运动是如何组织和计划的？

【永视界-运动机能形态学】

在体育运动中，各种运动动作的完成，主要是骨骼肌收缩产生的力矩作用于骨，使其绕着关节运动轴转动的结果。需要进一步指出的是，骨骼肌的动力输出是通过作用于肌肉的神经指令实现的，这可以使肌肉收缩并产生运动。

这些实现动力输出的神经指令本质上来自下行的运动传导通路，而后者可能源自于感觉信息（外源/内源）输入，进而通过感觉-运动信息转换实现；或直接源自于中枢神经的有意或无意指令。

在这个过程中，运动控制的神经组构是分等级的，较小、较简单的组分会整合进入神经系统高级层次上更复杂的环路。感觉输入、反馈环路和下行运动指令（锥体系上神经元和椎体外系下行通路发出）控制脊髓前角运动神经元（下神经元），由后者支配骨骼肌，形成运动执行的“最后公路”。

从运动传导通路的结构看，主要包括锥体系和椎体外系两个部分，前者是运动的发起者，后者是运动的调节者。实际运动中相互依赖且不可分割，共同协调完成精细复杂的随意运动。换个角度，如果想对运动执行的动力器官-骨骼肌进行神经层面的训练与干预，可以施加影响的要点也主要归结为4个方面：改变感觉输入刺激的方式和强度、影响反馈环路（含前馈和反馈）、增强锥体系上神经元兴奋性、刺激脊髓前角运动神经元。

那运动具体是如何组织和计划的呢？我们喝杯茶，举个例子。

一、获取信息

即使是单纯的随意运动，如伸手拿杯茶送到嘴边这个看似简单的动作，在运动执行前和执行过程中，我们也需要获取足够的信息，包括但不限于：

外源信息：靶点特异位置，如通过视觉等外感受器了解杯子在哪儿？

内源信息：① 运动学信息，如执行者人体上肢的位置、速度、加速度，肌肉长度等。② 动力学信息，如人体相关肌肉的肌张力。

二、空间定位

以自我为中心定位手和杯子，为触及目标物，杯子和手会分别通过视觉和本体感受器，以头部为中心首先被精确定位（含杯子-手在空间内的相对位置）。

三、运动计划

确定运动的目的地和其与手的相对方位后，设计运动轨迹（空间直线or多样曲线or折线等），即基于视觉和本体信息，计划手部运动的端点轨迹（手→杯子），手到目标物的运动的方向、预设轨迹和空间距离被精准测定。

同时完成对运动控制并行组分的募集，含预估和计划。

四、逆运动学转换

基于人体的运动本质上是骨骼肌牵拉骨绕着关节产生转动的结果，因此，手部的端点运动轨迹，本质上还是依靠上肢各关节协调配合“转动”形成的。因此，中枢需要计划好关节轨迹，帮助实现手的路径（向杯子移动）。

手的运动→关节轨迹转换信息不仅需要规划好关节的运动方式和转动角度，还有赖于自身上肢运动学特性（如前臂长，影响伸肘角度）。

五、逆动力学转换

同上基于人体的运动本质上是骨骼肌牵拉骨绕着关节产生转动的结果，因此，关节轨迹的实现，本质上需要上肢各肌肉间的协调发力方能实现实际意义上的运动执行。

关节轨迹→关节扭矩或肌肉激活转换信息有赖于上肢动力学特性（如上臂围）。在这个过程中，运动的执行需要适当收缩协同肌（含原动肌）；并随着运动的执行随时调整各肌肉肌力的大小。

在骨骼肌协调发力完成动作执行过程中，其自身也根据本体或其它感受器随时向神经中枢上传信息，后者以此对运动的具体执行做出调整。如同样是伸手拿相同的杯子，感知到拿起的是半杯和满杯，后续参与收缩的肌肉内动员起来的运动单位，是有显著差异的。在意识到的情况下，满杯会动员起来更多的运动单位，以实现对“维稳”的精确调控；而半杯显然不需要这种动员，心态也会轻松很多。

六、整体协调

在运动执行过程中，手臂外身体其它部分的也需要配合完成适当的运动，以抵消上肢运动造成的失衡和重力作用，便于整体运动的更好实现。