ในด้านจิตวิทยาและประสาทวิทยาศาสตร์การวางแผนการเคลื่อนไหวคือชุดของกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาตอบสนอง (เวลาระหว่างการนำเสนอสิ่งเร้าให้กับบุคคลและการเริ่มต้นการตอบสนองทางมอเตอร์ของบุคคลนั้น) โดยทั่วไป คำนี้ใช้กับกระบวนการใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมการเคลื่อนไหวในช่วงเวลาตอบสนอง รวมถึง กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับ การรับรู้และกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการกระทำ^{[ 1 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การวางแผนการเคลื่อนไหวหมายถึงกระบวนการใดๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างเวลาตอบสนอง (RT) เพื่อเตรียมการเคลื่อนไหวที่จะเกิดขึ้น^{[ 2 ]}คำจำกัดความนี้อาจรวมถึงการเตรียมการเคลื่อนไหวที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวโดยตรง ตัวอย่างเช่น การระบุสิ่งเร้าที่เกี่ยวข้องกับงานนั้นอยู่ในความหมายปกติของคำว่า "การวางแผนการเคลื่อนไหว" แต่กระบวนการระบุนี้ไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวโดยตรง

Wong และเพื่อนร่วมงาน (2015) ได้เสนอคำจำกัดความที่แคบกว่าเพื่อรวมเฉพาะกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวเท่านั้น: "การระบุวิถีการเคลื่อนไหวสำหรับการกระทำที่ต้องการ คำอธิบายว่าปลายแขนกลจะสร้างการกระทำดังกล่าวได้อย่างไร และสุดท้าย คำอธิบายชุดวิถีข้อต่อหรือการกระตุ้นกล้ามเนื้อทั้งหมดที่จำเป็นในการดำเนินการเคลื่อนไหว" ^{[ 2 ]}

การวางแผนการเคลื่อนไหวได้รับการอธิบายโดยแบบจำลองทางทฤษฎีหลายแบบที่แข่งขันกันและเสริมซึ่งกันและกัน โดยทั่วไปแล้ว การวางแผนการเคลื่อนไหวในความหมายกว้างๆ จะถูกอธิบายว่ามีกระบวนการลำดับชั้นที่แตกต่างกันสามขั้นตอน

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยความสนใจโดยที่บุคคลจะเลือกวัตถุที่สนใจจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ^{[ 2 ]}จากนั้นพวกเขาจะใช้กฎการรับรู้ (เช่น "เอื้อมมือไปหยิบแก้วสีแดง") ซึ่งจะนำไปสู่ การสร้าง เป้าหมายการเคลื่อนไหวโดยที่ความสนใจและกฎต่างๆ จะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อระบุผลลัพธ์ที่ต้องการ^{[ 2 ]}

Rosenbaum et al. (2004) ได้นำเสนอแบบจำลองการวางแผนตามท่าทาง ซึ่งระบุการกำหนดค่าแขนขาหรือท่าทางเป้าหมายที่เหมาะสมที่สุดเพื่อปฏิบัติงานตามเป้าหมายก่อน จากนั้นจึงระบุการเคลื่อนไหวเพื่อให้ได้ท่าทางนั้น หลังจากเลือกท่าทางแล้ว ระบบจะเลือกวิถีการเคลื่อนไหวเพื่อไปถึงท่าทางนั้น^{[ 3 ]}

สมองใช้กลไกภายในที่เรียกว่าแบบจำลองผกผันหรือแบบจำลองไปข้างหน้า^{[ 4 ]}แบบจำลองผกผันสร้างคำสั่งการเคลื่อนไหวเพื่อให้ได้วิถีที่ต้องการโดยอัตโนมัติ^{[ 4 ]}เมื่อทำงานใหม่ ผู้คนมักจะพึ่งพาแบบจำลองไปข้างหน้ามากกว่า^{[ 5 ]}ซึ่งทำนายผลลัพธ์ทางประสาทสัมผัสจากคำสั่งการเคลื่อนไหวที่กำหนด^{[ 4 ]} Rosenbaum และคณะเสนอว่าการเคลื่อนไหวหนึ่งครั้งสามารถมีจุดประสงค์หลายอย่าง (เช่น การเอื้อมไปหยิบแก้วสีแดงในขณะที่หลีกเลี่ยงการสัมผัสจานแก้วที่ซ้อนกัน) และข้อจำกัดดังกล่าวสร้างลำดับชั้นเพื่อแก้ไขความไม่แน่นอน (การกำจัดตามแง่มุม^{[ 6 ]} ) ^{[ 3 ]}ข้อจำกัดระดับสูงสุดคือเป้าหมายสุดท้าย ("เอื้อมไปหยิบแก้วสีแดง") และข้อจำกัดที่ต่ำกว่า ได้แก่ การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง การลดความพยายาม และการรับรองความเสถียรขั้นสุดท้ายของท่าทาง จากตัวเลือกการเคลื่อนไหว ระบบประสาทส่วนกลางจะเลือกตัวเลือกที่จะดำเนินการผ่านการเลือกที่เหมาะสมที่สุดโดยพิจารณาจากหลายแง่มุม

• พลวัตของแขนขา แต่ละส่วนของแขนขา (นิ้ว ข้อมือ แขนท่อนล่าง) มีการผสมผสานระหว่างแอมพลิจูดและความถี่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเคลื่อนไหวที่มีประสิทธิภาพ และแขนขาที่ยาวและหนักกว่า (เช่น แขนท่อนล่าง) จะชอบการเคลื่อนไหวที่มีความถี่ต่ำและแอมพลิจูดสูง ในขณะที่แขนขาที่สั้นกว่าจะชอบการเคลื่อนไหวแบบอื่น^{[ 3 ] [ 7 ]}วิถีการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมที่สุดมักจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากความสั่นสะเทือนของแขนขาและความสบายในท่าสุดท้าย^{[ 3 ]}
• ความจำด้านการเคลื่อนไหว แม้จะมีกลไกเพื่อให้การเคลื่อนไหวมีประสิทธิภาพ แต่ผู้คนมักจะพึ่งพากลยุทธ์ที่เคยใช้มาก่อน แม้ว่าจะต้องใช้ความพยายามและไม่ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดก็ตาม^{[ 8 ]}ท่าทางเป้าหมายใดๆ ก็ตามมักมีวิธีแก้ปัญหาหลายวิธี และการเลือกเส้นทางจากตัวเลือกที่เป็นไปได้บางครั้งอาจขึ้นอยู่กับประสบการณ์การเรียนรู้ก่อนหน้านี้^{[ 8 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อทำภารกิจใหม่และความจำไม่เกี่ยวข้อง ผู้คนมักมีอคติเริ่มต้นไปสู่การปรับให้เหมาะสมที่สุด^{[ 9 ]}
• การควบคุมแบบป้อนกลับที่เหมาะสมที่สุด (OFC) OFC ซึ่งเสนอโดย Todorov & Jordan (2002) ให้การป้อนกลับทางประสาทสัมผัสเพื่อชี้นำและแก้ไขการเคลื่อนไหว^{[ 10 ]}งานวิจัยล่าสุดเพิ่มเติมว่ากระบวนการเลือกวิถีเกี่ยวข้องกับ OFC ซึ่งพยายามลดต้นทุนของการเคลื่อนไหวที่กำลังดำเนินอยู่ เช่น ความพยายาม ความแม่นยำ และความสำเร็จเชิงความน่าจะเป็น นอกเหนือจากการปรับให้เหมาะสมในระดับท้องถิ่นของส่วนแขนขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อดำเนินการภายใต้ความไม่แน่นอน^{[ 2 ] [ 9 ]}โมเดลนี้อธิบายว่าการเคลื่อนไหวได้รับการชี้นำและแก้ไขอย่างต่อเนื่องโดย OFC ที่เกิดขึ้นพร้อมกับการดำเนินการ และคำสั่งของกล้ามเนื้อจะถูกส่งเพื่อให้ตรงตามข้อจำกัดสูงสุดในขณะที่ติดตามวิถีคร่าวๆ ที่ร่างโดยกลไก มีหลายวิธีแก้ปัญหาสำหรับเป้าหมายสุดท้าย และการป้อนกลับจะประเมินวิธีแก้ปัญหาเหล่านั้นและสั่งให้สลับระหว่างวิถีหนึ่งไปยังอีกวิถีหนึ่งหากจำเป็น^{[ 11 ]}

คำสั่งมอเตอร์ที่สร้างขึ้นในขั้นตอนที่สองจะสั่งให้กล้ามเนื้อเคลื่อนไหว โดยปรับให้เข้ากับ OFC ที่ได้รับพร้อมกัน กลไกภายในอีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่าแบบจำลองไปข้างหน้า ซึ่งทำนายผลลัพธ์ทางประสาทสัมผัสจากคำสั่งมอเตอร์ที่กำหนด รวมกับแบบจำลองผกผัน จะใช้เพื่อให้ข้อมูลป้อนกลับสำหรับการแก้ไขการเคลื่อนไหว^{[ 12 ]}

เครือข่ายที่กระจายตัวของบริเวณเปลือกสมองและบริเวณใต้เปลือกสมองสนับสนุนการวางแผนการเคลื่อนไหวผ่านกิจกรรมเตรียมการ เครือข่ายนี้ใช้ปฏิสัมพันธ์แบบไดนามิกเพื่อบูรณาการคำสั่งการเคลื่อนไหว สภาวะภายใน และการตัดสินใจด้านการรับรู้ แม้ว่าจะมีความพยายามมากมายในการระบุบทบาทของแต่ละภูมิภาค แต่หน้าที่ที่ชัดเจนของภูมิภาคเหล่านั้นยังคงอยู่ระหว่างการวิจัย

แม้ว่าบทบาทจะแตกต่างกัน แต่ พบว่า คอร์เทกซ์มอเตอร์ หลัก (M1) และคอร์เทกซ์พรีมอเตอร์ด้านล่างและด้านบน (PMv, PMd) เป็นศูนย์กลางในการวางแผนการเคลื่อนไหว

PM แปลเป้าหมายระดับสูงเป็นคำสั่งการเคลื่อนไหว โดยเซลล์ประสาทจะทำงานเฉพาะเมื่อต้องการการเคลื่อนไหวที่เฉพาะเจาะจง^{[ 13 ] [ 2 ] [ 14 ]}

แม้ว่างานวิจัยบางชิ้นจะมีความแตกต่างกันในระดับการมีส่วนร่วมของ M1 ในขั้นตอนการวางแผน^{[ 14 ]}แต่การศึกษาในสัตว์จำนวนมากชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมเตรียมการจะแข็งแกร่งกว่าใน PM ในขณะที่ M1 มีบทบาทเด่นกว่าในการดำเนินการเคลื่อนไหว^{[ 2 ] [ 13 ] [ 15 ]}การ ศึกษา fMRIในมนุษย์เผยให้เห็นว่ามีกิจกรรมใน M1 น้อยลงในระหว่างการจินตนาการการเคลื่อนไหวเมื่อเทียบกับการดำเนินการ^{[ 14 ]} (การจินตนาการการเคลื่อนไหวและการวางแผนการเคลื่อนไหวใช้กลไกประสาทร่วมกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้แบบจำลองไปข้างหน้า^{[ 5 ]} ) อย่างไรก็ตาม บทบาทที่แม่นยำและชัดเจนของ M1 ในการวางแผนการเคลื่อนไหวยังอยู่ระหว่างการวิจัย ขาดความหลากหลายในลักษณะของงานและสายพันธุ์ตัวอย่าง

• ทาลามัสมีหน้าที่รักษาการทำงานเตรียมการผ่านการสื่อสารแบบสองทาง (วงจรแบบโต้ตอบ) กับคอร์เทกซ์มอเตอร์^{[ 13 ] [ 2 ]}
• ฐานสมองฐานสมองมีปฏิสัมพันธ์กับบริเวณคอร์เทกซ์ที่เกี่ยวข้องเพื่อเลือกงานและมีส่วนร่วมในการระบุการกระทำมอเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับเป้าหมายพฤติกรรมที่กำหนดและใช้กฎการรับรู้ที่สอดคล้องกัน และระงับการเคลื่อนไหวที่แข่งขันกัน/ไม่เกี่ยวข้อง^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}
• สมองน้อยมีความเห็นพ้องกันโดยทั่วไปจากการวิจัยว่าสมองน้อยทำหน้าที่ปรับจังหวะการเคลื่อนไหวให้ละเอียด^{[ 13 ] [ 17 ]}

บริเวณใต้เปลือกสมองและเปลือกสมองเหล่านี้สร้างวงจรหลายวงที่ชี้ไปยังกันและกันและภายในบริเวณต่างๆ โดยส่งข้อมูลประสาทสัมผัส คำสั่ง และข้อเสนอแนะสำหรับการดำเนินการ^{[ 13 ] [ 18 ]}

เด็กในระยะนี้สามารถเคลื่อนไหวแบบง่ายๆ ได้ แต่มีปัญหาในการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนกว่า พวกเขามักจะเลือกวิธีที่ง่ายที่สุดในการจับวัตถุ โดยให้ความสำคัญกับความสะดวกสบายในท่าเริ่มต้นมากกว่าการปรับการจับเพื่อการเคลื่อนไหวต่อไปหรือความสะดวกสบายในท่าสุดท้าย^{[ 19 ] [ 20 ]}

ระยะนี้เป็นช่วงเปลี่ยนผ่านที่เด็ก ๆ พัฒนาความสามารถในการวางแผนการเคลื่อนไหว อย่างมีนัยสำคัญ ^{[ 21 ]}การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นถึงการลดลงของประสิทธิภาพในการวางแผน (เช่น กลยุทธ์มือเดียว) เมื่อเทียบกับเด็กอายุ 6 ขวบ ก่อนที่จะสามารถประสานงานมือทั้งสองข้างเข้าด้วยกันได้^{[ 21 ] [ 20 ]}นี่อาจเป็นเพราะการบูรณาการสัญญาณทางประสาทสัมผัสและการรับรู้มากขึ้น^{[ 20 ]}เวลาตอบสนองลดลงเมื่ออายุเพิ่มขึ้น แม้ว่าเวลาที่ใช้ในการทำงานง่าย ๆ จะใกล้เคียงกันในเด็กส่วนใหญ่^{[ 19 ]}

เด็กส่วนใหญ่สามารถใช้กลยุทธ์ความสะดวกสบายขั้นสุดท้ายได้เมื่ออายุ 10 ปี^{[ 20 ]}และปรับใช้การประสานงานสองมือที่มีประสิทธิภาพ^{[ 21 ]}ในขณะที่งานที่ซับซ้อนมากยังคงเป็นเรื่องท้าทาย^{[ 19 ]}