IzomszinergiákSzerkesztés
Nikolai Bernstein az izomszinergiák létezését a több szabadságfok irányításának egyszerűsítésére szolgáló neurális stratégiaként javasolta. A funkcionális izomszinergiát az egyetlen neurális parancsjel által rekrutált izmok koaktiválásának mintájaként definiálják. Egy izom több izomszinergiának is része lehet, és egy szinergia több izmot is aktiválhat. Az izom-szinergiák megtalálásának jelenlegi módszere az, hogy egy adott mozgásban részt vevő izmok EMG (elektromiográfiai) jeleit mérik, így az izomaktiválás specifikus mintái azonosíthatók. A szűrt EMG-adatokra statisztikai elemzéseket alkalmaznak, hogy meghatározzák az eredeti EMG-t legjobban reprezentáló izomszinergiák számát. Alternatívaként az EMG-adatok koherenciaelemzése is alkalmazható az izmok közötti csatolás és a közös bemenet gyakoriságának meghatározására. A csökkentett számú vezérlőelemek (izomszinergiák) kombinációja az izomaktiválás kontinuumát alkotja a sima motoros vezérléshez a különböző feladatok során. Ezek a szinergiák együttesen működnek az olyan mozgások létrehozásában, mint a járás vagy az egyensúlyszabályozás. A mozgás irányultsága hatással van arra, hogy a motoros feladatot hogyan hajtjuk végre (pl. járás előrefelé vs. járás hátrafelé, mindegyik különböző izmok különböző szintű összehúzódását használja). A kutatók több irányban alkalmazott perturbációra mértek EMG jeleket, hogy azonosítsák az összes irányban jelenlévő izomszinergiákat.
Eredetileg úgy gondolták, hogy az izomszinergiák bizonyos ízületek vagy izmok mozgásának korlátozásával kiküszöbölik egy korlátozott számú szabadságfok redundáns szabályozását (hajlítási és nyújtási szinergiák). Vitatott azonban, hogy ezek az izomszinergiák neurális stratégiát jelentenek-e, vagy pedig a kinematikai korlátozások eredménye. Nemrégiben bevezették a szenzoros szinergia kifejezést, amely azt a feltételezést támasztja alá, hogy a szinergiák az érzékszervi és motoros rendszerek kezelésére szolgáló neurális stratégiák.
Ellenőrizetlen sokasági hipotézisSzerkesztés
Egy újabb hipotézis azt javasolja, hogy a központi idegrendszer nem szünteti meg a redundáns szabadságfokokat, hanem mindegyiket felhasználja a motoros feladatok rugalmas és stabil végrehajtásának biztosítására. A központi idegrendszer a redundáns rendszerekből származó bőséget használja ki, ahelyett, hogy korlátozná őket, ahogyan azt korábban feltételezték. A kontrollálatlan sokrétűség (UCM) hipotézis módot ad az izomszinergia számszerűsítésére. Ez a hipotézis a “szinergiát” egy kicsit másképp definiálja, mint a fentebb említett; a szinergia az elemi változók (szabadságfokok) olyan szerveződését jelenti, amely stabilizál egy fontos teljesítményváltozót. Az elemi változó a legkisebb értelmes változó, amely az elemzés egy kiválasztott szintjén az érdeklődésre számot tartó rendszer leírására használható, a teljesítményváltozó pedig a rendszer egésze által előállított potenciálisan fontos változókra utal. Például a több ízületből álló nyúlási feladatban az egyes ízületek szögei és pozíciói az elemi változók, a teljesítményváltozók pedig a kéz végponti koordinátái.
Ez a hipotézis azt javasolja, hogy a kontroller (az agy) az elemi változók terében (azaz a váll, a könyök és a csukló által a kar mozgásában megosztott forgások) cselekszik, és a sokaságok terében (azaz a végső pozíciónak megfelelő szögértékek halmazai) választ. Ez a hipotézis elismeri, hogy a variabilitás mindig jelen van az emberi mozgásokban, és két típusba sorolja: (1) rossz variabilitás és (2) jó variabilitás. A rossz variabilitás befolyásolja a fontos teljesítményváltozót és nagy hibákat okoz a motoros feladat végeredményében, míg a jó variabilitás változatlanul tartja a teljesítményfeladatot és fenntartja a sikeres eredményt. A jó variabilitás érdekes példáját figyeltük meg a nyelv mozgásában, amely a beszédprodukcióért felelős. A merevség szintjének előírása a nyelv testéhez némi variabilitást eredményez (a beszéd akusztikai paraméterei, például a formantsok tekintetében), amely azonban nem jelentős a beszéd minősége szempontjából (legalábbis a merevségi szintek ésszerű tartományában). Az egyik lehetséges magyarázat az lehet, hogy az agy csak a kívánt végeredményt akadályozó rossz variabilitás csökkentésén dolgozik, mégpedig úgy, hogy a jó variabilitást a redundáns tartományban növeli.