Biomechanics and Neural Control of Posture and Movement pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Winters, Jack M. (EDT)/ Crago, Patrick E. (EDT)

出品人:

页数:708

译者:

出版时间:2000-8

价格:$ 462.17

装帧:

isbn号码:9780387949741

丛书系列:

图书标签:

• Biomechanics
• Neural Control
• Posture
• Movement
• Human Movement
• Motor Control
• Kinesiology
• Rehabilitation
• Neuroscience
• Sports Biomechanics

现代运动科学前沿：人体运动控制的系统性解析 本书聚焦于人体运动控制领域最前沿的研究进展，深入探讨从基础神经科学到复杂运动行为的转化机制。 本书旨在为运动生理学家、生物力学专家、神经科学家以及高阶运动科学专业的学生提供一个全面而深入的视角，解析人类如何精确、高效地规划、执行和调整运动。 本书的结构设计严谨，层层递进，首先建立起理解运动控制的理论基石，随后详细剖析运动控制的神经环路与生物力学基础，最后聚焦于运动学习、适应性以及在特定环境下的功能性挑战。 第一部分：运动控制的基础架构与理论模型 本部分为理解复杂运动现象奠定坚实的理论框架。我们不再停留在传统的“自上而下”控制模型，而是深入探讨动态系统理论在运动控制中的应用。 第1章：运动控制的系统性回顾与范式转换 本章首先回顾了经典的运动控制理论，如反馈与前馈控制的概念，但重点在于介绍动态系统理论（Dynamic Systems Theory）如何重新定义我们对运动的理解。我们探讨了自组织现象（Self-Organization）在运动协调中的作用，以及参数空间（Parameter Space）如何决定运动模式的涌现。章节将阐述“约束导向理论”（Constraint-Led Approach）如何整合个体、任务和环境三者之间的复杂交互。 第2章：感觉信息在运动规划中的整合 运动的精确性依赖于多感觉模态的有效整合。本章细致分析了视觉、前庭觉和本体感觉在构建内在运动模型中的核心作用。特别关注感觉替代（Sensory Substitution）和感觉重组（Sensory Re-weighting）的神经机制，探讨当某一种感觉通道受损时，大脑如何快速调动其他通道来维持运动稳定性和流畅性。我们还将讨论视觉依赖性的量化评估方法。 第3章：运动指令的编码与运动意图的生成 运动指令并非简单的肌肉激活序列。本章深入探讨运动皮层（Motor Cortex）——包括前运动区（Premotor Cortex）和辅助运动区（SMA）——如何将高级运动意图转化为可执行的神经信号。重点分析神经元群组如何编码运动的方向、速度和力矩，并介绍“运动单元”（Movement Units）的概念，阐释运动的平滑性（Smoothness）是如何通过高频振荡和神经滤波实现的。 第二部分：运动执行中的生物力学与神经环路 本部分将神经信号的产生与实际的肌肉骨骼系统反应紧密结合，分析运动是如何在物理世界中实现的。 第4章：反射弧的高级调控与肌张力的维持 反射活动是运动控制的基础砖石，但其作用远超简单的保护机制。本章详细解析了伸张反射（Stretch Reflex）和交叉性伸肌反射（Crossed-Extensor Reflex）的细节，并着重探讨伽马回路（Gamma Loop）如何调节肌肉的敏感度。随后，我们将讨论中枢模式发生器（Central Pattern Generators, CPGs）在节律性运动（如行走和跑步）中的作用，以及它们如何受到来自上运动中枢的“开启”和“调节”信号的控制。 第5章：姿态控制的动态平衡理论 姿态控制是所有运动的前提。本章摒弃静态的平衡观，采用反馈与前馈的联合控制模型来解析姿态稳定性。详细讨论位移-力矩控制策略（Position-Momentum Control Strategies），以及踝关节、髋关节和躯干如何协同作用以应对内源性（如呼吸）和外源性（如地面扰动）干扰。我们还将分析姿态-运动耦合（Posture-Movement Coupling）的神经机制，即如何有效地利用姿态调整来辅助运动任务的执行。 第6章：运动学的与动力学的约束分析 生物力学分析是理解运动效率的关键。本章介绍如何应用牛顿-欧拉定律来分析人体运动的自由度（Degrees of Freedom, DoF）。重点讨论“末端执行器”（End-Effector）的运动轨迹与关节力矩之间的复杂转换关系。我们将引入优化原理（如最小化力矩变化或最小化能量消耗）来预测人体实际选择的运动路径，并讨论这些优化目标的生物学合理性。 第三部分：运动学习、适应性与功能性挑战 本部分转向高阶功能，探讨个体如何习得新技能，以及在疾病或环境变化下运动系统如何表现出可塑性。 第7章：运动技能的学习与记忆巩固 运动学习是一个从“知道如何做”（Declarative Knowledge）到“自然而然地做到”（Procedural Knowledge）的转化过程。本章深入研究工作记忆、短时记忆和长期运动记忆的神经基础。我们将区分内隐学习（Implicit Learning）和外显学习（Explicit Learning）的神经通路，并分析重复、反馈时机和任务复杂性对学习效率的影响。特别关注“块状练习”（Block Practice）与“随机练习”（Random Practice）的效应差异及其背后的机制。 第8章：适应性运动控制与环境交互 运动系统必须不断适应不断变化的环境（如穿着不同重量的背包、在不平坦的地面行走）。本章探讨本体感觉适应（Proprioceptive Adaptation）和视觉重校准（Visuo-motor Recalibration）的机制。我们关注“内在模型”（Internal Models）的构建、存储和调用过程。通过分析前庭-眼动反射（VOR）的适应性变化，展示神经系统如何实时更新其对世界动力学的预测。 第9章：特殊环境下的运动控制挑战 本章将理论应用于实际场景，分析极端条件对运动控制系统的压力。 微重力环境下的适应与失调： 探讨宇航员在失重环境下姿态和运动模式的剧烈变化，以及再适应过程中的挑战。 高负荷与疲劳对运动精准度的影响： 分析肌肉疲劳如何改变运动神经元的放电模式和反射的灵敏度，从而降低运动的准确性。 人机工程学中的运动交互： 讨论如何设计接口（如假肢或外骨骼）以最大化人与设备的协同，重点在于确保控制信号的无缝传递与生物反馈的有效整合。 总结与展望 全书最后总结了当前运动控制研究的未解之谜，包括意识在运动启动中的精确作用、复杂社会互动（如合作与竞争）中的运动协调，以及如何将这些前沿知识转化为临床康复策略。本书力求提供一个全面、深入且富有批判性的视野，推动读者对运动科学更深层次的探索。

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