运动控制

    运动控制 :

运动控制的核心问题是神经系统如何控制有诸多冗余自由度的肢体，以及神经系统是如何学习相关的控制行为。第一个问题被概括为自由度问题。以人体为例，我们伸手去按电梯的楼层按钮时，人脑需要控制至少3个关节，即腕关节、肘关节和肩关节。在关节角度层面上，人脑需要控制7个自由度，包括肩关节3个角度的自由度，腕关节和肘关节各2个角度的自由度。如果人脑控制的表征不是关节角度，而是单独肌肉的激活，那么手臂上有10多条肌肉需要协调，也就是说有更多的自由度要控制。如何同时控制这么多的自由度，协同多条肌肉的激活强度和激活时间，以产生流畅而协调的动作，就是运动控制的自由度问题。

在控制层面上，对中枢神经系统来说是一个运算量极大的问题。在认知和神经科学的框架下，运动控制探讨人脑如何综合各种感知信息，如按键的位置，手臂当下的位置和姿态等，并产生时空层面上协调的运动控制信号问题。

第二个问题是运动学习的问题，即神经系统是如何学习各种运动技能的。这种学习不局限于体育技能，如打网球。运动学习研究的任务类型大多是实验室内可以完成的、相对较为简单的技能。如学习快速准确地敲打键盘上的按键序列（见视频），手部运动和显示屏幕上的光标运动之间的映射关系，如何在节拍器的引导下协调双手来完成节律性运动。和其他领域的学习任务一样，运动学习涉及学习进程本身、记忆、泛化及迁移、学习巩固与保持等子课题。