Degrees of freedom problem
স্নায়ুবিজ্ঞান এবং মোটর নিয়ন্ত্রণে, ডিগ্রি অফ ফ্রিডম প্রবলেম বা মোটর ইকুইভ্যালেন্স প্রবলেম বলে যে একই লক্ষ্য অর্জনের জন্য মানুষ বা প্রাণীদের চলাচল করার একাধিক উপায় রয়েছে। অন্য কথায়, স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে, একটি মোটর সমস্যা (বা কাজ) এবং সমস্যার একটি মোটর সমাধানের মধ্যে কোনও সহজ এক-থেকে-এক যোগাযোগ বিদ্যমান নেই। মোটর সমতুল্য সমস্যাটি প্রথম রাশিয়ান নিউরোফিজিওলজিস্ট নিকোলাই বার্নস্টাইন তৈরি করেছিলেনঃ "এটি স্পষ্ট যে সমন্বয়ের জন্য মৌলিক অসুবিধাগুলি নিখরচায় স্বাধীনতার মাত্রার চরম প্রাচুর্যের মধ্যে রয়েছে, যার সাথে [স্নায়বিক] কেন্দ্রটি প্রথমে মোকাবেলা করার মতো অবস্থানে নেই।" যদিও স্নায়ুতন্ত্র কীভাবে কোন নির্দিষ্ট ডিগ্রি অফ ফ্রিডম (ডিওএফ) ব্যবহার করতে পারে তা নিয়ে প্রশ্ন বিজ্ঞানীদের কাছে একটি সমস্যা হতে পারে, ডিওএফ-এর প্রাচুর্য প্রায় নিশ্চিতভাবেই স্তন্যপায়ী এবং অমেরুদণ্ডী স্নায়ুতন্ত্রের জন্য একটি সুবিধা। মানবদেহে অপ্রয়োজনীয় শারীরবৃত্তীয় ডিওএফ (পেশী এবং জয়েন্টগুলিতে), অপ্রয়োজনীয় কাইনেমেটিক ডিওএফ (চলাফেরার বিভিন্ন গতিপথ, বেগ এবং ত্বরণ থাকতে পারে এবং তবুও একই লক্ষ্য অর্জন করতে পারে) এবং অপ্রয়োজনীয় নিউরোফিজিওলজিকাল ডিওএফ (একই পেশীতে একাধিক মোটোনিউরন সিন্যাপসিং এবং তদ্বিপরীত) রয়েছে। স্নায়ুতন্ত্র কীভাবে এই প্রায়-অসীম ডিওএফগুলির একটি উপসেট "বেছে নেয়" তা মোটর নিয়ন্ত্রণ এবং মোটর শেখার বোঝার ক্ষেত্রে একটি ব্যাপক অসুবিধা। মোটর নিয়ন্ত্রণের অধ্যয়ন ঐতিহাসিকভাবে দুটি বিস্তৃত ক্ষেত্রে বিভক্তঃ "ওয়েস্টার্ন" নিউরোফিজিওলজিকাল স্টাডিজ এবং "বার্নস্টেইনিয়ান" আন্দোলনের কার্যকরী বিশ্লেষণ। পরেরটি মোটর নিয়ন্ত্রণে প্রধান হয়ে উঠেছে, কারণ বার্নস্টাইনের তত্ত্বগুলি ভালভাবে ধরে রেখেছে এবং আজকের মতো এই ক্ষেত্রের প্রতিষ্ঠাতা নীতি হিসাবে বিবেচিত হয়। প্রাক-বার্নস্টাইন 19 শতকের শেষের দিকে এবং 20 শতকের গোড়ার দিকে, অনেক বিজ্ঞানী বিশ্বাস করতেন যে সমস্ত মোটর নিয়ন্ত্রণ মেরুদণ্ড থেকে আসে, কারণ ব্যাঙের উদ্দীপনার পরীক্ষাগুলি প্যাটার্নযুক্ত চলাচল ("মোটর প্রিমিটিভস") প্রদর্শন করে এবং মেরুদণ্ডযুক্ত বিড়ালগুলি হাঁটতে সক্ষম বলে দেখানো হয়েছিল। এই ঐতিহ্যটি সেই সময়কালে কঠোর স্নায়ুতন্ত্রের স্থানীয়করণের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত ছিল; যেহেতু বিভিন্ন জায়গায় ব্যাঙের মেরুদণ্ডের উদ্দীপনা বিভিন্ন গতিবিধি তৈরি করেছিল, তাই মনে করা হত যে সমস্ত মোটর প্রবণতা মেরুদণ্ডের মধ্যে স্থানীয়করণ করা হয়েছিল। যাইহোক, স্থির কাঠামো এবং স্থানীয়করণবাদ ধীরে ধীরে স্নায়ুবিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় মতবাদ হিসাবে ভেঙে যায়। এটি এখন জানা গেছে যে সর্বোচ্চ স্তরে প্রাথমিক মোটর কর্টেক্স এবং প্রিমোটর কর্টেক্স বেশিরভাগ স্বেচ্ছাসেবী চলাচলের জন্য দায়ী। প্রাণী মডেলগুলি, যদিও, মোটর নিয়ন্ত্রণে প্রাসঙ্গিক এবং মেরুদণ্ডের রিফ্লেক্স এবং কেন্দ্রীয় প্যাটার্ন জেনারেটর এখনও অধ্যয়নের বিষয়। বার্নস্টাইন যদিও ল্যাশলি (1933) প্রথম মোটর সমতুল্য সমস্যা প্রণয়ন করেছিলেন, বার্নস্টাইনই ডিওএফ সমস্যাটিকে তার বর্তমান আকারে ব্যক্ত করেছিলেন। বার্নস্টাইনের গঠনে, সমস্যাটি অসীম অপ্রয়োজনীয়তা, তবুও চলাফেরার মধ্যে নমনীয়তা থেকে উদ্ভূত হয়; সুতরাং, স্নায়ুতন্ত্রকে স্পষ্টতই প্রতিবার কাজ করার সময় একটি নির্দিষ্ট মোটর সমাধান বেছে নিতে হবে। বার্নস্টাইনের গঠনে, একটি একক পেশী কখনই বিচ্ছিন্নভাবে কাজ করে না। বরং, বিপুল সংখ্যক "স্নায়ুতন্ত্র" একটি সম্পূর্ণ আন্দোলনকে সম্ভব করার জন্য সহযোগিতা করে। সি. এন. এস-এর বিভিন্ন অংশ থেকে স্নায়বিক প্রবণতা একটি আন্দোলন তৈরি করার জন্য পরিধির উপর একত্রিত হতে পারে; তবে, একটি আন্দোলনের সাথে প্রবণতাগুলির সংযোগকারী তথ্যগুলি বুঝতে এবং সমন্বয় করতে বিজ্ঞানীদের জন্য অনেক অসুবিধা রয়েছে। আমরা এখন যাকে "নমনীয়তা" বলি তার মাধ্যমে মোটর শিক্ষার গতিবিধি এবং ভবিষ্যদ্বাণী সম্পর্কে বার্নস্টেইনের যুক্তিসঙ্গত বোধগম্যতা তাঁর সময়ের জন্য বৈপ্লবিক ছিল। বার্নস্টাইনের দৃষ্টিতে, আন্দোলনগুলি সর্বদা কোনও না কোনও উপায়ে "কেন্দ্রীয় আবেগ"-এর মধ্যে যা রয়েছে তা প্রতিফলিত করতে হবে। যাইহোক, তিনি স্বীকার করেছিলেন যে প্রভাবক (ফিড-ফরওয়ার্ড) চলাচলের একমাত্র গুরুত্বপূর্ণ উপাদান নয়; প্রতিক্রিয়াও প্রয়োজনীয় ছিল। এইভাবে, বার্নস্টাইন প্রথম ব্যক্তি যিনি একটি লক্ষ্যের দিকে একটি সহজ বৃত্তের পরিবর্তে স্নায়ুতন্ত্র এবং সংবেদনশীল পরিবেশের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার একটি বদ্ধ বৃত্ত হিসাবে আন্দোলনকে বুঝতে পেরেছিলেন। তিনি অপ্রয়োজনীয় পেরিফেরাল ডিওএফ-এর কারণে অনিশ্চয়তা কাটিয়ে ওঠার উপায় হিসাবে মোটর সমন্বয়কে সংজ্ঞায়িত করেছেন। ক্রমবর্ধমান ডি. ও. এফ-এর সঙ্গে, স্নায়ুতন্ত্রের জন্য আরও জটিল, সূক্ষ্ম সাংগঠনিক নিয়ন্ত্রণ থাকা ক্রমবর্ধমানভাবে প্রয়োজন। যেহেতু মানুষ বেঁচে থাকার জন্য মানিয়ে নেয়, তাই "সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ" গতিবিধির প্রবণতা হল প্রতিচ্ছবি-প্রাচীন মানুষের কঠোর পরিবেশ থেকে বেঁচে থাকার জন্য খুব অল্প সময়ের মধ্যে ব্যথা বা প্রতিরক্ষামূলক প্রতিচ্ছবি বহন করা প্রয়োজন। যদিও, আমাদের বেশিরভাগ আন্দোলনই স্বেচ্ছাসেবী; ঐতিহাসিকভাবে স্বেচ্ছাসেবী নিয়ন্ত্রণের উপর কম জোর দেওয়া হয়েছিল বা এমনকি সম্পূর্ণরূপে উপেক্ষা করা হয়েছিল। বার্নস্টাইন স্বেচ্ছাসেবী আন্দোলনকে একটি "মোটর সমস্যা"-র চারপাশে কাঠামোগত হিসাবে দেখেছিলেন যেখানে স্নায়ুতন্ত্রের কাজ করার জন্য দুটি কারণের প্রয়োজন ছিলঃ বাস্তবতার একটি সম্পূর্ণ এবং সম্পূর্ণ উপলব্ধি, যা বহু-সংবেদনশীল সংহতকরণ দ্বারা সম্পন্ন হয় এবং স্নায়ুতন্ত্র দ্বারা সংকেতগুলির ধ্রুবক এবং সঠিক স্বীকৃতির মাধ্যমে উপলব্ধির বস্তুনিষ্ঠতা। শুধুমাত্র উভয় ক্ষেত্রেই স্নায়ুতন্ত্র একটি উপযুক্ত মোটর সমাধান বেছে নিতে পারে। অসুবিধা মানবদেহের স্নায়ুতন্ত্রের জটিলতার কারণে ডিওএফ সমস্যা এখনও অধ্যয়নের বিষয়। সমস্যাটি কেবল মোকাবিলা করা অত্যন্ত কঠিনই নয়, অধ্যয়নের ক্ষেত্রের বিশালতা তত্ত্বের সংশ্লেষণকে একটি চ্যালেঞ্জ করে তোলে। স্বাধীনতার মাত্রা গণনা মোটর নিয়ন্ত্রণের সবচেয়ে বড় সমস্যাগুলির মধ্যে একটি হল মানবদেহের জটিল স্নায়ুতন্ত্রের ডিওএফ-এর সঠিক সংখ্যা পরিমাপ করা। অপ্রয়োজনীয় পেশী এবং জয়েন্টগুলি ছাড়াও, পেশীগুলি একাধিক জয়েন্টগুলি প্রসারিত করতে পারে, যা সিস্টেমটিকে আরও জটিল করে তোলে। পেশীর দৈর্ঘ্য পরিবর্তনের সাথে সাথে পেশীর বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয়, যান্ত্রিক মডেলগুলি তৈরি করা এবং বোঝা কঠিন করে তোলে। পৃথক পেশীগুলি একাধিক স্নায়ু তন্তু (মোটর ইউনিট) দ্বারা উদ্বুদ্ধ হয় এবং এই ইউনিটগুলি যেভাবে নিয়োগ করা হয় তা একইভাবে জটিল। যদিও প্রতিটি জয়েন্টকে সাধারণত একটি অ্যাগোনিস্ট-অ্যান্টাগোনিস্ট জুটি হিসাবে বোঝা যায়, তবে সমস্ত যৌথ চলাচল স্থানীয়ভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় না। পরিশেষে, বারবার একই গতি সম্পাদন করার সময়ও গতিগতিবিদ্যা অভিন্ন নয়; আপাতদৃষ্টিতে অভিন্ন গতিবিধির সময়ও অঙ্গের অবস্থান, বেগ এবং ত্বরণে প্রাকৃতিক বৈচিত্র্য ঘটে। অধ্যয়নের প্রকার মোটর নিয়ন্ত্রণে আরেকটি অসুবিধা হল গতিবিধি অধ্যয়নের বিভিন্ন উপায়কে একত্রিত করা। মোটর নিয়ন্ত্রণ অধ্যয়নের তিনটি স্বতন্ত্র ক্ষেত্র আবির্ভূত হয়েছেঃ অঙ্গ বলবিজ্ঞান, নিউরোফিজিওলজি এবং মোটর আচরণ। অঙ্গ বলবিজ্ঞান অধ্যয়নগুলি একটি ফিল্টার হিসাবে পেরিফেরাল মোটর সিস্টেমের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যা পেশী সক্রিয়করণের নিদর্শনগুলিকে উদ্দেশ্যমূলক চলাচলে রূপান্তরিত করে। এই দৃষ্টান্তের মধ্যে, বিল্ডিং ব্লক হল একটি মোটর ইউনিট (একটি নিউরন এবং সমস্ত পেশী তন্তু যা এটি স্নায়ুতন্ত্রকে প্রভাবিত করে) এবং জটিল মডেলগুলি গতি প্রভাবিত করে এমন বহু জৈবিক কারণ বোঝার জন্য তৈরি করা হয়। এই মডেলগুলি ক্রমবর্ধমান জটিল হয়ে ওঠে যখন একাধিক জয়েন্ট বা পরিবেশগত কারণ যেমন স্থল প্রতিক্রিয়া শক্তি চালু করা হয়। নিউরোফিজিওলজি নিউরোফিজিওলজিক্যাল স্টাডিতে, মোটর সিস্টেমটি একটি বিতরণ, প্রায়শই শ্রেণিবদ্ধ ব্যবস্থা হিসাবে মডেল করা হয় যার সাথে মেরুদণ্ডের কর্ড স্ট্রেচ রিফ্লেক্সের মতো "সবচেয়ে স্বয়ংক্রিয়" গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করে এবং কর্টেক্স কোনও বস্তুর কাছে পৌঁছানোর মতো "সবচেয়ে স্বেচ্ছাসেবী" ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে, যার মধ্যে ব্রেইনস্টেম দুটির মধ্যে কোথাও একটি ফাংশন সম্পাদন করে। এই ধরনের গবেষণা প্রাথমিক মোটর কর্টেক্স (এম1) কীভাবে মোটর কাজের পরিকল্পনা এবং সম্পাদন নিয়ন্ত্রণ করে তা তদন্ত করার চেষ্টা করে। ঐতিহ্যগতভাবে, নিউরোফিজিওলজিক্যাল স্টাডিজ মানুষের মোটর নিয়ন্ত্রণকে আরও ভালভাবে বোঝার জন্য ইলেক্ট্রোফিজিওলজিকাল রেকর্ডিং এবং উদ্দীপনা সহ প্রাণী মডেল ব্যবহার করেছে। মোটর আচরণ অধ্যয়ন মোটর নিয়ন্ত্রণে স্নায়ুতন্ত্রের অভিযোজিত এবং প্রতিক্রিয়া বৈশিষ্ট্যের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। মোটর সিস্টেমটি তুলনামূলকভাবে স্বল্প সময়সীমার উপর তার যান্ত্রিক পরিবেশের পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে দেখা গেছে এবং একই সাথে মসৃণ চলাচল তৈরি করে; এই গবেষণাগুলি তদন্ত করে যে এই উল্লেখযোগ্য প্রতিক্রিয়া কীভাবে ঘটে। এই ধরনের গবেষণাগুলি তদন্ত করে যে স্নায়ুতন্ত্র কোন পরিবর্তনশীলগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে, কোন পরিবর্তনশীলগুলি কম কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় এবং কীভাবে এই নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগ করা হয়। অধ্যয়নের সাধারণ দৃষ্টান্তগুলির মধ্যে রয়েছে স্বেচ্ছায় পৌঁছনো কাজ এবং মানুষের মধ্যে স্থায়ী ভারসাম্যের বিশৃঙ্খলা। প্রাচুর্য বা অপ্রয়োজনীয়তা অবশেষে, ডিওএফ সমস্যার প্রকৃতিই প্রশ্ন উত্থাপন করে। উদাহরণস্বরূপ, স্নায়ুতন্ত্রের কি ডি. ও. এফ থেকে বেছে নিতে সত্যিই অসুবিধা হয়, নাকি বিবর্তনীয় বেঁচে থাকার জন্য ডি. ও. এফ-এর প্রাচুর্য প্রয়োজন? অত্যন্ত চরম চলাচলে, মানুষ তাদের ডিওএফ-এর সীমা অতিক্রম করতে পারে-এই ক্ষেত্রে, স্নায়ুতন্ত্রের কাছে কেবল একটি বিকল্প থাকে। অতএব, ডিওএফগুলি সর্বদা অসীম নয়। বার্নস্টাইন পরামর্শ দিয়েছেন যে আমাদের বিপুল সংখ্যক ডিওএফ মোটর শেখার অনুমতি দেয়, যেখানে স্নায়ুতন্ত্র একটি সর্বোত্তম সমাধান (উদাহরণস্বরূপ, হাঁটা এবং সাইকেল চালানো শেখা) স্থির করার আগে সম্ভাব্য মোটর সমাধানগুলির সেট "অন্বেষণ" করে। পরিশেষে, অতিরিক্ত ডিওএফগুলি মস্তিষ্ক বা মেরুদণ্ডের আঘাতের রোগীদের প্রায়শই চলাচল বজায় রাখার অনুমতি দেয় যখন বায়োমেকানিকাল ডিওএফগুলির একটি হ্রাসকৃত সেটের উপর নির্ভর করে। অতএব, "ডিগ্রি অফ ফ্রিডম প্রবলেম" একটি ভুল নাম হতে পারে এবং এই সমস্যার একটি বিবর্তনীয় সমাধান প্রদানকারী অপ্রয়োজনীয় ডিওএফগুলির সাথে "মোটর সমতুল্য সমস্যা" হিসাবে আরও ভালভাবে বোঝা যায়। অনুমান এবং প্রস্তাবিত সমাধান সমাধান বা ধারণাগত মডেল দেওয়ার অনেক প্রচেষ্টা করা হয়েছে যা ডিওএফ সমস্যাকে ব্যাখ্যা করে। প্রথম অনুমানগুলির মধ্যে একটি ছিল ফিটসের আইন, যা বলে যে একটি পৌঁছানোর কাজে চলাচলের গতি এবং চলাচলের নির্ভুলতার মধ্যে একটি বিনিময় অবশ্যই ঘটতে হবে। তারপর থেকে আরও অনেক তত্ত্ব দেওয়া হয়েছে। সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ অনুমান মোটর নিয়ন্ত্রণ বোঝার জন্য একটি সাধারণ দৃষ্টান্ত, সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণকে "কার্য সম্পাদনের একটি প্রদত্ত দিকের জন্য মোটর নিয়ন্ত্রণকে অনুকূল করা" বা কোনও চলাচলের সাথে সম্পর্কিত একটি নির্দিষ্ট "খরচ" হ্রাস করার উপায় হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। এই "খরচ ফাংশন" কার্য-লক্ষ্যের উপর নির্ভর করে ভিন্ন হতে পারে; উদাহরণস্বরূপ, ন্যূনতম শক্তি ব্যয় গতিশীলতার সাথে যুক্ত একটি কার্য-পরিবর্তনশীল হতে পারে, যখন সুনির্দিষ্ট গতিপথ এবং অবস্থানগত নিয়ন্ত্রণ একটি বস্তুর জন্য পৌঁছানোর সাথে যুক্ত একটি কার্য-পরিবর্তনশীল হতে পারে। উপরন্তু, খরচ ফাংশন বেশ জটিল হতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, এটি ফাংশনের পরিবর্তে একটি কার্যকরী হতে পারে) এবং অভ্যন্তরীণ স্থানের উপস্থাপনাগুলির সাথেও সম্পর্কিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, বায়োমেকানিকাল জিহ্বা মডেল (বি. টি. এম) দ্বারা উত্পাদিত বক্তৃতা, অভ্যন্তরীণ মডেল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত যা সম্পাদিত কাজের সাথে সম্পর্কিত সীমাবদ্ধতার অধীনে অভ্যন্তরীণ স্থানে ভ্রমণ করা পথের দৈর্ঘ্যকে হ্রাস করে (যেমন, বক্তৃতার গুণমান, জিহ্বার কঠোরতা), বেশ বাস্তবসম্মত বলে দেখা গেছে। সংক্ষেপে, সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণের লক্ষ্য হল "নীতিগত উপায়ে স্বাধীনতার মাত্রা হ্রাস করা"। সমস্ত সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার দুটি মূল উপাদান হলঃ একটি "রাষ্ট্র প্রাক্কলনকারী" যা স্নায়ুতন্ত্রকে বলে যে এটি কী করছে, যার মধ্যে রয়েছে সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়া এবং মোটর কমান্ডের একটি নিষ্ক্রিয় অনুলিপি; এবং কাজের লক্ষ্যের উপর ভিত্তি করে সামঞ্জস্যযোগ্য প্রতিক্রিয়া লাভ। এই সামঞ্জস্যযোগ্য লাভের একটি উপাদান হতে পারে একটি "ন্যূনতম হস্তক্ষেপ নীতি" যেখানে স্নায়ুতন্ত্র একটি আন্দোলনের সম্পূর্ণতাকে ব্যাপকভাবে সংশোধন করার পরিবর্তে শুধুমাত্র নির্বাচিত ত্রুটি সংশোধন করে। ওপেন এবং ক্লোজ-লুপ মডেল সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণের ওপেন-লুপ এবং ক্লোজ-লুপ মডেল উভয়ই অধ্যয়ন করা হয়েছে; পূর্ববর্তীটি সাধারণত সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়ার ভূমিকা উপেক্ষা করে, অন্যদিকে সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত করার প্রচেষ্টা করে, যার মধ্যে চলাফেরার সাথে জড়িত সংবেদনশীল ব্যবস্থার সাথে সম্পর্কিত বিলম্ব এবং অনিশ্চয়তা অন্তর্ভুক্ত থাকে। ওপেন-লুপ মডেলগুলি সহজ তবে গুরুতর সীমাবদ্ধতা রয়েছে-তারা স্নায়ুতন্ত্রে পূর্ব রেকর্ড করা একটি গতিবিধির মডেল তৈরি করে, সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়া উপেক্ষা করে এবং একই টাস্ক-গোলের সাথে চলাফেরার মধ্যে পরিবর্তনশীলতার মডেল তৈরি করতে ব্যর্থ হয়। উভয় মডেলেই প্রাথমিক অসুবিধা হল চলাচলের সঙ্গে যুক্ত খরচ চিহ্নিত করা। ন্যূনতম শক্তি ব্যয় এবং একটি "মসৃণতা" ক্রিয়াকলাপের মতো ব্যয়ের পরিবর্তনশীলগুলির মিশ্রণ একটি সাধারণ কর্মক্ষমতার মানদণ্ডের জন্য সর্বাধিক সম্ভাব্য পছন্দ। শেখা এবং সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ বার্নস্টাইন পরামর্শ দিয়েছিলেন যে মানুষ যখন একটি নড়াচড়া শেখে, তখন আমরা প্রথমে শক্ত নিয়ন্ত্রণের জন্য পেশী শক্ত করে আমাদের ডিওএফগুলি হ্রাস করি, তারপর ধীরে ধীরে "আলগা" হয়ে কাজটি আরও আরামদায়ক হয়ে ওঠার সাথে সাথে উপলব্ধ ডিওএফগুলি অন্বেষণ করি এবং সেখান থেকে একটি সর্বোত্তম সমাধান খুঁজে পাই। সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে, এটি অনুমান করা হয়েছে যে স্নায়ুতন্ত্র একটি সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ অনুসন্ধান কৌশলের মাধ্যমে কাজ-নির্দিষ্ট পরিবর্তনশীল খুঁজে বের করতে শিখতে পারে। এটি দেখানো হয়েছে যে একটি ভিজুওমোটর পৌঁছানোর কাজে অভিযোজন সর্বোত্তমভাবে সুর করা হয় যাতে পরীক্ষার সময় চলাচলের গতিপথের খরচ হ্রাস পায়। এই ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে স্নায়ুতন্ত্র সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণের অ-অভিযোজিত এবং অভিযোজিত উভয় প্রক্রিয়াতেই সক্ষম। উপরন্তু, এই এবং অন্যান্য ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে একটি নিয়ন্ত্রণ পরিবর্তনশীল হওয়ার পরিবর্তে, সামঞ্জস্যপূর্ণ চলাচলের গতিপথ এবং বেগ প্রোফাইলগুলি একটি অভিযোজিত সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়ার প্রাকৃতিক ফলাফল। সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণের সীমাবদ্ধতা সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ হল মোটর নিয়ন্ত্রণ এবং মোটর সমতুল্য সমস্যা বোঝার একটি উপায়, তবে স্নায়ুতন্ত্র সম্পর্কে বেশিরভাগ গাণিতিক তত্ত্বের মতো এরও সীমাবদ্ধতা রয়েছে। আচরণগত ভবিষ্যদ্বাণী করার আগে তত্ত্বটির অবশ্যই নির্দিষ্ট তথ্য থাকতে হবেঃ একটি আন্দোলনের খরচ এবং পুরষ্কার কী, কাজের সীমাবদ্ধতা কী এবং রাষ্ট্রের অনুমান কীভাবে হয়। সংক্ষেপে, সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণের অসুবিধা হল স্নায়ুতন্ত্র কীভাবে একটি নিয়ন্ত্রণ কৌশল সঠিকভাবে সম্পাদন করে তা বোঝা। একাধিক কার্যকরী সময়-স্কেল প্রক্রিয়াটিকে জটিল করে তোলে, যার মধ্যে রয়েছে সংবেদনশীল বিলম্ব, পেশী ক্লান্তি, বাহ্যিক পরিবেশের পরিবর্তন এবং ব্যয়-শিক্ষা। পেশী সমন্বয় অনুমান স্নায়ুতন্ত্রকে অবশ্যই কাজ করতে হবে এমন পেশীবহুল ডি. ও. এফ-এর সংখ্যা হ্রাস করার জন্য, এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে স্নায়ুতন্ত্র পৃথক পেশীগুলির পরিবর্তে পেশী সমন্বয় বা সহ-সক্রিয় পেশীগুলির গোষ্ঠীগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে। বিশেষত, একটি পেশী সমন্বয়কে "একটি ভেক্টর হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে যা আপেক্ষিক পেশী সক্রিয়করণের একটি প্যাটার্ন নির্দিষ্ট করে; প্রতিটি সমন্বয়ের পরম সক্রিয়করণ একটি একক স্নায়বিক কমান্ড সংকেত দ্বারা নিয়ন্ত্রিত বলে মনে করা হয়।" সহ-সক্রিয়করণের নির্দিষ্ট অনুপাতে প্রতিটি সমন্বয়ের মধ্যে একাধিক পেশী থাকে এবং একাধিক সমন্বয় একই পেশী ধারণ করতে পারে। এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে স্নায়বিক এবং পেশীবহুল সিস্টেমের সীমাবদ্ধতা এবং বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি মিথস্ক্রিয়া থেকে পেশী সমন্বয় উদ্ভূত হয়। এই সংগঠনের জন্য স্নায়ুতন্ত্রের জন্য পৃথক পেশী নিয়ন্ত্রণের তুলনায় কম গণনামূলক প্রচেষ্টার প্রয়োজন হতে পারে কারণ পৃথক পেশীগুলির তুলনায় একটি আচরণ ব্যাখ্যা করার জন্য কম সমন্বয় প্রয়োজন। উপরন্তু, এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে আচরণগুলি শেখা এবং/অথবা অনুকূলিত হওয়ার সাথে সাথে সমন্বয়গুলি নিজেরাই পরিবর্তিত হতে পারে। যাইহোক, সমন্বয় কিছু মাত্রায় সহজাতও হতে পারে, যা খুব অল্প বয়সে মানুষের ভঙ্গিমা প্রতিক্রিয়া দ্বারা প্রস্তাবিত হয়। পেশী সমন্বয় অনুমানের একটি মূল বিষয় হল যে সমন্বয়গুলি নিম্ন-মাত্রিক এবং এইভাবে মাত্র কয়েকটি সমন্বয় একটি জটিল আন্দোলনের জন্য দায়ী হতে পারে। এই কাঠামোর প্রমাণ পাওয়া যায় ব্যাঙ, বিড়াল এবং মানুষের মধ্যে ইলেক্ট্রোমিওগ্রাফিক্যাল (ই. এম. জি) তথ্য থেকে, যেখানে প্রধান উপাদান বিশ্লেষণ এবং অ-নেতিবাচক ম্যাট্রিক্স ফ্যাক্টরাইজেশনের মতো বিভিন্ন গাণিতিক পদ্ধতি পেশী সক্রিয়করণের ধরণ থেকে সমন্বয় "বের করতে" ব্যবহার করা হয়। লাথি মারা, লাফ দেওয়া, সাঁতার কাটা এবং ব্যাঙের মধ্যে হাঁটার মতো বিভিন্ন কাজেও সমন্বয় কাঠামোতে সাদৃশ্য লক্ষ্য করা গেছে। আরও প্রমাণ স্ট্রোক রোগীদের কাছ থেকে আসে, যারা নির্দিষ্ট কাজে কম সমন্বয় ব্যবহার করতে দেখা গেছে; কিছু স্ট্রোক রোগী স্বাস্থ্যকর বিষয় হিসাবে তুলনামূলক সংখ্যক সমন্বয় ব্যবহার করেছিলেন, তবে মোটর কর্মক্ষমতা হ্রাসের সাথে। এই তথ্যগুলি পরামর্শ দেয় যে একটি সিনার্জি গঠন শক্তিশালী এবং একটি শ্রেণিবদ্ধ স্নায়বিক নিয়ন্ত্রকের সর্বনিম্ন স্তরে থাকতে পারে। ইকুইলিব্রিয়াম পয়েন্ট হাইপোথিসিস এবং থ্রেশহোল্ড কন্ট্রোল ইকুইলিব্রিয়াম পয়েন্ট হাইপোথিসিস-এ, সমস্ত নড়াচড়া স্নায়ুতন্ত্র দ্বারা একটি কাঙ্ক্ষিত গতিপথ বরাবর ইকুইলিব্রিয়াম পয়েন্টগুলির ধীরে ধীরে পরিবর্তনের মাধ্যমে তৈরি হয়। এই অর্থে "ভারসাম্য বিন্দু" বলতে এমন একটি অবস্থাকে বোঝানো হয় যেখানে একটি ক্ষেত্রের শূন্য বল থাকে, যার অর্থ বিরোধী পেশীগুলি একে অপরের সাথে ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থায় থাকে, যেমন দুটি রাবার ব্যান্ড জয়েন্টকে একটি স্থিতিশীল অবস্থানে টেনে নিয়ে যায়। ভারসাম্য বিন্দু নিয়ন্ত্রণকে "প্রান্তিক নিয়ন্ত্রণ" ও বলা হয় কারণ সি. এন. এস থেকে পরিধিতে পাঠানো সংকেতগুলি প্রতিটি পেশীর প্রান্তিক দৈর্ঘ্যকে সংশোধন করে বলে মনে করা হয়। এই তত্ত্বে, মোটর নিউরনগুলি পেশীগুলিতে কমান্ড পাঠায়, যা একটি পেশীর মধ্যে বল-দৈর্ঘ্যের সম্পর্ককে পরিবর্তন করে, যার ফলে সিস্টেমের ভারসাম্য বিন্দু পরিবর্তিত হয়। স্নায়ুতন্ত্রের সরাসরি অঙ্গের গতিবিদ্যা অনুমান করার প্রয়োজন হবে না, বরং পেশী এবং মেরুদণ্ডের প্রতিফলনগুলি সিস্টেমের অবস্থা সম্পর্কে সমস্ত প্রয়োজনীয় তথ্য সরবরাহ করবে। ভারসাম্য-বিন্দু অনুমানটি যথাযথ অভ্যন্তরীণ মডেল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত জৈব-যান্ত্রিক রোবটের নকশার জন্যও উপযুক্ত বলে জানা গেছে। বল নিয়ন্ত্রণ এবং অভ্যন্তরীণ মডেল বল নিয়ন্ত্রণ অনুমান বলে যে স্নায়ুতন্ত্র গতির গতিপথ নির্ধারণ করতে এবং ডিওএফ হ্রাস করতে শক্তির গণনা এবং সরাসরি নির্দিষ্টকরণ ব্যবহার করে। এই তত্ত্বে, স্নায়ুতন্ত্রকে অবশ্যই অভ্যন্তরীণ মডেল গঠন করতে হবে-পার্শ্ববর্তী পরিবেশের পরিপ্রেক্ষিতে শরীরের গতিশীলতার একটি উপস্থাপনা। একটি স্নায়ুতন্ত্র যা বল নিয়ন্ত্রণ করে তা অবশ্যই পূর্বাভাসকৃত গতিবিদ্যার উপর ভিত্তি করে টর্ক তৈরি করতে হবে, একটি প্রক্রিয়া যাকে বিপরীত গতিবিদ্যা বলা হয়। স্নায়ুতন্ত্রে গতির ফিড-ফরওয়ার্ড (ভবিষ্যদ্বাণীমূলক) এবং প্রতিক্রিয়া মডেল উভয়ই এই প্রক্রিয়ায় ভূমিকা পালন করতে পারে। অনিয়ন্ত্রিত ম্যানিফোল্ড (ইউ. সি. এম) অনুমান এটি লক্ষ্য করা গেছে যে স্নায়ুতন্ত্র একটি কাজের সম্পাদনের সাথে প্রাসঙ্গিক নির্দিষ্ট চলকগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে, অন্য চলকগুলিকে পরিবর্তিত হতে মুক্ত রাখে; এটিকে অনিয়ন্ত্রিত ম্যানিফোল্ড হাইপোথিসিস (ইউ. সি. এম) বলা হয়। অনিয়ন্ত্রিত ম্যানিফোল্ডকে কার্য সম্পাদনের উপর প্রভাব না ফেলে এমন চলকের সেট হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়; জ্যাকোবিয়ান স্পেসে এই সেটের লম্ব চলকগুলিকে নিয়ন্ত্রিত চলক (সিএম) হিসাবে বিবেচনা করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি সিট-টু-স্ট্যান্ড কাজের সময়, অনুভূমিক সমতলে মাথা এবং ভরের কেন্দ্রের অবস্থান হাতের গতির মতো অন্যান্য চলকের তুলনায় আরও শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়। আরেকটি গবেষণা ইঙ্গিত করে যে জৈব-রোবট দ্বারা উত্পাদিত জিহ্বার চলাচলের গুণমান, যা একটি বিশেষভাবে পরিকল্পিত অভ্যন্তরীণ মডেল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, কার্যত জিহ্বার কঠোরতার সাথে সম্পর্কহীন; অন্য কথায়, বক্তৃতা উৎপাদনের সময় প্রাসঙ্গিক পরামিতি হল কথা বলার গুণমান, যেখানে কঠোরতা বরং অপ্রাসঙ্গিক। একই সময়ে, জিহ্বার শরীরে 'কঠোরতা' স্তরের কঠোর প্রেসক্রিপশন বক্তৃতা উৎপাদনকে প্রভাবিত করে এবং কিছু পরিবর্তনশীলতা তৈরি করে, যা তবে, বক্তৃতা মানের জন্য গুরুত্বপূর্ণ নয় (অন্তত, কঠোরতা 'স্তরের যুক্তিসঙ্গত পরিসরে)। বার্নস্টাইনের মূল তত্ত্বের পরিপ্রেক্ষিতে ইউসিএম তত্ত্বটি যুক্তিসঙ্গত কারণ এটি স্নায়ুতন্ত্রকে পৃথক পেশী বা জয়েন্টগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করার পরিবর্তে কেবল কার্য সম্পাদনের সাথে প্রাসঙ্গিক ভেরিয়েবলগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করতে বাধ্য করে। আন্দোলনের নির্বাচন সম্পর্কে সমস্ত তত্ত্ব পারস্পরিক একচেটিয়া নয়। প্রয়োজনীয়ভাবে, এগুলির সবকটিতেই অপ্রয়োজনীয় ডিওএফ হ্রাস বা নির্মূল করা জড়িত। সর্বোত্তম প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ইউসিএম তত্ত্বের সাথে এই অর্থে সম্পর্কিত যে সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ আইন স্নায়ুতন্ত্রের জন্য কম গুরুত্বের নির্দিষ্ট মাত্রা (ইউসিএম) বরাবর কাজ নাও করতে পারে। উপরন্তু, নির্দিষ্ট দিকগুলিতে নিয়ন্ত্রণের এই অভাব বোঝায় যে নিয়ন্ত্রিত চলকগুলি আরও শক্তভাবে সম্পর্কযুক্ত হবে; এই সম্পর্কটি পেশী সমন্বয়গুলির নিম্ন-মাত্রিকায় দেখা যায়। উপরন্তু, এই তত্ত্বগুলির বেশিরভাগই কিছু ধরণের প্রতিক্রিয়া এবং ফিড-ফরওয়ার্ড মডেলগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে যা স্নায়ুতন্ত্রকে অবশ্যই ব্যবহার করতে হবে। এই তত্ত্বগুলির বেশিরভাগই সাধারণত শীর্ষে কর্টিকাল অঞ্চল এবং সর্বনিম্ন স্তরে পেরিফেরাল আউটপুট সহ কিছু ধরণের শ্রেণিবদ্ধ স্নায়বিক নিয়ন্ত্রণ প্রকল্পকেও অন্তর্ভুক্ত করে। যাইহোক, কোনও তত্ত্বই নিখুঁত নয়; যতক্ষণ না স্নায়ুতন্ত্র অসম্পূর্ণভাবে বোঝা যায় ততক্ষণ ডিওএফ সমস্যা প্রাসঙ্গিক থাকবে। আরও দেখুন মোটর নিয়ন্ত্রণ মোটর সমন্বয় মোটর লার্নিং নিকোলাই বার্নস্টাইন সিক্স ডিগ্রি অফ ফ্রিডম রেফারেন্স মোটর নিয়ন্ত্রণ