Einflussgrößen auf die sensomotorische Adaptation, Kognition und Propriozeption

Dissertation / Doktorarbeit von Katja Pipereit

Einleitung:

Die Aneignung kognitiver und motorischer Fähig- und Fertigkeiten spielt in der Entwicklung des Menschen eine zentrale Rolle. Nicht nur im Sport, sondern auch in vielen anderen alltäglichen und beruflichen Situationen müssen neue Dinge und Bewegungen erlernt oder bereits bekannte verändert oder verbessert werden. So erfordern wechselnde Pistenqualitäten beim Skifahren ebenso eine ständige Anpassung wie das Laufen auf verschiedenen Untergründen oder die Benutzung eines Touch-Pads eines neuen Laptops anstatt der gewohnten Maus.

Für jeden von uns ist es demnach normal, Bewegungsabläufe neu zu erlernen oder anzupassen. Oft geschieht das nebenbei und unbewusst. Aber was geht dabei vor sich? Wie läuft dieses Lernen ab und wovon wird es beeinflusst? Hat das, was wir früher gelernt haben, einen Einfluss auf das Lernen neuer Dinge?

Zu einigen dieser Fragen gibt es wissenschaftliche Untersuchungen, doch sowohl viele Mechanismen des Lernens als auch Einflussfaktoren auf das Lernen sind bis heute noch unklar. Mit den einzelnen Experimenten dieser Arbeit werden Grundlagen des motorischen Lernens untersucht, vor allem im Hinblick auf die Rolle der Kognition und der Propriozeption.

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Aspekte der sensomotorischen Adaptation untersucht, vor allem die Rolle der Kognition und der Propriozeption.

Zwei Vorexperimente schafften zunächst wichtige Grundlagen für die folgenden Experimente: Zum einen sollte eine geeignete Verteilung von Zielpunkten bei Experimenten mit Zeigebewegungen gefunden und zum anderen die Wirkung eines elastischen Stabes als mechanische Störung erprobt werden.

Anschließend wurde die Rolle der Kognition bei der sensomotorischen Adaptation mit Hilfe der Doppelaufgaben-Methode unter Benutzung verschiedener Reaktionsaufgaben als Zweitaufgabe hinterfragt. In den letzten drei Experimenten dieser Arbeit wurde mit Vibration gearbeitet. Dabei wurde zuerst die Wirkung eines Vibrationsaufbaus auf die Propriozep-tion und danach die Rolle der Propriozeption bei der Adaptation an eine visuelle und eine mechanische Störung untersucht.

Die Ergebnisse der durchgeführten Experimente lassen folgende Rückschlüsse auf die sensomotorische Adaptation zu: Bei der Adaptation an Rotationen der visuellen Rückmeldung und deren Transfer auf ungeübte Bewegungsrichtungen spielt die Anzahl der Ziele bei Zeigebewegungen eine wichtigere Rolle als deren Verteilung im Arbeitsraum. Außerdem führt eine Rotation der visuellen Rückmeldung im Uhrzeigersinn verglichen mit der entgegen dem Uhrzeigersinn zu einer vollständigeren Adaptation und Retention sowie zu einem besseren Transfer.

Weiterhin wurde in dieser Arbeit deutlich, dass ein elastischer Stab keine geeignete mechanische Störung für Adaptationsexperimente darstellt, da keine Variable gefunden werden konnte, für die eine typische Adaptationskurve die Anpassung an die wirkende Rückstellkraft beschreibt. Die Experimente, in denen die Doppelaufgaben-Methode benutzt wurde, zeigten einen erhöhten Bedarf an Ressourcen zu Beginn einer Adaptationsphase sowohl für Folge- als auch für Zeigebewegungen. Sie gaben jedoch keinen Hinweis auf einen sich ändernden Bedarf verschiedener Ressourcen im Verlauf eines solchen Adaptationsprozesses.

Allerdings wurde ein genereller Einfluss der Ähnlichkeit der Ausgangsmodalitäten und der Anzahl an Antwortmöglichkeiten deutlich, der erst mit Beginn der Adaptationsphase auftrat. In den Experimenten, mit denen die Rolle der Propriozeption untersucht werden sollte, wurde mit einem Vibrationsaufbau gearbeitet. Es zeigte sich, dass hierdurch die Propriozeption gestört werden kann.

Während bei der Adaptation, der Retention und der Deadaptation in Folge einer Rotation der visuellen Rückmeldung die gestörte Propriozeption keinen Einfluss hat, wurde bei einer geschwindigkeitsabhängigen mechanischen Störung sowohl die Adaptation als auch die Retention verlangsamt und sogar unvollständig. Diese Ergebnisse geben einen Hinweis darauf, dass der Adaptation an die beiden benutzten Störungen zumindest teilweise unterschiedlichen Mechanismen zu Grunde liegen.

Bezüglich der Rolle der Kognition bestätigen die Ergebnisse dieser Arbeit einen zu Beginn der Adaptationsphase erhöhten Ressourcenbedarf. Jedoch konnte weder für die Folge- noch für die Zeigebewegungen ein spezifisches, sich während der Adaptation änderndes Muster festgestellt werden. Bezüglich der Rolle der Propriozeption ergibt sich, dass diese für die vollständige Adaptation an mechanische Störungen von Bedeutung ist, jedoch keinen Einfluss auf die Adaptation an visuelle Störungen hat.

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