对象操作或使用工具几乎是人类独有的一种特质,说达格玛Sternad,东北的导演操作实验室,一个研究小组感兴趣运动协调。“它不仅需要某些认知能力也明显的运动能力。”

Simply moving one’s own body, for instance by directing a hand toward a coffee cup, requires the organization of various physiological systems including the central and peripheral nervous systems and the musculoskeletal system.

一旦手握,拿起杯子,问题变得更加复杂。如果杯充满液体呢?在这一点上,控制问题的复杂性气球——液体引入了非线性流体动力学的存在泄漏的风险,因为固有的可变性的运动。
Sternad,教授,生物学,电气和计算机工程和物理和postdoctoral researcherC.J.哈森感兴趣的是如何适应我们的运动策略与环境中的动态对象交互。

在最近的一篇论文发表在《神经生理学期刊》上,哈森和Sternad探索的问题通过观察日常任务操纵一杯咖啡。他们表明我们如何适应运动策略直接相关的可变性和可靠性在我们的环境和我们自己。

“因为我们是人类,而不是机器,我们吵闹和变量,“哈森说。“我们不能指望一个运动将展开我们计划的一样。”

在这项研究中,18名健康参与者访问操作实验室玩视频游戏,在他们试图移动虚拟杯装满虚拟液体在大屏幕上。Instead of a normal video-game controller, subjects moved the virtual cup by grasping a manipulandum — a large robotic arm. Similar to the real-life scenario, the robot simulated the forces one would feel from the weight of the object and the sloshing of the liquid in the cup.

他们要求参与者移动杯在屏幕上在一个舒适的两秒的时间,一个任务,有无限的可能性。你可以移动快一秒,慢一秒,慢半秒,然后快半秒。研究小组推测,参与者自然会适应一个安全的运动策略与实践——他们所做的。

哈森说,但最有趣的结果是,每个参与者的安全裕度的大小或距离他们让液体杯的边缘,可以通过多变量预测他们在运动。那些变化往往适应“更安全”的策略有较大的安全裕度。

“如果你有一个大的安全裕度和我移动一个小利润,问题是,“为什么我比你更危险?”哈森说。“好吧,你会发现我更一致的运动,所以我不需要一个大的安全系数。如果你更多的变量,你需要一个更大的安全裕度。”

结果影响评估老年患者和患者的运动障碍如脑瘫。“If variability determines the movements that you do, maybe that’s an intervention point,” said Sternad.

哈森将加入东北的理疗教员在秋天。在他的新角色,他将看到学习和老年人之间的控制。“Increased variability is a fundamental property of older adults’ neuromuscular systems, and as we’ve established, that will shape their movement strategies.”