Study Guides (238,185)
Canada (114,990)
Kinesiology (540)

Beginning to Midterm #1.pdf

24 Pages
Unlock Document

Western University
Kinesiology 1080A/B
Matthew Heath

Introduction to Psychomotor Learning 2014-01-06 9:49 AM Topic  #1:  What  is  Psycho-­‐Motor  Learning?       Parkinson’s  Disease:  Palidotomy  Surgery     • During  this  surgery  the  globus  palatus  is  legioned  (kill  brain  cells  in  that  structure  with  a  heated   probe)     • People  w/  Parkinson’s  have  Dyskinesia  =  involuntary  movement     • Clicking  sound  from  the  video  is  the  depolarization  of  the  nerve  cell         Border  Cell:   • There  are  a  class  of  neurons  that  only  activate  a  certain  part  of  the  boy,  but  may  have  a  small   activation  of  another  body  part  ▯  partial  activation,  not  full  control       Muscle     • Skeletal  muscle:  is  striated,  while  cardiac  muscle  is  not  (allows  for  forming  joints)   • Extrafusal  muscle:  causes  muscle  contraction  ▯  force  muscles  (are  parallel)   • Intrafusal  muscle:  monitor  how  much  the  extrafusal  fibers  have  stretched  (length)     o Gives  a  proprioceptive  sense,  allows  for  knowledge  of  body  position   • Vestibular  Apparatus:  semicircular  canal  in  the  ear,  and  detects  the  position  of  the  head  relative  to   the  body       Motor  Learning  and  Control   • Motor  learning:  a  set  of  internal  processes  associated  with  practice  or  experience,  leading  to  a   relatively  permanent  gain  in  performance  capability   • Motor  control:  an  area  of  study  dealing  with  the  understanding  of  the  neural,  physical,  and   behavioural  aspects  of  movement       Historical  Development  of  Motor  Learning  and  Control  –  “Mother  Disciplines”               1. Psychology  –  Shifren*   • Interest:  how  we  convert  information  from  short  term  memory  (STM)  to  long  term  memory  (LTM)   • Brain  is  a  computer  for  information  processing  (serial  nature)   • Memory  for  different  tasks  is  divided  into  motor  vs.  cognitive  tasks     • Serial  &  Discrete  information:  cerebellum  holds  on  piece  of   information  and  processes  it  entirely   before  moving  on  to  other  information   ▯  STAGE  BY  STAGE  (PERCEPTION,  COGNITION,  ACTION)     • Explicit  memories  (cognitive  task)  =  factual  info   o Developed  and  stored  in  the  frontal  lobe  in  the  brain     • Implicit  motor  task  (motor  skill)   o Rely  on  the  cerebellum   • Semantic  Information:  factual  knowledge  or  information       2. Engineering  –  Melton  &  Fitts*   • Melton:     o Pilots  are  selected  based  on  individual  abilities     o Pilots  with  shorter  reaction  times  were  chosen  to  be  pilots   –  but  this  didn’t  mean  that  they   would  necessarily  be  a  good  pilot   o Specificity  of  Practice:  anyone  can  do  anything  as  long  as  they  are  given  the  appropriate   training  and  that  they  put  in  the  necessary  time/practice  to  that  skill     • Fitts:     o Plane  accidents  are  due  to  human/machine  interference   o Forefather  of  ergonomics     o Ergonomics:  setting  up  a  safe  &  efficient  work  environment   o Information  processing  influences  interactions  with  machines   o Fitts  re-­‐engineered  the  cockpit  of  a  plane;  accidents  declined  80%   o How  we  process  info  influences  our  interactions  w/  machines   ▯  spatial  compatibility       3. Neuroscience  –  Sherrington*   • Reciprocal  Innervation/Inhibition:  when  antagonist  is  inactive/suppressed  and  the  agonist  is  active   causes  a  muscle  contraction     o Final  common  pathway  at  spinal  cord  produces  muscle  contraction   o Explains  phenomenon  such  as  walking  and  reaching     • Co-­‐contraction:  failure  to  suppress  the  antagonist  when  the  agonist  is  active;  muscles  are  locked  and   immobile  (mediated  at  the  level  of  the  spinal  cord)   o Most  commonly  observed  in  people  that  have  had  a   stroke     o MRI’s  diagnose  these  muscle  disorders   • The  Moro  reflex  ▯  the  body  goes  rigid  when  you  become  startled       4. Physical  Education  –  Henry*     • Examined  whole  body  movements   to  understand  how  we  “learn”  complex  movements   • Looked  at  functional  and  whole  body  movements     • First  man  to  appreciate  the  complexity  of  motor  movements       Topic  2:  The  Nervous  System     Somatic  System:  contains  our  sensory  and  vestibular  systems                                              **  Average  Adult  brain:  86  billion  neurons  **     Hierarchical  Organization  of  the  Central  Nervous  System  (“The  Classic  View”):                                   • Brainstem  and  spinal  cord   aren’t  responsible  for  modifying  &  sending  signals   • The  spinal  cord  relays  these  signals  to  alpha  motor  neurons  that  command  muscles  to  move       Luigi  Galvani:   • Spinally  Prepared  Frog  (exposed  the  spinal  cord)     • Before  people  had  thought  that  we  moved  by  fluid  in  our  body  moving     • Frog’s  hind  limbs  twitched  in  response  to  elect rical  energy  (scalpel  touched  the  sciatic  nerve)     • Hooked  up  frogs  during  thunder  storms   ▯  the  frog  would  move   • Bioelectrical  Energy:  planning  of  movement  and  muscles  contracting  (contracting  &  movement  ability   is  a  function  of  electricity)     Neuron:                           The  brain  is  composed  of  2  different  types  of  cells:   a. Axons   b. Galleal  cells  –  promote  growth,  direction  and  development  of  new  neurons       Alpha-­‐Motor  neuron:   • Within  the  spinal  cord     • Leave  CNS  ▯  synapses  with  extrafusal  muscle  fibers  (power  producing  muscles)     • Axon  is  heavily  myelinated   ▯  can  send  signals  quickly       The  Speed  of  Nerve  Conduction:     Luigi  Galvani  (1737-­‐1798)   o Measured  speed  of  conduction  time  in  lower  motor  neuron  (conveys  informatio n  from   spinal  cord  to  extrafusal  muscle  fiber)   o Previously,  people  had  thought  that  movement  was  due  to  a  shifting  of  fluid  in  the  body         Helmholtz  (1850s)   o Interested  in  speed  of  nerve  conduction  in  humans     o Used  isolated  muscle  and  motor  nerve  of  a  frog   o Measured  time  b/w  electrical  stimulation  and  muscle     contraction  ▯  closer  to  muscle  shorter  time  of  contraction   o Nerve  conduction  velocity  is  very  fast,  35 -­‐60m/s  (lower  motor  neuron),  which  is  about  1/10   the  speed  of  sound  ▯  speed  in  the  spinal  cord  is  much  faster  (central  conduction  time  is  100   m/s)   o Would  change  the  points  of  stimulation     Diseases  of  the  Nerve/Neuron:     1. Disease  of  the  nerve  influences  the   amplitude  of  nerve  conduction   ▯ Amyotrophic  lateral  sclerosis  (ALS)  or  Lou  Gehrig’s  disease   ▯ What  happens  when  the  amplitude  of  nerve  impulse  is  diminished?   ▯  degenerative   effect  on  lower  (alpha  motor)  neurons   2. Disease  of  the  myelin  influences   conduction  speed     ▯ MS  ▯  destroys  the  myelin  –  demyelination  –  in  patches  along  the  CNS   ▯ Scars  form  on  regions  of  CNS  resulting  in  the  inability  to  conduct  AP’s   ▯ Note:  Cortical  lesion  ▯  these  occur  along  multiple  points  in  the  CNS     Types  of  Neurons:   A)  Motor  Neurons  (efferent)  =  DORSAL  ROUTE     • Transmit  motor  commands  down  the  spinal  cord   • Cortico-­‐motor  neuron  ▯  are  big,  long  neurons  that  conduct  motor  info  (cell  body  w/i  cortex  and  axon   travels  all  the  way  in  the  spinal  cord)   • Descend  in  a  dorsal  column   • Neurons  leave  the  spinal  cord  on  the  ventral  side  through  the  ventral  root  ganglion     B)  Sensory  Neurons  (afferent)  =  VENTRAL  ROUTE   • Transmit  motor  commands  up  to  the  spinal  cord     • Spinal  cord  transmits  signs  to   subcortical  structures  allowing  proprioception   • Ascend  in  a  ventral  column   • Neurons  leave  the  spinal  cord  on  the  dorsal  side  through  the  dorsal  root  ganglion                                                                   **  CONCUSSIONS  **   Chronic  Traumatic  Encephalopathy  (CTE)  ▯  deficit  observed  in  players  that  have  had  long  term  concussions   • Thought  to  be  the  result  of  repetitive  brain  trauma  that  occurs  with  or  without  symptomatic   concussion  (can  only  be  observed  post-­‐mortem)   • The  brain  is  encased  in  the  skull  that  contains  cerebral  spinal  fluid  that  acts  as  a  cushion     • Results  in:   o Progressive  decline  of  memory  and  cognition   o Depression/Suicidal  behaviour  ▯  poor  impulse  control   o Aggressiveness   o Parkinsonism   o Dementia  (eventually)   o Motor  neuron  disease  (similar  to  ALS)   • Mild  Traumatic  Brain  Injury  (mTBI)  results  from  a  force  transmitted  to  the  head  that  leads  to  a   collision  b/w  the  brain  and  skull  or  to  a  strain  on  the  tissue  and  vasculature  of  the  brain     • Concussions  are  in  the  process  of  being  called  a  brain  injury       • Micro-­‐tares  throughout  brain     • A  heterogeneous  disorder   ▯  symptoms  can  show  in  days,  weeks,  months  or  years       Clinical  Presentation  of  CTE:   o Short  term  memory  problems   o Executive  dysfunction   o Depression  and/or  apathy     o Emotional  instability     o Impulse  control  problems     o Suicidal  behaviours       Gross  Neuropathology  (late -­‐stage  disease):   o Decreased  brain  mass     o Enlarged  lateral  ventricles     o Generalized  atrophy  of  frontal  and  temporal  lobes     o Thalamic  atrophy   o Atrophy  of  the  medial  temporal  lobe       Microscopic  Neuropathology:   o Extensive  tau-­‐immunoreactive  neruofibrillary  tangles  (frontal  lobe)  ▯  a  specific  protein  that   builds  up  in  brains  that  have  had  brain  injury  in  specific  locations     • Focal  deposit  in  frontal  cortex   • Occurs  in  very  deep  parts  of  the  brain       Organization  of  the  Brain:   2  hemispheres  of  4  lobes:   1. Occipital   2. Parietal   3. Frontal   4. Temporal       Phrenology:   • The  brain  contained  different  parts  of  the  brain  contain  very  specific  getting  back  to  this,  in  that  each   part  has  a  specific  function  ( functions/  personality  traits  but  not  necessarily  a  personality  trait)     • Could  determine  by  touching  the  head  (grooves,  bumps)  and  coul d  isolated  courage,  dreams,  etc    =     NOT  TRUE     • Allowed  us  to  understand  LOCALIZATION   ▯  were  certain  motor  functions  are  specialized  in  the  brain       CORTICAL  STRUCTURES:     1.  Occipital  Lobe:   • Center  of  our  visual  processing     • Contains  primary  and  secondary  visual  areas         Primary  visual  cortex  (V1):   o Gathers  info  from  our  eyes  (initial  visual  info)   ▯  detects  motion/colour   o Responsible  for  cortical  magnification  ▯  larger  area  of  V1  (more  neurons  devoted)  to  our   central  region  than  our  peripheral  region   o Approximately  the  size  of  a  credit  card   –  huge  area  of  a  cortex  solely  devoted  to  initial   processing  of  visual  info     o Cortical  blindness  (lesion):     ▯ patient  sees  without  knowing  what  they  are  seeing     ▯ Lesion  in  Area  V1   ▯ Need  V1  for  visual  awareness  (observation  –  orange  in  front  of  them)  don’t  need  V1   for  dynamic  and  unexpected  visual  info  (moving  objects)  ▯  motor  system  doesn’t   need  V1     Secondary  visual  cortex  (V2)   o Causes  binocular  vision  (depth  perception)     Hubel  (and  Wiesel)  ▯  Blobs  &  Interblobs   o Experiment:  Single  cell  (individual  neuron)  recording  of  V1  in  the  awake  cat  ▯  gave  further   understanding  of  mammalian  visual  system     o Binocular  cells  in  V1     ▯ Put  an  eye  patch  on  both  eyes  of  a  kitten  (disallowed  vision)     ▯ Kitten  never  developed  binocular  or  stereoscopic  views     o Demonst.  a  critical  developmental  period  for  binocular  disparity  cells     o Hubel  discovered  2  different  neurons:     ▯ Blobs  =  V1  cells  that  are  colour  sensitive  in  cylindrical  shapes     ▯ Interblobs  =  V1  cells  that  are  orientation  sensitive       2.  Parietal  Lobe:   • sensory  info  into  movement  ▯  afferent  and  efferent  neurons  interact   • Contains  primary  somatosensory  cortex  (S1)   • Responsible  for  the  planning  and  controlling  of   voluntary  movement  and  visuo-▯‐s  al  skills   especially  the  right  parietal  lobe     • Thought  to  support  embodiment   ▯  sense  of  our  body  (supported  by  right  parietal  lobe)   o Alien  hand  syndrome  ▯  lose  ownership  of  one  side  of  the  body  (don’t  think  their  body  parts   belong  to  them  on  that  side)   ▯ It  is  a  transient  deficit  (only  lasts  for  a  short  period  of  time)     Inferior  Parietal  Lobe  (IPL):  planning/initiating  of  movement     o LESION:  difficulty  initiating  movement   Superior  Parietal  Lobe  (SPL):  control  of  an  ongoing  movement     o LESION:  coordination  difficulties     Example:  If  you  had  the  desire/ plan  to  pick  up  an  object,  the  IPL  is  used.  However,  if  you  miss  the  object   you  intended  to  reach,  the  SPL  corrects  limb  movement  using  feedback  from  the  external  environment  so   you  will  pick  up  the  object  in  the  end.     LESION:  Visuospatial  Neglect   o Don’t  attend  to  visual  info  in  their   contra-­‐lateral  visual  field     ▯ Right  field  processed  by  left  hemisphere  vice  versa     o Visuospatial  neglect  is  d ifficulty  interpreting  given  information  into  a  single  picture   ▯    right   parietal  legion     o People  don’t  attend  to  visual  stimuli  but  can  see  it;  they  can’t  construct  the  entire  image   ▯   ignore  things  in  left  visual  space     o High  level  (more  than  just  basic  sensory  processing)  disorder  because  it  is  about   interpreting   the  info,  they  can  see  it  but  they  can  interpret  it     o Cause:  head  trauma  i.e.  head  injury  or  stroke     o Treatment:  Prism  glasses  causing  you  to  attend   to  your  opposite  visual  field;  “normal”  vision   for  a  couple  of  hours  after  the  use  of  them  (temporary  –  8-­‐10  hrs)     Blindsight  (Cortico  Blindness)  ▯  primary  visual  cortex  is  damaged  and  cant  see  anything  on  one  side  of   the  visual  field  (low  level  sensory  disorder)     3.  Temporal  Lobe:   • Responsible  for  visual  object  recognition  (interpreting  objects)   o Visual  Agnosia:  the  loss  of  ability  to  recognize  visual  objects  ▯  cant  construct  what  that  an   image  actually  looks  like  (can  state  what  an  apple  looks  like  but  when  they  see  one  they   don’t  know  what  it  is)     • Contains  the  primary  auditory  cortex   o Understanding  speech  and  language  (NOT  producing  it)   o Lateralized  function:  If  lateralized  to  left  cerebral  hemisphere,  the  left  hemisphere  would   have  speech  comprehension  abilities   • Location  of  the  hippocampus  (memory  &  learning  of  explicit  skills)     o Forms  new  explicit  memories  containing  factual  information     ▯ i.e.  recalling  information  on  a  test   o important  role  in  spatial  memory  and  navigation     o stress  impairs  function     ▯ poor  recall  abilities     ▯ size  of  hippocampus  is  smaller     o coronal  MRI  –  hippocampus  identified  in  red     o Lesion  of  the  hippocampus  ▯  antero-­‐grade  amnesia     ▯ Inability  to  form  new  explicit  memories  (but  can  formulate  new  motor  memories)     4.  Frontal  Lobe:   • Functions  in  working  memory  (mental   rehearsal  skills)   o Defines  our  personality  and  who  we  are  (sense  of  self)   o Supports  emotional  control     o Gage  ▯  pole  went  through  his  frontal  lobe;  changed  his  personality   • Contains  primary  and  secondary  motor  areas   o Primary  Motor  Cortex  (M1):  common  action  pathway  (motor  commands  go  to  this  area)   ▯ Lesions  to  M1:  have  profound  movement  difficulties     ▯ Contralesional  motor  impairment  (precision  grip)   o Secondary  Motor  Cortex     ▯ Supplementary  Motor  Area  (SMA)   ▯ Premotor  Area  (PM)       SUBCORTICAL  STRUCTURES:     A)  Brainstem     • Role  in  basic  attention,  arousal,  consciousness,  and  autonomic  functions  (breathing,  HR,  etc.)   • All  info  to/from  our  body  passes  through  this  structure  to/from  the  brain       Superior  colliculus  –  creates  a  retinotopic  map  of  visual  world  and  directly  supports                                                                              eye  movements  (info  from  eyes  pass  here)  and  codes  for  where                                                                              visual  info  goes     Inferior  colliculus  –  role  in  multisensory  integration  (auditory  and  proprioception);                                                                          may  provide  understanding  of  self-­‐initiated  sounds  (chewing                                                                          gum)              Locked  in  syndrome  –  non  responsive  to  stimuli;  brainstem  legion  therefore  the  brain  cant                                                                                            send  anything  to  the  spinal  cord  to  enable  movemen t  or  any  form  of                                                                                            communication     B)  Basal  Ganglia     • Varied  group  of  nuclei  connected  to  the  thalamus  and  cerebral  cortex     • Important  for  excitation  of  M1  neurons     o BG  not  working  ▯  inactive  M1  ▯  cant  move   o BG  working  ▯  active  M1  ▯  can  move     • Receive  and  send  info  to  the  cortex     o Cortex  ▯  receives  input   o Basal  Ganglia  ▯  receives  output     • Parkinson’s:  deficit  of  M1  neurons  causes  Parkinson’s     Globuspalus  (GP)  –  receives  input  from  thalamus  sending  inhibitory  input  to                                                                          movement-­‐related  centers  (striatum  ▯  GP  ▯  thalamus)                                                                –  internal  and  external       Substantia  Nigra  –  produces  dopamine  (deficiency  of  dopamine  =  Parkinson’s)                                      –  2  components:                                                                    1)  Reticulata                                                                      2)  Compacta       Subthalamic  Nuclei  –  critical  for  primary  excitatory  neurotransmitters  in  the  brain       2  Pathways:   1. Direct  Pathway  ▯  allows  for  excitation  of  M1  neurons,   to  reach  and  grab  and  object  these  need  to  be  excited,   move  when  you  want  to  move   2. Indirect  Pathway  ▯  inhibits  activation  of  M1  neurons,  to   be  at  rest  you  want  the  indirect  pathways  to  be  in   control  (don’t  move  when  you  don’t  want  to  move)   Red  =  excitatory     Blue  =  inhibitory     • DP-­‐cortex,  excitatory  put  into  striatum  which  becomes  excited  but  also  inhibits  the  SNR  and  the   Globuspalus  internal,  then  inhibitory  connections  are  sent  to  the  thalamus  (which  has  a  high  level  of   inhibition),  thalamus  to  cortex  which  excites  primary  cort ex       Hemibalismus  disease:  continuous  rotary  movement  of  the  arm/leg  on  one  side     CVA  –  Cerebral  Vascular  Accident  (Stroke):  very  fatiguing,  disrupts  quality  of  life       C)  Cerebellum   • Involved  in  the  coordination  of  voluntary  movement,  balance/equilibrium,  and  muscle  tone     • Contains  more  neurons  than  any  structure     • Responsible  for  movement  timing  in  the  CNS  (when  muscle  should  turn  on/off)   • Cerebellar  function  –  coordination  of  movement,  postural  control  and  balance,  which  maintain   equilibrium,  keeping  even  tone  across  muscles     • Forms  long-­‐term  implicit  memories  (memory  of  new  motor  skills)   • LESION:     o Cerebellar  Ataxia:  impacting  both  sides  of  the  cerebellum  that  disturbs  muscle  coordination;   leads  to  Cerebellar  gate   o Cerebellar  Gate:  inability  to  move  limbs  due  to  inability  to  time  movements  in  the   cerebellum  (ex.  Extreme  extension  in  legs)   • Stuttering  ▯  have  a  soft  deficit  to  their  cerebellum   o Not  a  structural  problem  but  a  wiring  problem   o Difficulty  with  timing  articulators       **  Localized  lesions  may  impair  very  specific  types  of  cognitive/cognitive-­‐motor  functions  **     Study  done  by  Amy  Bastien   • Had  2  groups:     o one  w/  profound  frontal  lobe  lesions,  anterograde  amnesia  (cant  make  new  illicit)   o other  w/  bilateral  lesions  to  the  cerebellum,  didn’t  have  anterograde  amnesia   • Day  1:    20  mins  to  learn  a  list  of  50  words  (explicit  memory  task)   • Day  2:    Asked  to  recall  the  list  of  words   –  individuals  w/  anterograde  amnesia  cant  recall  anything,   others  could  recall  accurately  (frontal  lesions  couldn’t  remember  explicit,  Cerebellar  could)     • Day  3:    looking  at  mirror  and  tracing  figure  8  on  mirror  (motor  skill   –  implicit-­‐  not  explicit)  ▯  neither   group  could  do  it     • Day  4:    CL  showed  no  sign  of  retention  (didn’t  learn  implicit  motor  task)  frontal  lesions  did  show   retention     • FLL  showed  improved  work  even  though  they  couldn’t  cognitivey  remember  it     • CL  remembered  everything  but  couldn’t  improve  their  work     o shows  separation  from  consciousness  –  don’t  need  to  be  aware  of  motor  task  to  learn  it     o Double  dissociation  ▯  FL  patients  cant  remember  explicit  but  can  develop  implicit  ;  CL  can   develop  explicit  but  not  implicit     STROKES:   • Hemorrhagic  stroke:     o Rupture  of  arterial  wall  leading  to  bleeding     within  the  brain   o Blood  very  toxic  to  neurons   o Fills  with  cerebrospinal  fluid     • Ischemic  stroke:   o Blockage  of  artery  to  or  withi n  the  brain  (can  be     very  small)  –  plaque  breaks  off  and  blocks  artery   o Red  circle  =  ischemic  stroke     o Lack  of  oxygen  (anoxia)  leads  to  neuronal  death     (very  rapid  cell  death)     • Area  of  neuronal  death  fills  with  cerebral  spinal  fluid   ▯  hole  in  brain  where  neurons  do
More Less

Related notes for Kinesiology 1080A/B

Log In


Don't have an account?

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.