Wie wel eens naar honkbal kijkt, weet dat pitchers indrukwekkende draaiballen kunnen gooien. Zoals de bal over de plaat vliegt… Het lijkt wel alsof het allemaal vanzelf gaat! Maar om zo’n bal te gooien, moeten je hersenen, zenuwverbindingen en speciale armspieren nauwkeurig worden aangestuurd. Daar zit een ingenieus systeem achter…

De meeste mensen hebben wel eens gehoord over grijze en witte stof in de hersenen. Als je de hersenen dwars doormidden zou snijden en je bekijkt ze vanaf de achterzijde, dan zie je twee verschillende lagen. De donkerder grijsachtige buitenlaag van ruim een halve centimeter dik steekt af ten opzichte van het witgele gebied binnenin.
• Doorgaans wordt in de grijze stof, met daarin vooral cellichamen (neuronen), de informatie die afkomstig is van de zintuigen gekoppeld aan herinneringen. Ook worden er bewegingen en spieractiviteiten gepland en is het de plek waar het bewustzijn ‘zetelt’ om allerlei zintuiglijke gewaarwordingen te registreren. Dit deel van de hersenen wordt de hersenschors (cortex) genoemd.
• De witte stof bestaat uit zenuwuitlopers die omgeven zijn door een vetrijke isolatielaag. Deze geven dit gedeelte van de hersenen een witte kleur. De zenuwverbindingen liggen niet willekeurig door elkaar heen, maar netjes in banen. Met deze verbindingen worden gegevens van het ene punt in de hersenen naar het andere punt vervoerd. Feitelijk ieder deel van de hersenen is met alle andere verbonden omdat er enorm veel verbindingen zijn.

Hoe werkt het?

Een gedeelte van de hersenschors heet het premotorische gebied. Aan de hand van het voorbeeld van de werper zullen we zien hoe dit gebied in de hersenen werkt: Vanaf zijn kinderjaren heeft de werper duizenden patronen in dit gebied opgeslagen van waaruit de acties van hele spiergroepen worden aangestuurd. Het premotorische gebied is de primaire opslagplaats in de hersenen voor aangeleerde bekwaamheden; en vooral voor handelingen die gebaseerd zijn op herhaling. Hoewel elke worp uniek is, wordt het algemene patroon voor de spieraansturing, dat bij elk type worp hoort, in dat premotorische gebied opgeslagen. Dat gebeurt in steeds verdergaande verfijning.

De basis voor een winnende worp tijdens een topwedstrijd is als het ware gelegd toen de werper op 2-jarige leeftijd van zijn vader een bal kreeg en toen hij daarmee zijn eerste onbeholpen gooi deed. Elke latere worp heeft daarop invloed gehad. En in de topwedstrijd, later in zijn leven, kan hij dat algemene plan voor bijvoorbeeld een curveball (draaibal die opeens van richting verandert) uit zijn premotorische gebied gebruiken.

Juiste spieraansturing

Premotorische hersenschorscellen zijn essentieel voor het sturen van spierbewegingen. Grote spiergroepen worden gecontroleerd en gecoördineerd, zodat gelijktijdige en geplande bewegingen plaatsvinden. Bij het gooien zijn spiergroepen in de nek, hand, arm, schouder, romp, heupen, benen en voeten betrokken. Verschillende neuronen zenden impulsen naar de verschillende spieren. Elke spier ontvangt gelijktijdig impulsen van neuronen vanuit verscheidene plaatsen in het premotorische gebied in de hersenschors. Deze mate van controle is nodig om de juiste spiercoördinatie voor het werpen te krijgen.

Voorgeprogrammeerd

Als de man die aan slag is flink wat homeruns op zijn naam heeft staan, zal de werper het hem proberen moeilijk te maken door een hoge bal over de rand van plaat te gooien. Vanaf het moment waarop hij zo’n beslissing neemt, begint hij zijn premotorische algemene patronen aan te passen. De werper fixeert zijn ogen op het doel. Hij weet dat de weg van de bal een boog –en niet een kaarsrechte lijn– zal volgen, dus wil hij dat het einde van de boog op de juiste hoogte boven de plaat uitkomt. Of hem dat lukt is voor een belangrijk deel afhankelijk van de afstand en de snelheid van de bal. Goede werpers hebben deze factoren voorgeprogrammeerd zitten in het premotorische gebied. Maar de exacte hoogte is niet voor elke worp voorgeprogrammeerd, dus worden er bewuste veranderingen in het patroon aangebracht. De wind en het type worp spelen namelijk ook een rol in de baan van de bal.

Flitsend snel

ONTWERPER
Wie is nu de held van de show: de bal die over de plaat gaat of de arm die ervoor zorgt dat de bal met zo’n snelheid en precisie wordt geworpen? Alle armen op de wereld getuigen van een perfect ontwerp. Alleen als alle signalen, informatieverwerking en spieractiviteiten juist op elkaar zijn afgestemd, kan de werper gooien zoals hij gooit. Wie hier geen Ontwerper achter ziet, ontneemt Hem de eer van zijn werk. En toch blijven zijn armen wijd open, terwijl Hij een ieder uitnodigt: ‘komt herwaarts tot mij, allen die vermoeid en belast zijt, en ik zal u rust geven’ (Mattheüs 11:28).
Het ingestudeerde patroon van het premotorische gebied, gecombineerd met bewuste aanpassingen, worden doorgestuurd naar een aangrenzend gebied van de hersenen dat de motorische hersenschors wordt genoemd. Tegelijkertijd gaat er een signaal naar de kleine hersenen (het cerebellum). Dit aparte gebied van de hersenen, dat aan de achter- en onderkant in de schedel ligt, functioneert als een buitengewoon snelle poortwachter en wisselstation. Als poortwachter ontvangt het de bewegings- en omgevingsgegevens van alle sensoren in de pezen, spieren, ogen, oren, huid et cetera. Het sorteert juist die gegevens uit die betrekking hebben op de uitvoering van de worp – en dat zijn er verbazingwekkend veel! het zal die informatie koppelen aan gegevens uit de motorische cortex en ogenblikkelijk veranderingen aan de uitvoering van het patroon doorsturen naar de spieren en weer terug naar de motorische cortex. Terwijl de worp wordt uitgevoerd, werken de motorische, de premotorische cortexen en de kleine hersenen samen in een flitsend snel circuit dat voorziet in voortdurende gegevensaanvoer vanuit de hersenen, door het ruggenmerg en dan via duizenden microscopisch dunne zenuwen naar de spieren.

Hoe is dat mogelijk?

Zelfs als de werper zich niet kan richten op de handschoen van de catcher (achtervanger), is hij nog in staat om zich te fixeren op dat kleine driedimensionale doel in de lucht boven de plaat. Hoe is dat mogelijk? Onbewust registreren de ogen van de werper aanwijzingen over de afstand (bijvoorbeeld door te kijken naar de relatieve hoogte van de hurkende catcher, scheidsrechter, thuisplaat, slagman en diverse andere zaken). Ook het bewegen van de mensen ten opzicht van elkaar rond het doel geeft informatie over hoe ver er moet worden gegooid. Deze aanwijzingen worden voortdurend vergeleken met gegevens die in het geheugen zijn opgeslagen. Zo kan de werper een extreem accurate schatting maken van de afstand, gerelateerd aan hoogte of beweging. Iets anders wat de werper daarin bijstaat, is het vermogen tot ‘stereo kijken’. De ogen van de pitcher staan ongeveer acht centimeter uit elkaar. Deze kleine afstand is genoeg om ervoor te zorgen dat de kijklijnen van de twee ogen naar het object een hoek maken. De klein beetje van elkaar verschillende beelden op de beide oognetvliezen (retina’s) worden door de hersenen samengevoegd tot een driedimensionaal beeld. Dat beeld helpt de werper bij het inschatten van diepte of afstand en zorgt er, samen met de andere factoren voor, dat er een perfecte worp kan worden gedaan.

ALLE BEWEGINGEN OP HET JUISTE MOMENT

Het lichaam van een rechtshandige pitcher zal, steunend op z’n linkervoet, na eerst rustig naar rechts te hebben gedraaid, tijdens de worp snel naar links draaien. Om het doel in het vizier te houden, draait dan z’n linkeroog richting de neus en gaat z’n rechteroog naar de rechterslaap. Beide draaien ze (om te compenseren voor de scheefstaande stand van het hoofd) een beetje naar rechts en dit allemaal perfect gelijktijdig. Zes kleine extreem snelle spieren bij elk oog controleren deze bewegingen.

Terwijl de pitcher tijdens het gooien zijn draai maakt, wordt de beweging van zijn lichaam waargenomen door de half-cirkelvormige kanalen in het linker en rechter binnenoor:

• Het rechter half-cirkelvormig kanaal stuurt een remmend signaal uit naar het oogspiertje verbonden met de neus van het rechteroog en het spiertje bij de slaap van het linker oog, zodat beide spiertjes zich ontspannen.
• Het linker half-cirkelvormige kanaal stuurt gelijktijdig een even sterk, maar stimulerend signaal uit naar de tegenoverstaande oogspiertjes, waardoor die samentrekken.
• De input vanuit de ogen zelf wordt hiermee geïntegreerd en die tempert het draaien van de ogen tot een vloeiende beweging, waarbij oog gericht blijft op het doel, terwijl hoofd en lichaam de snelle draai maken.
• Terwijl de rechterheup van de pitcher een boog doorloopt van misschien ruim een meter, maken de ogen gelijktijdig dezelfde draaihoek (gewoonlijk totdat de bal wordt losgelaten), maar bewegen ze slechts tweeënhalve centimeter van de ene ooghoek naar de andere.

Ondertussen worden kleine aanpassingen gemaakt aan de draaibeweging van de arm, pols, vingers en
romp, helemaal tot aan de voeten.

• De arm zwaait met een boog: van rechtopstaand, met de juiste polsdraai, totdat hij afhangt naar de grond.
• De spieren in de onderarm beginnen de pols naar voren te strekken, om deze in zijn eigen kleine boog te brengen wanneer de hand naar voren zwaait. De polsbeweging zorgt ervoor dat de bal om zijn as gaat spinnen en hij meer vaart zal krijgen.
• Op exact het juiste moment sturen de hersenen tijdens de draai signalen naar de spieren die de duim controleren. De druk van de duim op de bal wordt langzaam verminderd. Direct daarna krijgen de spieren van de onderarm het signaal om de druk van de vingers op de bovenkant van de bal te verminderen.
• De kracht die op de bal is uitgeoefend zorgt ervoor dat de bal op het juiste moment uit de hand richting het doel gaat; bij een professionele werper gebeurt dat met een snelheid van meer 140 kilometer per uur!

Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Guliuzza, R., 2010, Perfect getimed. Hoe moeilijk is het om een curveball te gooien? Weet 3: 23-25.

LEUK ARTIKEL?
Bent u blij met dit artikel? Het onderhoud en de ontwikkeling van deze website vragen financiële offers. Zou u ons willen steunen met een maandelijkse bijdrage? Dat kan door ons donatieformulier in te vullen of een bijdrage over te schrijven naar NL53 INGB000 7655373 t.n.v. Logos Instituut. Logos Instituut is een ANBI-stichting en dat wil zeggen dat uw gift fiscaal aftrekbaar is.

Written by en

Dr. R.J. Guliuzza is een spreker en schrijver voor het Institute for Creation Research. Hij heeft een BSc. in Engineering van de South Dakota School of Mines and Technology. Een BA in theologie van de Moody Bible Institute. Een Master Public Health van Harvard University en een MD van de Universiteit van Minnesota. Hij is auteur van verschillende boeken waaronder Made in His Image: Examining the complexities of the human body.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

 tekens over