在日常生活中,我們經常進行看似簡單的動作,例如倒水或拿起物品,但背後卻是複雜的生理過程和精緻的協調能力。透過手眼協調的合作,我們能夠準確地執行這些動作,這其中牽涉到多種生理機制如何相互協調,讓我們的每一次動作都能夠精確而流暢。
運動協調是多個身體部位協同運作的過程,這需要針對每一個參與運動的部位調整運動學和運動力學參數。
運動協調的基本原則之一,是了解我們身體的「自由度」。這意味著在執行某個目標導向的動作時,我們的身體有許多不同的方法可以達成。舉例來說,當我們站起來或指向某個物體時,這些動作並不是單一的動作,而是由多種複雜的肌肉協調所構成。
著名生理學家尼古拉·伯恩斯坦指出,沒有一個動作與神經元和肌肉的協調模式之間存在一一對應的關係。
這意味著,在我們完成一個動作的過程中,可以使用不同的協調方式來達成相同的結果。因此,手眼協調的應用尤其重要。回想一下當我們拿起水瓶並將其倒入杯子中的過程,這看似簡單的行為實際上包含了幾個步驟:正確地伸手去拿水瓶,配置手型以抓住瓶子,適當地施加握力以避免擠壓瓶子,協調肌肉以提起瓶子並將水倒入杯中,最後再將空瓶放回桌上。
這過程強調了手眼協調的重要性,因為我們的手和眼睛必須同時運作,根據來自感知信息的反饋進行調整。透過視覺信息,我們的手能更準確地執行需要的動作,這背後涉及了多感官整合的過程。
在雙手協同工作時,兩隻手的功能部位需緊密同步,這表明存在一個更高層次的「協調框架」在背後運作。
在行走時,四肢的協調也十分重要,這稱為「肢體間協調」,它涉及了動作的時間型態和運動學。例如,研究表明不同的行走速度會導致不同的步態模式出現,以便最小化運動的能量消耗。這不僅僅是身體的過程,腦中的多個區域也會協同運作以促進肢體間的協調。
在一次雙手的操作中,研究發現雙手各自的功能部位往往緊密相關,這也表明在大腦中存在著多個區域共同促進這一協調過程的進行。
在協調動作中,感知回饋的作用往往是不可或缺的,它幫助調整和優化動作的執行。
另外,肢體內部的協調亦是不可忽視的,這涉及到如何協調四肢中各個關節的運動。透過控制每個關節的運動軌跡和扭矩,我們可以實現理想的整體動作。許多研究都表明,這種控制策略是根據具體任務而變化的,這也反映了我們神經系統對不同任務的高度適應性。
眼手協調且與動作計劃緊密相關,這表示我們的視覺系統在指導我們的手進行目標導向動作時,發揮了關鍵性的作用。
這表明,手與眼之間的協調並不僅限於執行運動,而是反映了更複雜的認知過程。
最後,我們可以思考,這一切的運動協調背後,是如何通過學習和適應而成的呢?人類是如何在不斷的反饋和學習中,逐漸提高自己的動作協調能力和精準度的?