在日常生活中,我们经常进行看似简单的动作,例如倒水或拿起物品,但背后却是复杂的生理过程和精致的协调能力。透过手眼协调的合作,我们能够准确地执行这些动作,这其中牵涉到多种生理机制如何相互协调,让我们的每一次动作都能够精确而流畅。
运动协调是多个身体部位协同运作的过程,这需要针对每一个参与运动的部位调整运动学和运动力学参数。
运动协调的基本原则之一,是了解我们身体的「自由度」。这意味着在执行某个目标导向的动作时,我们的身体有许多不同的方法可以达成。举例来说,当我们站起来或指向某个物体时,这些动作并不是单一的动作,而是由多种复杂的肌肉协调所构成。
著名生理学家尼古拉·伯恩斯坦指出,没有一个动作与神经元和肌肉的协调模式之间存在一一对应的关系。
这意味着,在我们完成一个动作的过程中,可以使用不同的协调方式来达成相同的结果。因此,手眼协调的应用尤其重要。回想一下当我们拿起水瓶并将其倒入杯子中的过程,这看似简单的行为实际上包含了几个步骤:正确地伸手去拿水瓶,配置手型以抓住瓶子,适当地施加握力以避免挤压瓶子,协调肌肉以提起瓶子并将水倒入杯中,最后再将空瓶放回桌上。
这过程强调了手眼协调的重要性,因为我们的手和眼睛必须同时运作,根据来自感知信息的反馈进行调整。透过视觉信息,我们的手能更准确地执行需要的动作,这背后涉及了多感官整合的过程。
在双手协同工作时,两只手的功能部位需紧密同步,这表明存在一个更高层次的「协调框架」在背后运作。
在行走时,四肢的协调也十分重要,这称为「肢体间协调」,它涉及了动作的时间型态和运动学。例如,研究表明不同的行走速度会导致不同的步态模式出现,以便最小化运动的能量消耗。这不仅仅是身体的过程,脑中的多个区域也会协同运作以促进肢体间的协调。
在一次双手的操作中,研究发现双手各自的功能部位往往紧密相关,这也表明在大脑中存在着多个区域共同促进这一协调过程的进行。
在协调动作中,感知回馈的作用往往是不可或缺的,它帮助调整和优化动作的执行。
另外,肢体内部的协调亦是不可忽视的,这涉及到如何协调四肢中各个关节的运动。透过控制每个关节的运动轨迹和扭矩,我们可以实现理想的整体动作。许多研究都表明,这种控制策略是根据具体任务而变化的,这也反映了我们神经系统对不同任务的高度适应性。
眼手协调且与动作计划紧密相关,这表示我们的视觉系统在指导我们的手进行目标导向动作时,发挥了关键性的作用。
这表明,手与眼之间的协调并不仅限于执行运动,而是反映了更复杂的认知过程。
最后,我们可以思考,这一切的运动协调背后,是如何通过学习和适应而成的呢?人类是如何在不断的反馈和学习中,逐渐提高自己的动作协调能力和精准度的?