Przekroczenie zatłoczonej ulicy z pewnością nie jest tak prostym zadaniem, jak się wydaje, gdy zaczynamy myśleć o skomplikowanych obliczeniach, które są niezbędne do poruszania się przez masę niezależnie działających podmiotów. Nasz mózg nieustannie zajmuje się takimi zadaniami, nie zastanawiając się nad tym, ale nawet najbardziej zaawansowane komputery i roboty są dalekie od osiągnięcia czegoś podobnego.

A to nie wszystko: utrzymanie równowagi i wykonywanie chodu to rzeczy, które zwykle uważamy za oczywiste, ale bezpieczne chodzenie po ulicy wiąże się z precyzyjną skoordynowaną kontrolą dziesiątek mięśni w całym ciele, opartą na przetwarzaniu ogromnych ilości informacji z naszego ciała i środowiska, aby z każdym krokiem orientować ciało w przestrzeni i w odniesieniu do grawitacji. To nie jest proste osiągnięcie. Skuteczny i swobodny ruch to nieustanne kontrolowanie naszych stopni swobody.

do radzenia sobie z codziennymi zadaniami. Ale czy wiesz, w jaki sposób ty i inni nabyliście te złożone umiejętności motoryczne? Ale czy wiesz, w jaki sposób ty i inni nabyliście te złożone umiejętności motoryczne? Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego jazda na rowerze jest teraz tak łatwa, a na początku była tak trudna? Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, dlaczego twój mózg szybko zapomina niedawno nauczone słowo z języka obcego, ale łatwo zapamiętuje, jak jeździć na rowerze lub jeździć na nartach po dziesięcioletniej przerwie? Czy wiesz dlaczego najlepsi zawodnicy na świecie wykonują bardzo precyzyjne ruchy w krótkich odstępach czasu?

Nasz układ ruchu musi dobrać i zastosować odpowiednie wzorce aktywacji, aby osiągnąć zamierzone zadanie, co komplikuje fakt, że dla każdego ruchu istnieje wiele możliwości ruchu, co jest konsekwencją redundancji (nadmiarowość w stosunku do tego, co konieczne) optymalnych rozwiązań. Ludzki mózg jest niesamowicie dobry w radzeniu sobie z szeroką gamą możliwych rozwiązań jednego i tego samego zadania ruchowego. Najlepiej można to zaobserwować u wysoko wykwalifikowanych sportowców, takich jak koszykarze, którzy potrafią trafić do kosza pomimo ciągle zmieniających się warunków (odległość, przeciwnik, prędkość itp.) ze względu na ich zdolność do szybkiego wyboru właściwej opcji, która doskonale spełnia wymagania zadania. Co więcej, jeśli wykonanie zadania nie powiodło się, nasz układ ruchu ma zdolność uczenia się na własnych błędach. Z pewnością słyszałeś powiedzenie, że człowiek uczy się na błędach. W związku z tym w nauce uznano, że tylko małe „błędy” między pożądanym działaniem motorycznym a rzeczywistą wydajnością są podstawowym ,,paliwem” do napędzania uczenia się motorycznego. Nasz centralny układ nerwowy można dostosować w krótkim okresie, aby opanować nowe i niedawno niedoświadczone ruchowo czy behawioralnie sytuacje, ale także pozwala na trwałą plastyczność, aby zwiększyć wydajność i być konkurencyjnym w dłuższej perspektywie. Odpowiednia aktywność ruchowa, a także adaptacja istniejących wzorców ruchowych i nauka nowych zadań są niezbędne do jedzenia, komunikowania się, przemieszczania się, a tym samym przeżycia. Na szczęście nasz system kontroli motorycznej ma podstawową zdolność uczenia się przez całe życie.

Sport to bardzo złożony system. Ostateczny wynik jest określany przez relatywne umiejętności i wyniki poszczególnych zawodników, sposób interakcji każdego zawodnika i trenera z kolegami z drużyny, stale ewoluującą dynamikę gry (np. zmiany, hałas tłumu, sędziowanie itp.) oraz eliminację czasu na zegarze meczowym. Dwie współpracujące ze sobą drużyny rzadko są „idealne”, ale każda z nich dostosowuje się do błędów, aby zdobywać punkty, maksymalizować posiadanie i wygrywać. Ta cecha adaptacji dotyczy wszystkich złożonych systemów: pomimo oczywistych wad, złożoność pozwala na zmienność sposobu działania systemów. Pod tym względem wady biomechaniczne są „drobną wadą” ruchu człowieka i nie zawsze prowadzą do urazów. Czy naturalna zmienność biomechaniczna może być kozłem ofiarnym awarii szerszych systemów ruchowych?

Opanowanie i poprawa kontroli motorycznej może być ważne w sporcie, ale wydaje się jeszcze bardziej istotne w rehabilitacji i warunkach klinicznych, gdzie głównym celem jest odzyskanie funkcji motorycznych. W tym celu należy przywrócić określone obwody. Te rehabilitacyjne procesy uczenia się znanych wcześniej czynności ruchowych wydają się przebiegać według wielu takich samych, ale także do pewnego stopnia innych wzorców niż uczenie się w zdrowym systemie. Dlatego badania (kliniczne) w tym kontekście są bardzo interesujące i pokazujące złożoność ruchu ludzkiego.

Mikołaj Stańczak

[1] Banerjee, Arkarup & Long, Michael. (2017). Ready, Steady, Go! Imaging Cortical Activity during Movement Planning and Execution. Neuron. 94. 698-700. 10.1016/j.neuron.2017.05.002.

[2] Taberner M, Allen T, O'keefe J, Cohen DD. Contextual considerations using the 'control-chaos continuum' for return to sport in elite football - Part 1: Load planning. Phys Ther Sport. 2022 Jan;53:67-74. doi: 10.1016/j.ptsp.2021.10.015. 

[3] Friston, Karl. (2011). What Is Optimal about Motor Control?. Neuron. 72. 488-98. 10.1016/j.neuron.2011.10.018.

[4] Wolpert, Daniel & Landy, Michael. (2012). Motor Control is Decision-Making. Current opinion in neurobiology. 22. 10.1016/j.conb.2012.05.003.

[5] Higuchi, Takahiro & Imanaka, Kuniyasu & Hatayama, Toshiteru. (2003). Freezing degrees of freedom under stress: Kinematic evidence of constrained movement strategies. Human movement science. 21. 831-46. 10.1016/S0167-9457(02)00174-4.

[6] Oytam, Yalchin & Neilson, Peter & O'Dwyer, Nicholas. (2005). Degrees of freedom and motor planning in purposive movement. Human movement science. 24. 710-30. 10.1016/j.humov.2005.10.003.

[7] Leech KA, Roemmich RT, Gordon J, Reisman DS, Cherry-Allen KM. Updates in Motor Learning: Implications for Physical Therapist Practice and Education. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab250. doi: 10.1093/ptj/pzab250. PMID: 34718787; PMCID: PMC8793168.

[8] Kal, Elmar & Ellmers, Toby & Diekfuss, Jed & Winters, Marinus & Kamp, John. (2021). Explicit motor learning interventions are still relevant for ACL injury rehabilitation: do not put all your eggs in the implicit basket!. British Journal of Sports Medicine. 56. 10.1136/bjsports-2020-103643.