Uitgebreide aantekeningen alle hoorcolleges Inleiding Neuromechanica gegeven in het derde jaar van de studie Bewegingswetenschappen aan de Rijksuniversiteit Groningen. Aantekeningen zijn inclusief ondersteunende afbeeldingen.
Inhoudsopgave
Hoorcollege 1 – introductie en organisatie ............................................................................................. 2
Hoorcollege 2 – beschrijven van beweging ............................................................................................. 4
Hoorcollege 3 – krachten en beweging ................................................................................................. 15
Hoorcollege 4 – bewegingsanalyse ....................................................................................................... 25
Hoorcollege 5 – spieren en motor units ................................................................................................ 35
Hoorcollege 6 – exciteerbare membranen ........................................................................................... 47
Hoorcollege 7 – neurale aansturing van het bewegen ......................................................................... 61
1
,Hoorcollege 1 – introductie en organisatie
Neuromechanica is de interactie tussen biomechanica en neurofysiologie.
Om de spieren en botten te kunnen aansturen hebben we een zenuwstelsel als controlesysteem. Het
slim kunnen bewegen zit niet alleen de aansturing, maar ook in de bouw van het bewegingsapparaat.
Door de evolutie is het lichaam op een handige manier in elkaar gezet om te kunnen bewegen.
Gedurende de evolutie hebben we een spier en skelet systeem ontwikkeld dat rechtop kan staan.
Rechtop lopen heeft mechanisch een voordeel, we bewegen als een omgekeerde slinger, met rechte
benen hoef je veel minder spieren in te zetten. We kunnen vrij ‘goedkoop’ in energie ons lichaam heen
en weer slingeren.
Omgekeerde slinger: het lichaam kan worden gemodelleerd als een massa op een rigide stok. Elke keer
slingert de massa op de rigide stok op en neer. We lopen als een omgekeerde slinger. Het lichaam
beweegt op en neer in de slinger, maar dat is ‘gratis’. Zo wisselen we bewegingsenergie (kinetische
energie) uit in de vooruitgaande beweging met potentiële energie. Deze energie krijgen we weer terug
in de tweede helft van de stand. Dan gaan we weer versnellen waardoor het lichaam naar beneden
beweegt. Het lichaam wordt dus door de ruimte heen geslingerd.
Neuromechanica gaat niet alleen over een dom systeem met een controle er op, maar het systeem is
ook al slim gebouwd waardoor de controle het wat makkelijker heeft.
Nabouwen van het menselijk lichaam is handig om te testen of je het lichaam snapt. Robots die worden
nagebouwd aan de hand van menselijk bewegen hebben hun knieën in flexie. Het is geen omgekeerde
slinger en hebben een behoorlijk rigide beweging. Daarnaast is er een grote motor nodig om het aan
te sturen. Andere robotbouwers proberen de dynamica van mensen wel beter te gebruiken, maar dan
slagen de robots nog niet helemaal in het bewegen als een mens.
Voor voordelig bewegen heb je kennis nodig van:
- Kinematica
o Beschrijven van bewegingen.
o Bewegingsapparaat en spierskeletsysteem zijn gekoppeld aan extremiteiten. Dit is
opgebouwd uit gekoppelde segmenten.
o Geeft informatie over hoe je efficiënt kunt bewegen.
o Probleem bewegingsapparaat: als we willen strekken naar iets kunnen we niet zoals
een hefkraan onze arm langer maken, maar we moeten dit doen door te roteren van
gewrichten.
- Kinetica
o Hoe de bewegingen tot stand komen. Wat is de oorzaak van de beweging?
▪ F = m*a → kracht is de oorzaak van een beweging.
2
, ▪ Als je iets wil weten over een beweging, moet je iets weten over de
onderliggende krachten.
o Interne en externe krachten (vanuit buitenwereld en in het lichaam).
- Spieren
o Krachten worden in het menselijk lichaam gegenereerd door spieren. Onze spieren
zijn dus onze motoren.
o Spieren zijn bijzondere kracht generatoren.
- Neuronen
o Spieren worden aangestuurd door het zenuwstelsel, met zenuwbanen. Dit zijn de
neuronen.
o Deze verzorgen de elektrische bekabeling.
o Aansturing van de spieren.
- Reflexen
o Type aansturing.
o Aansturing kan reflexmatig plaatsvinden (simpel).
- Vrijwillige controle
o Bewegingen kunnen ook complexer worden aangestuurd, via een vrijwillige
aansturing (complexer).
o Soort computersysteem.
3
, Hoorcollege 2 – beschrijven van beweging
Kinematica
Is een onderdeel van de klassieke mechanica en houdt zich bezig met het beschrijven van bewegingen
van deeltjes, lichamen (objecten) en samengestelde lichamen zonder de oorzaak van beweging te
beschouwen. Ons lichaam is opgebouwd uit verschillende objecten/segmenten die aan elkaar
gekoppeld zitten.
Modelleren
Om dat goed te begrijpen en te beschrijven zijn 2 belangrijke stappen om te zetten het modelleren
(analyseren), van het menselijk lichaam zodanig dat mechanische wetten en neurofysiologische
principes kunnen worden toegepast. Je kunt iemand steeds meer ‘uitkleden’, tot de essentie die je
nodig hebt om je analyse te maken en het probleem op te lossen.
Voorbeeld – springen
De man in de onderstaande afbeelding maakt een sprong. Je bent dan vooral geïnteresseerd in het
spier-skeletsysteem, alle detail is niet interessant. Dit kun je weer reduceren tot een aantal segmenten.
Een model is een gereduceerde vereenvoudiging van de werkelijkheid (simplificering). Als je het model
wil begrijpen moet je het simpeler maken. Dit kun je toepassen en weer terugkoppelen aan de
werkelijkheid.
Wat is het beste model?
Wat het beste model is hangt af van de vraag die je stelt. Modelleren is belangrijk en ook essentieel
voor je analyse.
Voorbeeld – springen
Het model kan nog gesimplificeerd worden voor het analyseren van het springen op een bankje.
Allereerst kunnen de volumes worden verandert tot lijn stukken (staan niet in de onderstaande
afbeelding). (1) De arm kan één lang stuk worden gemaakt, de details van een bovenarm, onderarm
en hand zijn niet noodzakelijk. (2) Het hoofd kan bij springen worden weggelaten, want dit is niet echt
nodig. Ook kunnen de armen worden weggelaten (een volleyballer heeft bij een block vaak de armen
omhoog, dus het kan als één groot segment worden genomen). (3) Het bekkensegment kan worden
weggelaten (dit is wel belangrijk om te houden als je bijvoorbeeld geïnteresseerd bent in mensen met
lage rugklachten en je wil weten wat er tussen het bekken en de romp gebeurt). (4) De voet kan als
één rigide massa worden beschouwd en niet als voet met tenen. (5) Een puntmassa is het makkelijkste
model, want je wil weten hoe de puntmassa beweegt als iemand springt.
Je kunt alles weglaten wat niet nodig is. Maar je moet wel opletten dat je het jezelf niet te makkelijk
maakt. Als je bijvoorbeeld iets wil weten over hoe je afzet zal de puntmassa niet voldoen, dan heb je
het namelijk over hoe je benen dat doen.
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller irisreijntjes. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.42. You're not tied to anything after your purchase.
