New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

KIN 461 Exam 1 Study Guide

Star Star Star Star Star
1 review
by: Tanski Notetaker

KIN 461 Exam 1 Study Guide KIN 461-401

Tanski Notetaker
GPA 3.7

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

Hi everyone! Here is the study guide for Exam 1 of Motor Learning. I hope you find it helpful! Good luck on the first exam!
Principles of Motor Learning
Dr. Peterson
Study Guide
KIN 461 Kinesiology Motor Learning Kins exam 1 study guide
50 ?




Star Star Star Star Star
1 review
Star Star Star Star Star
"I'm pretty sure these materials are like the Rosetta Stone of note taking. Thanks Tanski!!!"
Destiny Heaney

Popular in Principles of Motor Learning

Popular in Kinesiology

This 10 page Study Guide was uploaded by Tanski Notetaker on Saturday February 20, 2016. The Study Guide belongs to KIN 461-401 at University of Wisconsin - Milwaukee taught by Dr. Peterson in Spring 2016. Since its upload, it has received 103 views. For similar materials see Principles of Motor Learning in Kinesiology at University of Wisconsin - Milwaukee.


Reviews for KIN 461 Exam 1 Study Guide

Star Star Star Star Star

I'm pretty sure these materials are like the Rosetta Stone of note taking. Thanks Tanski!!!

-Destiny Heaney


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 02/20/16
Exam 1 Study Guide 1 Exam 1 Study Guide Introduction to Movement  sensory systems: transform physical energy into neural signals  motor systems: translate neural signals into contractile force in muscles to produce  movement  The Psychophysics of Movement o Motor processing begins with an internal representation/ an image of the desired  result of movement  Constructs behaviors or major acts by assembling and coordinating  elementary motor components o Motor equivalence: the same result can be accomplished in different ways by the motor system  Example: writing a sentence with left hand, right hand, or feet will still  produce the same sentence, even if it looks different o 4 attributes of a stimulus  Quality (or modality)  Intensity: signaled by the firing rate and the recruitment of motor neurons  Location  Duration  Motor system generate 3 types of movement o Reflex Responses (e.g. knee jerk or swallowing)  simplest motor behaviors  rapid, stereotyped involuntary responses  controlled by the eliciting stimulus o Rhythmic Motor Patterns (e.g. walking, running, chewing)  Combine features of voluntary and reflex acts  Only initiation and termination are voluntary  Once initiated, relatively stereotyped and repetitive  CPGs (central pattern generators: networks of motor neurons) in  locomotion o Voluntary Movements (e.g. driving a car or play the piano)  Most complex  Purposeful (goal directed)  Learned – less conscious with practice  Motor system has 4 tasks o Controlling contraction of individual muscles o Convey commands to many muscle groups o Take into account the distribution of body mass and plan postural adjustments o Take into account the motor plant; mechanical properties of muscles, bones and  joints Exam 1 Study Guide 2  Adjust commands to compensate for inertia of limbs and the mechanical  arrangement of the muscles, bones and joint prior to the movement  Motor systems organized into 3 control levels: o Spinal cord  Contains neural circuits that mediate variety of automatic and stereotyped  motor patterns and reflexes  Final common pathway: control signals ultimately converge on motor  neurons that innervate skeletal muscles  Final path to muscles  Sir Charles Sherrington  Contains the cell bodies of motor neurons in the ventral horns  Motor neuron pools: clusters of individual motor neurons that innervate  individual muscles  Proximal­distal rule: motor neurons innervating the most proximal  muscles are located most medially  Flexor­extensor rule: motor neurons innervating extensor muscles lie  ventral to those innervating flexor muscles o Brain stem  Has its own motor neurons  axons project to and regulate networks of spinal cord interneurons and  motor neurons necessary for behavioral acts  important for controlling posture and balance o Motor areas of the cerebral cortex  Consists of 3 areas:  Sensory cortex  Primary motor cortex  Secondary motor area  Corticospinal tract: can even control neurons in the limbs  Right hand is controlled by left side of cerebral cortex  Somatotopically organized: different areas control different parts of the  body (hands and mouth area have the greatest area) Muscles and Muscle Receptors  Controlled contraction of muscles allows us to: o Move our limbs o Maintain posture o Perform tasks with great precision  Force produced in contraction results in change of length of muscle o Dependent on 3 factors:  The initial length  Velocity of length change  External loads acting to oppose movement Exam 1 Study Guide 3  Proprioceptive information: information about length of muscles and the forces they  generate o Monitored by 2 types of receptors:  Muscle spindles  Golgi tendon organs o Information from these sensory receptors reaches all levels of nervous system  Cerebral cortex uses it for perception of limb position and controlling  voluntary movement  Lower levels use it to control reflexes  Motor Unit: consists of a single motor neuron and the muscle fibers it innervates o All or non­response: all fibers innervated contract in response to an action  potential in the neuron  the smallest functional unit within motor systems  Innervation ratio: # of muscle fibers innervated by one motor neuron o Varies among muscles o About proportion to size of muscle o Small innervation ratio=finer grading of the muscle’s total force by the  nervous system o In hand muscles ratio is ~100 o In larger gastrocnemius ratio is ~2,000  Nervous system grades force of muscle contraction by: o Recruitment: vary # of motor units activated  Increase # of motor units activated = increase in force whole muscle  will produce o Rate modulation: vary rate of action potentials in a motor neuron  Force­frequency relationship: increase firing rate in neuron =  increase in force motor unit will produce  Allows forces of successive twitches to summate  Forces produced by each twitch add until a plateau of force, tetanus, is reached  Unfused tetanus: individual twitches can be detected o Produces ripple in contractile force of isolated muscle  Fused tetanus: individual twitches can no longer be detected o Rate of AP increases and force produced by muscle  increases to steady max value  3 types of motor units o Fast fatigable  Muscle fibers contract and relax rapidly  Fatigue rapidly when stimulated repeatedly  Generate greatest force during a twitch or tetanic contraction  Motor neurons have largest cell bodies out of the three types o Slow fatigue­resistant Exam 1 Study Guide 4  Fibers have much longer contraction time  High resistance to fatigue  Generate only 1­10% of force of fast­fatigable  Motor neurons have smallest cell bodies out of the three o Fast fatigue­resistant  Contraction time slightly slower than fast fatigable  Almost as resistant to fatigue as slow fatigue­resistant fibers  Able to produce twice as much force as slow fatigue­resistant  Size principle: when motor neuron pool is activated synaptically, the initial weak  inputs activate the cells with the lowest threshold for synaptic activation (those with  smallest cell bodies o As synaptic input increases in strength, motor neurons with larger cell bodies  are recruited according to size or strength o Has 2 important functional advantages:  Simplifies task of regulating muscle force  Slow motor units most heavily used  Energy efficient  Sensory Receptors  Muscle spindles o Sensitive to stretch o Innervated by 2 types of myelinated afferent fibers:  Group Ia  Group II o Intrafusal muscle fibers of the spindle:  Smaller than skeletal (extrafusal) muscle fibers      Don’t contribute significant force to muscle contraction  Changes in their lengths sensed by the sensory terminals in the  intrafusal fibers o Response to stretch  Myelinated sensory axons enter muscle spindle capsule in its central   Sensory axons terminate on central portion and spiral around intrafusal fibers  When intrafusal fibers stretch (called loading the spindle), sensory  endings increase their firing rate due to elongation of afferent endings  Unloading: stretch is released   Intrafusal fibers slacken  Decrease firing rate of afferent endings  Golgi Tendon Organs o Sensitive to changes in tension o Located at junction between muscle fibers and tendon   Myelinated   Have slightly smaller diameter than group Ia fibers Exam 1 Study Guide 5 o Collagen bundles within capsule divide into fine fascicles that form braided  structure o Stretching of tendon organ straightens the collagen bundles  This compresses and elongates nerve endings, causing them to fire  Because nerve endings intertwine with collagen fiber bundles, firing  rate of tendon organs is very sensitive to changes in tension of the  muscle  Central Nervous systems controls sensitivity of the muscle spindles through the  Gamma motor neurons o This ensures that information on changes in muscle length is transmitted  during contraction o Intrafusal fibers innervated by small gamma motor neurons o Extrafusal fibers innervated by larger alpha motor neurons o Alpha­gamma coactivation: electrical stimulus of motor cortex and other  higher centers leads to simultaneous activation of alpha and gamma motor  neurons o Gamma motor neurons regulate activity of muscle spindle afferents  Gamma neurons innervate ends of intrafusal fibers where contractile  elements are located  Activation of gamma neuron causes contraction and shortening of  fiber ends, so entire muscle spindle does not slacken  This increases firing rate of sensory endings  Makes afferent ending more sensitive to stretch in muscle spindles Motor Units and EMG  Force exerted by muscle is controlled by a population of alpha motor neurons whose cell  bodies cluster in the ventral horn of the spinal cord  Alpha motor neurons have extensive dendritic trees o Receive ~100,000 synaptic connection from descending pathways, spinal  interneurons and afferent fibers  95% of the surface area of a motor neuron is located in the dendrites o The thousands of inputs that a motor neuron receives occur primary on dendrites  Average muscle unit innervation number is 340 o However, they are not evenly distributed  Contractile properties o Twitch: the basic contractile property of a motor unit o Tetanus  Muscle fiber types o Three types of muscle fibers based on myosin ATPase activity  Type I (associated with slow fatigue­resistant motor unit)  Type IIa (associated with fast fatigue resistant motor unit)  Type IIx (associated with fast fatigable motor unit) Exam 1 Study Guide 6 o Beneficial for soleus, a lower limb muscle, to have 80% type I fibers  We use it all of the time.  Do not want it to fatigue quickly o Beneficial for orbicularis oculi (a muscle in the eye) to have 15% type I fibers  We need it to act quickly, for only a short period of time.  Motor units and muscle force o Activation of the motor unit pool is proportional to the synaptic input it receives  Synaptic input: chemical released that will either increase excitation or  decrease excitation (increase inhibition) o The change in muscle force that occurs during a voluntary contraction is  accomplished by the concurrent recruitment of motor units and variation of  discharge rate  Some terminology  Recruitment threshold: force at which a motor unit becomes active  Orderly recruitment: recruiting motor units according to size o Advantage: simplifies the task o Disadvantages: can’t immediately generate great amount of force  Derecruitment: motor unit that is active stops being active   Rate coding: modulating firing rate (or discharge rate)  Interspike interval: time between two spikes o The larger it is, the lower the discharge rate  Double discharges: motor neuron firing twice in 10 milliseconds o Ramp up force quickly  Motor unit synchronization: idea that there is shared activity across motor units o Piano players have low motor unit synchronization because need small,  precise movements o Olympic weight lifters have high motor unit synchronization  Common drive: waves of period excitation in motor unit pool o Increase in common drive can cause tremors EMG  One of the few techniques available to examine the neuromuscular system in humans  performing voluntary contractions  Also able to monitor the response of the neuromuscular system to electrical stimulation  The image below is of electrical stimulation. Exam 1 Study Guide 7  You can calculate EMG amplitude by drawing an outline around the rectified EMG o Called a filtered EMG o Image below  EMG issues o Varies from muscle to muscle o Extracellular, not intracellular recordings o Influenced by many different factors o Amplitude cancellation: when positive and negative signals cancel each  other out o Location on muscle (e.g. innervation zone) o Filtering (e.g. movement noise, 60 hz. Noise) o Cross talk  EMG during electrically­evoked contractions o Test the integrity of the motor system o EMG is more reliable measure of muscle activity during isometric contraction Exam 1 Study Guide 8 Spinal Reflexes  Every movement requires coordinated action of many muscles  Motor coordination: process of linking the contractions of independent muscles so that  they act together  Reflex is the most elementary form of motor coordination o Relatively stereotyped response to a specific sensory stimulus o 2 important features of a stimulus  Locus of the stimulus  Determines which muscls will contract to produce reflex response  Strength   Determines amplitude of response o Increased strength = greater amplitude  Reflexes are graded in intensity  Neural circuitry responsible for a reflex is located within spinal cord  Spinal reflexes have essential role in all voluntary movement  Importance clinically o Absent or weak reflex:  Muscle spindle, Ia afferent axon, motor neuron, motor efferent axon, or  muscle  o Hyperactive (e.g., spasticity, rigidity)  Central lesions   Most spinal reflexes are polysynaptic­ one or more interneurons are interposed between  sensory and motor neurons  Stretch Reflex  Stretch reflex is monosynaptic­ it’s produced by a two­neuron circuit consisting of a  single set of synaptic connections o KNOW HOW TO DRAW MONOSYNAPTIC STRETCH REFLEX Exam 1 Study Guide 9  Reciprocal innervation: causes excitation of the motor neurons to the stretch  muscles (synergist muscles) and inhibition of motor neurons to the antagonist  muscles o Role of Ia inhibitory interneurons  Synergist muscles control the same joint and have a similar mechanic action  Negative feedback: circuitry of stretch reflex acts as a loop to resist changes in  muscle length  Stretch reflexes regulate muscle tone o Muscle tone: the fore with which a muscle resists being lengthened   Serves important functions  Assists in maintaining posture  Allows muscles to store energy, like springs, and release it later  Spring­like qualities of muscles help to smooth movements  Spinal reflexes are governed by 3 main levels of control o Control of individual muscles o Coordination of muscle action around a single joint o Coordination of muscle at several joints  Muscle action around a joint is coordination by inhibitory interneurons o Prevents muscles from acting independently of each other o Group Ia inhibitory interneurons inhibit antagonist muscles.  Mediate reciprocal inhibition through excitatory inputs from the muscle  spindle afferents  This way high motor centers do not need to send separate commands to  opposing muscles  Limits co­contraction, which is contraction of both prime mover and  antagonist muscles simultaneously o Group Ib inhibitory interneuron inhibits homonymous motor neurons  Receives input from Golgi tendon organs  Provides negative feedback mechanism for regulating muscle tension   Signaled by an increase in in Golgi tendon organs  Inhibits the homonymous motor neurons = decreases muscle tension  Protective mechanism  Crossed extension reflex: flexion of stimulated limb produced opposite effect in  contralateral limb o Enhances postural support o What happens when you step on something sharp  Nociceptor: pain receptor  Excite flexors while inhibiting extensor in leg you are trying to pick up  Crossed extension reflex excites the extensors in the opposite leg to  maintain posture  Certain reflexes consist of rhythmic movements o Ex: scratch reflex which is not seen in humans Exam 1 Study Guide 10  Demonstrates how strength of stimulus determines amplitude of response  Main features of walking movements are controlled by the spinal cord o Central Pattern Generators (CPGS)  Local spinal circuits that coordinate the contraction of the several muscle  groups needed to generate rhythmic stepping      Simplifies the control of locomotion Voluntary Movement  Voluntary Movement o Primary motor cortex o Premotor cortical areas o Cerebellum o Basal Ganglia  Neurons in the  primary motor cortex   encode force an direction o Movement direction is encoded by population of cortical neurons  Neurons in  premotor cortical areas  prepare the motor system for movement o Activity of neurons in supplemental motor area is linked to planning of  movements  Neurons in the  cerebellum  regulate movement indirectly and participate in motor  learning o Coordination and motor adaptation     Basal ganglia proce  information needed for triggering self­initiated movement


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

50 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"

Anthony Lee UC Santa Barbara

"I bought an awesome study guide, which helped me get an A in my Math 34B class this quarter!"

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.