio n Tarkkaavaisuus n Mieliala n Ennakkoluulot n Muistitoiminnot n Palaute n Ym. mllehtelä/oamk 19

Sisäinen palaute, feedback, feedforward Sisäinen palaute liikkeestä tuntoelimistä; iholta, proprioseptoreista ja tasapainoelimen avulla (closed-loop-system) n Feedforward, liikkeen säätely/ korjaaminen ennakolta, motorisen muistin avulla tai liikkeen lopussa (avoimen järjestelmän liike, open loopsystem) n – Tarkennetaan aivoihin muotoutunutta kuvaa – Kun suoritus nopea, ei voida säädellä liikkeen aikana mllehtelä/oamk 20

Palaute -ulkoinen n n n Määrä oltava kohtuullinen, ei jokaisen suorituksen jälkeen Positiivinen palaute, mutta tiedettävä milloin tekee oikein/ väärin Pieni viive todettu hyväksi, suorituksen aikainen palaute voi häiritä Nopeasti annettu ulkoinen palaute voi estää oman sisäisen prosessoinnin (Kysely-tekniikka? !) Biopalaute/feedback mekaanisesti: EMG, + visuaalinen, auditiivinen Videokuva, yhteenveto virheistä/onnistumisista mllehtelä/oamk 21

Mielikuvaharjoittelu n n n Mentaalinen mielikuva yhteydessä visuaalisten havaintojen kanssa – visuaalinen mielikuva Silta näkemisen ja tekemisen välillä – sisältää visuaalista ja kinesteettistä tietoa Aivoissa muodostuu samanlaisia toimintoja kuin todellisten fyysisten liikkeiden aikana Uuden oppimiseen ja jo omaksutun taidon parantamiseen, vaativien taitojen oppimiseen Edellyttää keskittymistä, rentoutumista, ydinkohtien pohtimista, kognitiivisia taitoja Esim. kun kipu tai vaurio estää toiminnan mllehtelä/oamk 22

Muistin lajit 1 n Sensorinen muisti – aistimuisti, millisekunteja n Työmuisti – lyhytkestoinen, 20 -30 sekuntia n Säilömuisti – rajaton mllehtelä/oamk 23

Muistin lajit 2 n Eksplisiittinen – mieleen palautusta, esim deklaratiivinen § Episodinen: tilanteet, henk. koht. tapahtumat § Semanttinen: käsitteellinen, asiat n Implisiittinen – ei tietoista § proseduraalinen, havaintokyvyn, sääntöjen, taitojen muistamista § alusmuisti, tukee uuden oppimista mllehtelä/oamk 24

mllehtelä/oamk 25

Motorinen kontrolli n on liikkeen säätelyä ja koordinointia n on kehon asennon ja tasapainon säilyttämistä ja kontrollointia avaruudessa n on myös kehon ja kehon osien liikkeiden kontrollia avaruudessa/ tilassa n edellyttää tietoa – toiminnasta, havainnoinnista, kognitiosta mllehtelä/oamk 26

Motorisen säätelyn tasot Ääreishermosto – tunto-, refleksi-ja tonushäiriöt (esim. velttohalvaus) – lihaskäämin ja Golgin jänne-elimen kautta – koordinaatio- ja tasapainohäiriöt, jos laajat alueet n Selkäydin – kuin edellä ( laajemmat vaurioalueet) n Aivorunko (ydinjatke, aivosilta, keskiaivot, aivoverkosto) – automaattiset toiminnot: asennonhallinta, kävely, silmien ja pään asennon/liikkeiden reflektorinen hallinta – hengitys ja verenkierto ( syke, RR, veren jakautuminen eri osiin) – vireystila ja unirytmi – yhteys aivohermoihin: silmän liikehermot ja korvan mllehtelä/oamk 27 n

Motoriset hermoradat n Ylempi motoneuroni n Alempi motoneuroni n Pyramidaalirata n Extrapyramidaalirata – Cortexilta selkäytimeen, synapsi voi olla useilla eri korkeuksilla sytimessä – Vauriosta seuraa spastinen halvaus – Selkäytimestä periferiaan – Vauriosta seuraa velttohalvaus – Cortexilta suoraan selkäytimeen, jossa synapsoi etusarven motoneuronien kanssa – Aktivoi lihaksia suurta tarkkuutta vaativissa liikkeissä – Muut radat, jotka synapsoivat aivorungon tumakkeisiin ja joita voidaan muuttaa esim. pikkuaivoista tulevalla tiedolla – Aktivoi suuria lihasryhmiä asennon, tasapainon ja kävelyn koordinoimiseksi – Kun ei vaadita suurta tarkkaavaisuutta liikkeen ohjaamisessa (automaattiset liikkeet) mllehtelä/oamk 28

Motorisen säätelyn tasot 2 n Aivokuori, cortex – aivodominanssi, hermoratojen risteäminen. . – primaariset ja asssosiatiiviset aivokuorialueet – motorinen ja somatosensorinen homunculus – premotorinen alue: § somatosensorinen homunculus sekä näkö- ja kuulohavainnot yhdistyvät liikkeeseen – primaarinen motorinen cortex: § asento, monimutkaiset liikesarjat § liikkeen suunnittelu mllehtelä/oamk 29

mllehtelä/oamk 30

Motorisen säätelyn tasot 3 n Pikkuaivot – feedbackjärjestelmä, vertailee, korjaa – Liikkeiden ajoitus, koordinaatio, tasapaino n Basaaligangliot – asennonhallinta, vuorottaiset liikkeet, rytmi – liikkeen suunnittelu, motivaatio ja tavoitteet n Assosiatiiviset alueet – havaintotoiminnat ja kognitio – etäisyys ja tila: § näköalue ja prim. somatosens. alue yhteydessä motor. cortexiin ja premotor. cortexiin mllehtelä/oamk 31

Motorisen säätelyn teorioita n Refleksiteoria n Hierarkisuuteen pohjautuva teoria n Motorisen ohjelmoinnin teoria n Systeemiteoria n Dynaaminen toimintamalli n Tehtäväorientoituneet teoriat n Ekologinen teoria mllehtelä/oamk 32

Palaute liikkeestä/suorituksesta Kaksi kontrollityyppiä: n Feedback eli suljetun silmukan-tyyppi: sensorinen informaatio toimii yhtä aikaa ja/tai näyttelee suurta roolia liikkeen koordinaatiossa (esim. kompleksinen silmä-käsikoordinaatio) n – Ulkoinen ja sisäinen feedback n Feedforward eli avoimen silmukan –mekanismi: sensorista informaatiota käytetään ennen liikettä ja arviointiin liikkeen jälkeen, mutta sensorinen input ei muuta motorista toimintaa kesken liikkeen suoritusta (nopeissa tai hyvin opituissa liikesuorituksissa) mllehtelä/oamk 33

Psykomotoriset tavoitetasot 1. Automaatiotaso – Suoritus alitajuinen, voidaan suorittaa toisen toiminnon kanssa samanaikaisesti ja automaattisesti 2. Rutiinitaso – Itsenäinen työskentely, sujuva, nopea, varma ja turvallinen suoritus mllehtelä/oamk 34

Psykomotoriset tavoitetasot 2 3. Palauttamisen taso – Ilman mallia tehty suoritus onnistuu lähes poikkeuksetta, suoritus on joustavaa, joskin hidasta 4. Tunnistamisen taso – Hapuileva mallin mukainen työskentely; ensimmäinen onnistunut suoritus kankeaa ja hidasta jäljittelyä mllehtelä/oamk 35

Aloitteleva oppija ja harjoittelu n Liikelaajuutta vähän: ja -nopeutta aluksi hyvin – selvä liike, jota voi hahmottaa ja ajatella – aluksi nähtävä ja tajuttava mitä on tehtävä n Runsaasti harjoitusta, kokonaisuuksien löytäminen – ei tarpeetonta teoriaa n Ei voi käyttää ideomotoriikkaa – ei ole mallia jota käyttää mllehtelä/oamk 36

Aloitteleva oppija 2 n Teoria/tieto ripotellaan käytännön harjoittelun lomaan – kun on jo kokemusta suorituksesta – aluksi ei kannata opettaa paljon – unohtaminen liian suurta – harjoittelu vähintään 2 päivän välein mllehtelä/oamk 37

Korkean taitotason oppija n Liikkeet seuraavat toisiaan nopeasti – ei ehdi korjaamaan, antamaan palautetta n Taitavalla liikkujalla kinesteettinen feedback, oma seurantamekanismi – valmis motorinen ohjelma – Myös feedforward -ohjaus n Liikkeet tapahtuvat muuntuvissa olosuhteissa – sisäinen feedback tekee korjauksia mot. ohjelmaan mllehtelä/oamk 38

Korkean taitotason oppija 2 n Nähtävä tarkasti, mitä oppija tekee väärin – ohjaajan oma taju/tieto liikkeestä – oppijan itse tajuttava väärä liike n Perusteet, mielikuvat, ideat, liiketunne/aisti tärkeitä, tuovat mielekkyyttä oppimiseen mllehtelä/oamk 39

Koordinoidut liikemallit ja taitotaso n Matala taitotaso n Korkea taitotaso – hidas, epätarkka liikkuminen – käyttää ulkoista ja sisäistä feedbackiä – on vain vähän tietoista kontrollia mllehtelä/oamk – nopea, tarkka liikkuminen – sisäistä feedbackiä – tarvitsee vain vähän ulkoisia vihjeitä pitkään liikesarjaan 40

n Suljettu ja avoin taito 1 liikesuoritus/taito – liike toistetaan samalla lailla joka suorituskerta – esim 1. painonnosto; sama liikerata, sama nopeus – stabiili ympäristö n Avoin liikesuoritus/taito – muuntuvat olosuhteet – vaatii sekä ajallista että avaruudellista kontrollia – ympäristö vaihtelee, nopeus vaihtelee – esim 1. jääkiekon/koripallon kuljetus mllehtelä/oamk 41

Suljettu ja avoin taito 2 n kuntoutuksessa molempia taitoja on harjoiteltava, ensin suljettu, sitten avoin taitosuoritus n esim. nilkkavamma; yhden jalan tasapaino n aluksi runsaasti tiedollista vihjettä, visuaalista ja kinesteettistä palautetta, vain suljettu taitoharjoitus, myöh. harjoitteet dynaamisessa liikkeessä, eri tasapainostrategiat mllehtelä/oamk 42

Suljettu taito <------>Avoin taito mllehtelä/oamk 43

Suljettu vai avoin? n Lastenvaunujen työntäminen kadulla n Pallon pompotus seisten paikallaan n Hiihtäminen umpihangessa n Viittomakielen käyttäminen n Liitutaululle kirjoittaminen n Hiusten kampaaminen n Istuutuminen WC-istuimelle avaten housunkaulusta mllehtelä/oamk 44

Osa-/kokonaisopetus n Suoritus paloitellaan osiin, joilla useimmiten erilainen rytmitys n Löydettävä oppijalle optimaalinen osioiden laajuus ja vaiheistus – ryhmässä erilaisia oppijoita n Suorituksella olennainen pelkistetty ydin, jonka ympärille rakennetaan lisää vaiheelta (ydin- mikä se on ? ) mllehtelä/oamk 45

Habituaatio ja sensitisaatio (Shumway-Cook) Implisiittinen, proseduraalinen muisti syntyy toistuvista stimuluksista, tiedostamattomasti n Voi olla lyhyt- tai pitkä aikainen muistijälki/oppiminen n Sensitisaatio n – Syntyy kun vaarallisen/myrkyllisen stimuluksen (kipu) aiheuttama reaktio opitaan ennakoimaan korostetusti – Aktiopotentiaaliaika pitenee, proteiinimuutokset synapseissa, uudet synapsirakenteet n Habituaatio – Syntyy kun vaarattoman stimuluksen aiheuttama reaktio opitaan inhiboimaan – Synapsiaktiivisuus laskee toistuvissa stimuluksissa (flexorirefleksi, suojarefleksi) mllehtelä/oamk 46

Lihasaktivaation/-kontrollin havainnointi n Selinmakuu: jalan/jalkojen nosto suorana/koukussa ylös. – Vatsalihakset, lonkan koukistajat, lat. dorsi? n Päinmakuu/konttausasento käsi suorana edessä/alhaalla: käden nosto ylös, scapulan veto taakse. – H-S-rytmi? n Kävelyn/ontumisen: /korjaaminen havainnointi, ohjaus mllehtelä/oamk 47