controle motor - (LTC) de NUTES
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Escola de Educação Física e Desporto (CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM BIOMECÂNICA) CONTROLE MOTOR Prof. PAULO JOSÉ GUIMARÃES DA SILVA Lab. Proc. Sinais www.peb.ufrj.br Engenharia Neural EMENTA DA DISCIPLINA CONTROLE MOTOR Introdução ao controle motor Teorias do controle motor Fisiologia do controle motor Planejamento de movimentos Modelo interno Relação entre os aspectos mecânicos e neurais dos movimentos O CONTROLE MOTOR Introdução (1/4) Macaco Robô: http://www.youtube.com/watch?v=pz_DV7elpxw Brain control of a robotic hand: http://www.youtube.com/watch?v=oJHD4uIKdc&feature=related Bionic arms and brain control: http://www.youtube.com/watch?v=X1OBzc9QfIs&feature=relat ed Motor rehab: http://www.youtube.com/watch?v=lwhVaUEc5hA&feature=relm fu Oscar no escuro: http://www.youtube.com/watch?v=eLM617jfAVE O QUE É O CONTROLE MOTOR? Introdução (2/4) Definições: • Mecanismo de controle do SNC e dos reflexos espinhais para mover os segmentos corporais e manter a postura (Brooks – in Montgomery and Connolly ) • Habilidade ou capacidade para regular ou orientar os mecanismos essenciais para o movimento (Anne Shumway-Cook and Marjorie H. Woollacott) Questões de Estudo: • Como o SNC organiza os diversos músculos e articulações em movimentos funcionais coordenados? • Como a informação sensorial é utilizada para selecionar e controlar o movimento? • Como o ciclo percepção-ação, a tarefa motora e o meio-ambiente influenciam o comportamento motor do movimento? CONTROLE MOTOR E ÁREAS DO CONHECIMENTO Introdução (3/4) CONTROLE MOTOR E ÁREAS DO CONHECIMENTO Introdução (3/4) CONTROLE MOTOR E ÁREAS DO CONHECIMENTO Introdução (3/4) CONTROLE MOTOR E ÁREAS DO CONHECIMENTO Processos cognitivos, aprendizado, memória e estados motivacionais Introdução (3/4) Introdução (4/4) NATUREZA DO MOVIMENTO Interação entre 3 fatores: TAREFA Organização Neural do Movimento Estabilidade Mobilidade Manipulação INDIVÍDUO AMBIENTE Estruturas Cerebrais Múltiplos Processos Ação, Percepção e Cognição M Características do ambiente TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Ponto de vista sobre como o movimento é controlado • Teoria do Reflexo (1906) • Teoria Hierárquica (1920) • Teoria Reflexa – Hierárquica (1927) • Teoria Neuromaturacional (1940) • Teoria da Programação Motora (1960) • Teoria dos Sistemas (1966) • Teoria da Ação Dinâmica (1984) • Teoria Ecológica (1960) TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria do Reflexo : Charles Sherrington (1906) Neurofisiologista • Reflexos como unidades básicas da motricidade ESTÍMULO RESPOSTA TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria do Reflexo : Charles Sherrington (1906) Neurofisiologista • Reflexos como unidades básicas da motricidade ESTÍMULO RESPOSTA TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria do Reflexo : Charles Sherrington (1906) Neurofisiologista • Reflexos como unidades básicas da motricidade • Movimento complexo: Cadeia de Reflexos ESTÍMULO RESPOSTA ESTÍMULO RESPOSTA ESTÍMULO TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria do Reflexo : Charles Sherrington (1906) Neurofisiologista • Reflexos como unidades básicas da motricidade • Movimento complexo: Cadeia de Reflexos • Limitações: • Não explica o movimento voluntário • Não explica movimentos na ausência de estímulo TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria Hierárquica : Hughlings Jackson (1920) Médico Inglês • Organização do SNC em níveis hierárquicos SUPERIOR MÉDIO INFERIOR Áreas de Associação Córtex Motor Sistema Espinhal Rudolf Magnus (1927) • Os reflexos, que são controlados pelos níveis inferiores da hierarquia neural, estão presentes somente quando há danos nos centros corticais. Centros superiores inibem os reflexos TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria Reflexa - Hierárquica • Desenvolvimento da mobilidade • Organização Hierárquica dos Reflexos (Schaltenbrand, 1928) Danos Cerebrais Persistência dos Reflexos Primitivos • Reações Reflexas Organizada Hierarquicamente (Weisz, 1938) • Base do Equilíbrio Humano e Desenvolvimento da Criança Maturação dos Reflexos Capacidade de Sentar, Levantar e Andar O controle motor surge dos reflexos que estão confinados dentro dos níveis hierarquicamente organizados do SNC TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria Neuromaturacional : Arnold Gesell e Myrtle McGraw (1940s) • Descrição detalhada da maturação do SNC Reflexos Hierárquicos do Controle Motor Comportamento das Crianças Desenvolvimento Motor Corticalização Cerebral TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Programação Motora : Wilson, Bernstein e Keele (1960s) • Padrão motor central ou Programa motor • Ativados por estímulos sensoriais • Ativados por processos centrais Entradas Sensoriais Movimento TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Programação Motora : Wilson, Bernstein e Keele (1960s) • Padrão motor central ou Programa motor • Ativados por estímulos sensoriais • Ativados por processos centrais Entradas Sensoriais Movimento Processos Centrais TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Programação Motora : Wilson, Bernstein e Keele (1960s) • Padrão motor central ou Programa motor • Ativados por estímulos sensoriais • Ativados por processos centrais Entradas Sensoriais Modulam a Ação do Movimento Movimento Processos Centrais TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Programação Motora : • Rede neural na medula espinhal (Grillner, 1981) • Experiências com gatos (locomoção): Gerador de Padrão Central Entradas Sensoriais Aumentando a intensidade do estímulo EFEITO MODULATÓRIO Medula Espinhal Movimento TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Programação Motora : PROGRAMA MOTOR Identificar Circuitaria neural GERADOR DE PADRÃO CENTRAL Movimento • Limitações: • Descarta a importância das entradas sensoriais modularem o movimento • Programa motor como determinante da ação TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Programação Motora : • Atividade motora: Flexionar e Estender o ante-braço Ação Gravitacional Movimento Extensor do Cotovelo Ação Gravitacional Movimento Flexor do Cotovelo TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria dos Sistemas : Nicolai Bernstein (Teoria da programação motora) • Controle neural do movimento • Corpo com um sistema mecânico • Massa • Forças externas e internas • Conceito de Inércia Variações das Mesmo Comando Central Diferentes Movimentos Condições Inicias TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria dos Sistemas : Nicolai Bernstein (Teoria da programação motora) • Controle neural do movimento • Corpo com um sistema mecânico • Graus de liberdade (controlados por sistema hierárquicos) SUPERIOR INFERIOR Sinergia Circuitaria Neural Grupo Muscular Movimento TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Ação Dinâmica : • Princípio da auto-organização Partes individuais de um sistema, quando reunidas, se comportam coletivamente de forma ordena Não há a necessidade de instruções dos comandos centrais superiores Descarta a noção do programador central TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria da Ação Dinâmica : • Propriedade não-lineares Kelso e Tuller (1984) Velocidade Corrida Estado Comportamental Jogging Andar Eficiência Energética Parâmetro de Controle Padrão de Movimento Estado Atrator TEORIAS DO CONTROLE MOTOR Teoria Ecológica : James Gibson (1960) • Interação do Indivíduo com o ambiente • Exploração ativa do ambiente O indivíduo não é somente reativo ao meio Ele age baseado em percepções próprias relevantes REFERÊNCIAS SHUMWAY-COOK, A. and WOOLLACOTT, M. Controle motor: teorias e aplicações práticas. Manole, São Paulo, 1995. BEAR, M., F., CONNORS, B. W., PARADISO, M. A. Neurociências – desvendando o sistema nervoso 3ª ed, Artmed Editora , Porto Alegre, 2008. KANDAL, E.R., SCHWARTZ, J. H. and JESSEL, T. M. Principles of Neurological Science 4a ed, McGraw-Hill, New York, 2000. DANION, F. and LATASH, M. L. Motor control: theories, experiments and applications Oxford University Press, New York, 2011
