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Nikolai Bernstein

Nikolai Aleksandrovich Bernstein (russo: Никола́й Алекса́ндрович Бернште́йн; 5 novembre 1896-16 gennaio 1966) era un neurofisiologo sovietico. È nato e morto a Mosca.

Vita

Bernstein era in gran parte autodidatta, eppure il suo lavoro era rispettato dai suoi colleghi.

Il suo primo lavoro scientifico fu nel 1922, quando, insieme ad altri ricercatori, fu invitato a studiare movimento durante il lavoro manuale presso l'Istituto centrale del lavoro di Mosca. Lo scopo dello studio era ottimizzare la produttività e l'analisi di Bernstein si concentrava sul taglio del metallo con uno scalpello. Ha usato tecniche ciclografiche per tracciare il movimento umano, una tecnica che avrebbe continuato a utilizzare per molti dei suoi esperimenti. La sua ricerca ha dimostrato che la maggior parte dei movimenti, come colpire uno scalpello con un martello, sono composti da movimenti più piccoli. Ognuno di questi movimenti più piccoli, se alterato, influenza il movimento nel suo insieme.

Nel 1926, Bernstein iniziò una serie di esperimenti che esaminavano il camminare umano. In origine, questo lavoro doveva aiutare con l'ingegneria dei ponti pedonali. Ha studiato lo sviluppo del camminare man mano che gli umani maturano e invecchiano, e ha anche esaminato l'andatura di coloro che hanno danni cerebrali.

Nel 1935, ha conseguito un dottorato in scienze senza presentare una tesi. Fu anche uno dei primi membri dell'Accademia delle scienze mediche dell'URSS, fondata nel 1944. Nel 1948, ricevette il premio Stalin per la scienza.

Da quando ha fatto le sue ricerche dietro la cortina di ferro dell'URSS, le sue idee sono diventate note agli scienziati occidentali solo negli anni '60, quando il suo libro fondamentale, Il coordinamento e regolamentazione dei movimenti, è stato tradotto in inglese dal russo.

Lavoro

Bernstein è stato uno dei pionieri nel campo del controllo motorio e dell'apprendimento motorio. Il campo del controllo motorio fondamentalmente studia come il sistema nervoso centrale (CNS) controlla la postura e il movimento. Comprendere come gli umani pianificano e controllano il movimento è una grande sfida a causa dell'elevato numero di articolazioni che forniscono al sistema muscolo-scheletrico umano numerosi gradi cinematici di libertà. Poiché l'obiettivo della maggior parte dei compiti di movimento, come spostare una mano verso un bersaglio, è definito in termini di un numero molto più piccolo di gradi cinematici di libertà, può essere raggiunto in un numero infinito di modi diversi (indicato anche come "inverso problema cinematico '). Inoltre, il numero di muscoli che agiscono attraverso un'articolazione generalmente supera il numero di gradi cinematici di libertà di quell'articolazione. Di conseguenza, un determinato movimento può essere realizzato con un numero infinito di modelli di attivazione muscolare (anche indicato come "problema della dinamica inversa"). Anche se un obiettivo può essere raggiunto in un numero infinito di modi, molti studi hanno rivelato modelli molto coerenti e stereotipati di cinematica e attivazione muscolare. Evidentemente, il sistema nervoso centrale (SNC) è in grado di controllare adeguatamente i molti gradi di libertà. Questa domanda su come il sistema nervoso centrale è in grado di controllare adeguatamente i molti gradi di libertà del sistema muscolo-scheletrico è stata inizialmente affrontata da Bernstein e ora è conosciuta come il "problema di Bernstein" (sebbene distinto dal problema di Bernstein in matematica).

Bernstein ha suggerito che il sistema nervoso centrale è in grado di "congelare funzionalmente i gradi di libertà". Per analogia, controllare le quattro ruote di un'auto in modo indipendente è molto difficile. Tuttavia, congelando funzionalmente i gradi di libertà (le due ruote posteriori possono ruotare solo attorno a un asse orizzontale condiviso, e le due ruote anteriori possono anche ruotare in parallelo attorno a un asse longitudinale, controllato dal volante), un'auto diventa molto più facile da controllare. Bernstein ha anche svolto un lavoro importante con l'apprendimento motorio, creando modelli per le fasi dell'apprendimento. Il suo lavoro negli anni '50 e '60 fu straordinariamente penetrante ed è ancora valido e rispettato oggi.

Probabilmente fu molto influenzato dal lavoro di John Hughlings Jackson, che postulò un'organizzazione gerarchica del sistema nervoso.

Il kinesiologo americano Karl Newell è uno dei tanti a essere fortemente influenzato da Bernstein. Newell (1986) ha organizzato i vincoli in tre gruppi principali: vincoli individuali (strutturali o funzionali), compiti e ambientali.

Bernstein ha anche coniato il termine biomeccanica, lo studio del movimento attraverso l'applicazione di principi meccanici.