UCM协同理论控制机制及应用的研究进展

G804.6; 运动协同是动作控制领域中的核心问题,非受控流形(uncontrolled manifold,UCM)理念的提出,极大地促进了人们对运动协同的认知.研究回顾了UCM协同的起源、基本理念和分析过程,以及与其他协同理论的比较,并重点探讨了:1)UCM协同的神经控制部位和控制模型.UCM协同的神经控制部位不是大脑皮质,而是皮质下结构.其控制模型包括反馈控制模型、对照设置模型以及前馈控制模型等.行为学层面的UCM协同是神经控制,外力、关节之间的互动力矩,多关节肌肉耦合不同关节所产生的力矩等因素共同作用的结果.2)UCM协同在技能学习、神经性疾病的诊断和康复、健康老龄化、儿童动作发展以及运动(职业)技能控制等领域的应用.UCM协同的量化指标,能有效区分运动技能学习过程中的阶段差异,以及神经病患与正常人群的差异,不同年龄、不同技能水平等的群体差异.据此提出未来值得关注的研究方向:1)寻找无损且能直接干预脑深部神经区域的技术.2)应用环节互动的动力学方法,验证产生UCM协同的主要来源是否来自于各环节之间的互动力矩和多关节之间的耦合.3)从UCM协同的角度深入探索高水平运动员的运动控制机制.4)探索提高特定运动技能协同能力的方法和手段.