Topic 10 - Open-Loop Motor Control.docx

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Department
Kinesiology
Course
Kinesiology 1080A/B
Professor
Matthew Heath
Semester
Winter

Description
Topic 10: Open­Loop Motor Control A control system with preprogrammed instructions to an effector that does not use feedback, error detection, or  correction mechanisms • Hardwired into spinal cord  TREADMILL THERAPY May permit recovery of some function with extensive training   Body weight is fully supported  Anti­gravity muscles (e.g., abdominals/back muscles) remain in a state of complete paralysis and the harness holding  the patient will always be needed when they try to walk  Important for their physical fitness and prevents atrophy of the muscles that are only able to contract when they’re on  the treadmill  Early studies: Sherrington  ▯sectioning of dorsal roots prevents movement (cannot process proprioceptic information) • Only severed one side so the money just used the other hand to perform the movements • Completely wrong Later studies: Rothwell  ▯individuals can program actions without sensory information  • Peripheral neuropothy: the small sensory fibres die out because of poor circulation  • Despite J’s peripheral neuropothy, he could still button his shirt without vision  ▯performance gets worse as a  function of time  • J’s study provides support for an open­loop mode of control Cat walking on a treadmill  ▯stereotypic rhythmic activity (can it be supported at the level of the spinal cord?) • Performed a midbrain cut on cats – spinal cord wasn’t connected  ▯provides efferent and afferent signals from   getting through • Eventually the cat starts to walk completely normal on the treadmill  • When the speed was turned up to running, the cat was able to transition to running on the treadmill  ▯all being   controlled at the level of the spinal cord  Within the spinal cord there are groups of neurons known as central pattern gener▯ series of 4 neurons linked  together (2 of the neurons have direct interneural connections to alpha motor neurons) • Still have intact sensory afference which excites the trigger neuron  • As long as the treadmill is on the cat will still walk  • When the treadmill is turned off the cat stops walking because there is no sensory input  CENTRAL CONTROL OF RAPID GOAL­DIRECTED MOVEMENTS Ballistic actions  ▯fast golf swing, baseball batting, sitting to standing (if done fast enough)  Triphasic EMG activation pattern for reaching out for something  1. Primary agonist burst (e.g., triceps: guiding limb to target) 2. Antagonist burst (e.g., biceps: breaking or slowing the limb) 3. Secondary agonist burst (prevents limb from oscillating) Wadman et al. (1979) Task: discrete aiming movement to single target  ▯several trials were unexpectedly “blocked” Results: unblocked trials  ▯typical triphasic EMG  Blocked trials  ▯EMG burst similar to the unblocked trials for 110ms after the initial burst You get the same pattern of EMG movement as if you were making the actual movements  Antagonist burst in 
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