1 / 54

Coordination of Movement

Coordination of Movement. Aims. Insight in coordination of movement joints muscles motor units Redundancy (“abundancy”) joints muscles motor units. Muscle architecture. Active and passive muscle force varies as a function of muscle length.

troy-lester
Download Presentation

Coordination of Movement

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Coordination of Movement BW5

  2. Aims • Insight in coordination of movement • joints • muscles • motor units • Redundancy (“abundancy”) • joints • muscles • motor units BW5

  3. Muscle architecture BW5

  4. Active and passive muscle force varies as a function of muscle length BW5

  5. The motor unit consists of the motoneuron, its axon and all the muscle fibers it innervates BW5

  6. PN16040.JPG A single motoneuron innervates many muscle fibers BW5

  7. Quantitative relationships between motor neurons and muscle • Each muscle fiber innervated by a single motor neuron • Each motor neuron innervates 10 to 500 muscle fibers • All muscle fibers in a given motor unit contract together- not independently BW5

  8. Increasing activation frequency elevates force of contraction BW5

  9. Three types of motor units: Type S; Type FR; Type FF S=Slow, FR = Fatigue Resistant, FF = Fast Fatiguable BW5

  10. Motor unit physiology • Twitch and tetanic contraction • Slow and fast twitch motor units: Type S and Type F • Weak and strong motor units • Fatigue resistant (Type FR, Type S) and fatigable motor units (Type FF) • Type S are weak and slow but fatigue resistant • Type FF are strong and fast but fatigable • Type FR are of intermediate strength, fast and fatigue resistant BW5

  11. Tetanic tension is an inverse function of contraction time BW5

  12. Motor unit activatie BW5

  13. Types of motor units • recruitment threshold low-high • Twitch amplitude: small-large • Twitch duration: long - short • no/yes fatigable • red/white muscle fibers BW5

  14. Recruitment order occurs in order of contraction strength: the Size Principle BW5

  15. Recruitment of Motor Neurons in the Cat Medial Gastocnemius Muscle Under Different Behavioral Conditions BW5

  16. Summary • Each muscle contains different types of motor units, that differ in • recruitment threshold • fatigable • twitch duration and amplitude BW5

  17. Coordination of movement Redundancy (“abundancy”) • joints • muscles • motor units BW5

  18. Redundantie van spieren • Over elk gewricht werken meerdere spieren • spieren werken over meerdere gewrichten of dragen bij aan meerdere bewegings vrijheidsgraden. BW5

  19. Motor unit activatie BW5

  20. Recruitment van motor units BW5

  21. Recruitment van motor units in biceps BW5

  22. Recruitment in biceps BW5

  23. Meerdere groepen motor unit gedrag in Biceps Biceps draagt bij aan flexie en supinatie en bezit aparte motor unit populaties, die bij die taken actief zijn. BW5

  24. Motor units met verschillend gedrag liggen in verschillende delen van de Biceps S F BW5

  25. Innervatie biceps BW5

  26. Conclusions • Motor units in 1 spier can reveal a different recruitment pattern due to a different activation. • The different activation of motor units in a muscle reflect a neuronal component, not differences in mechanical effects. • Motor units with the same recruitment behaviour are localized in the same muscle part : compartimentalisation. • Within each group of motor units there are motor units with a low and high recruitment threshold. • Not muscles, but groups of motor units are the basic elements of motor activation patterns. BW5

  27. Motor units in m. brachialis Minder activatie bij supinatie, omdat biceps meer doet bij supinatie ! BW5

  28. Motor Unit gedrag in Triceps Hoewel triceps een pure extensor spier is, is triceps actief bij supinatie en pronatie om te compenseren voor activiteit van biceps en pronator teres. BW5

  29. Conclusies • Motor units in 1 spier can reveal a different recruitment pattern due to a different activation. • The different activation of motor units in a muscle reflect a neuronal component, not differences in mechanical effects. • Motor units with the same recruitment behaviour are localized in the same muscle part : compartimentalisation. • Within each group of motor units there are motor units with a low and high recruitment threshold. • Not muscles, but groups of motor units are the basic elements of motor activation patterns. • The activation of a muscle cannot be understood from the anatomy of that single muscle. The anatomy of the complete motor system acting across a joint should be considered. BW5

  30. Reflexen zijn gecoordineerde responsies. Van groot belang bij lopen in mul zand lopen op ongelijk terrein bewegen van objecten met onbekend gewicht. “sherry-glass reflex” Reflex componenten short-latency reflex of mono-synaptische reflex. Long-loop reflex Triggered reactions Motor-unit gedrag bij reflexen BW5

  31. Reflexen Motor Cortex • Reflex latency: • mono-synaptisch: 25 ms (armspieren), 45 ms (beenspieren) • long-loop: 55 ms (armspieren), 90 ms (beenspieren). BW5

  32. Reflex activiteit (triceps) Mono-synaptisch Long-Loop reflex BW5

  33. Motor-unit activiteit bij reflexen in triceps BW5

  34. Conclusies tav reflexen: • De monosynaptische reflex treedt alleen op bij spierverlengingen • De “long-latency reflex” treedt ook op bij spieren, die niet in lengte veranderen, maar waarvan de activatie nodig is om een compensatiekracht in de juiste richting te kunnen genereren. • Mono-synaptische reflex compenseert voor wegvallen van kracht tgv breken van “actine-myosine” filamenten. • Long-loop reflex zorgt voor gecoordineerde reactie. BW5

  35. Samenvatting motor-unit gedrag • Verschillende typen motor units in een spier • lage/hoge drempel. • verschillende groepen motor units met verschillende activatie. • Een goed inzicht in de activatie van een spier kan alleen worden verkregen door meten van motor-unit activiteit. Oppervlakte EMG is niet voldoende. • Inzicht in de rol van motor units bij coordinatie vergt kennis over de anatomie van alle spieren die over een gewricht werken. BW5

  36. Coordinatie van bewegingen Redundantie (“abundancy”) • gewrichten • spieren • motor units BW5

  37. Spieractiviteit voor kracht in verschillende richtingen BW5

  38. Relatie recruitment drempel-EMG Motor unit gedrag Opp.EMG BW5

  39. Recruitment-EMG Motor Unit gedrag Opp. EMG BW5

  40. Relatie recruitment-EMG voor arm spieren BW5

  41. Activatie brachialis bij bewegingen tegen een kracht BW5

  42. Activatie brachialis bij bewegingen en krachten in verschillende richtingen BW5

  43. Activatie biceps bij bewegingen en krachten in verschillende richtingen BW5

  44. Activatie triceps bij bewegingen en krachten in verschillende richtingen BW5

  45. Mono- en bi-articulaire spieren. • Mono-articulaire spieren hebben een voorkeursrichting, die niet afhangt van de externe kracht en bewegingsrichting. • Bi-articulaire spieren hebben geen voorkeursrichting. De activiteit hangt alleen af van externe kracht. BW5

  46. Verkortingssnelheid is relevant ! Brachialis (mono-articulair) Biceps (bi-articulair) BW5

  47. Samenvatting • Mono-articulaire spieren zijn vooral actief in bewegingsrichtingen waarbij de spier maximaal verkort. • Bi-articulaire spieren hebben geen duidelijke voorkeursrichting. BW5

  48. Arbeid, geleverd door de arm F r1 r2 T2 3 T1 BW5

  49. Voorbeelden van negatieve arbeid BW5

  50. Voorbeelden van negatieve arbeid BW5

More Related