第二节 视觉与本体感觉的作用
一、中央视觉与外周视觉
视觉是人类最为依赖的感觉之一。在运动控制当中,它提供了重要的信息输入。我们通过视觉获取运动相关环境的空间特征、物体形状、运动速度等重要信息。
(一)中央视觉系统,负责辨认形状、颜色的信息。在我们的视野当中,只有中央很小一部分是很清楚的,这很小的一部分视野范围就是中央视觉的范围,它接近拇指指甲大小,在这个范围内,你可以对物体进行辨认,并且可以清楚地分辨物体的形状,颜色等细节。由于该区域的面积很小,所以人们经常需要移动眼球才能看清楚一个较大的物体的全部细节。当光线照明不佳的时候,中央视觉系统的功能会受到很大的影响。
(二)外周视觉系统,不关注物体的形状、颜色等细节,它更关注物体运动相关的信息负责感受与物体移动有关的信息。视野范围远远大于中央视觉,它几乎包括了人的整个视野范围。即使照明条件不佳,外周视觉的功能也较少受到影响。
表4-1 中央视觉系统与外周视觉系统的功能差异
特点 |
中央视觉 |
外周视觉 |
视野定位 |
中央 |
中央和外周 |
觉察 |
有意识 |
无意识 |
低照明效应 |
损害 |
无 |
一般解决的问题 |
这是什么? |
它在哪里? |
二、视觉与运动技能控制
视觉作为人类最重要的信息源之一,在运动技能控制中显然也具有重要意义。
中央视觉的主要作用是辨认物体的形状、颜色等信息,因此在运动当中主要负责进行分辨加工。例如,在比赛当中,快速地分辨出是对手还是队友,如下图。中央视觉需要意识的参与,其加工速度相对较慢,因此单纯 依靠中央视觉,很难对瞬息万变的运动情境做出反应。
在理解外周视觉与运动控制的关系的时候,有必要引人一个新的概念——“光流”(Optical Flow)。它是指当物体与个体发生相对运动的时候, 光线以各种角度从视网膜上流过。光流可以提供关于动作的许多重要信息,包括稳定性和平衡性,运动和动作速度,运动方向等。
三、本体感觉的作用
(一)、本体感觉的概念
本体感受器受到刺激所产生的躯体各部相对位置和状态的感觉,称为本体感觉或运动觉(运动生理学课程中本体感觉的定义)。
本体感觉对于跳水、体操等项目的运动员尤其重要。
(二)、本体感受器
1、前庭感受器,前庭感受器位于人的内耳,主要负责感知头部的加减速运动。有一种较为常见的疾病“耳石症”就是前庭感受器的功能出现了问题。
2、肌肉 感受器、关节感受器,肌肉感受 器包括纺锤体和高尔基腱器两类。纺锤体是一种微小的纺锤状结构,与肌纤维平行排列。当关节运动时,相应肌肉的长度发生变化。因此,纺锤体 也能间接提供关节的位置信息。
3、皮肤,关节感受器是通过位于关节周围的关节囊 中的感受器感知各个关节的转动角度,特别是在扭曲程度较大时感觉更明显。皮肤上有很多感受器,包括热觉、痛觉、压力感觉和化学刺激,但与运动控制关系较为密切的是触觉。肤觉感受器有些位于皮肤表层,有些位于深层。
(三)、反射与闭环控制
上述内容强调有意识地对动作进行调整。实际上,还存在着仅需要脊髓或脑干就可以完成的调整,这些低级加工阶段对动作的调整,称为反射。根据调整出现的时间(潜伏期)可以将反射分为4种,如表4-2所示。
表4-2肌肉反应中不同反射的属性
| 应答类型 | 潜伏期(毫秒) | 适应性 | 指导作用 | 选择数量效应 |
| M1应答 | 30∽50 | 几乎没有 | 无 | 无 |
| M2应答 | 50∽80 | 低 | 一些 | 无 |
| 反应激发 | 80∽120 | 中等 | 大 | 中等 |
| 反应时应答 | 120∽180 | 高 | 较大 | 大 |
增加了反射的闭合环路控制模型更加完整,它可以解释一些非常快速的动作的控制。例如,摔跤运动员用手臂紧紧抱住对手的腰部,前臂皮肤的感受器能够检测出对手的摆脱企图,使其能够做出快速的反射动作以保持优势。在将反射、本体感觉和视觉一同整合到上文所说的闭合环路控制模型后,就可以得到一个更完整的动作控制模型。深入了解该模型 将有助于理解我们究竟是如何控制我们的动作的。

