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Stochastisches Resonanz-Training Forschung Frankfurt 4/2006 19 Seit über zehn Jahren werden am Institut für Sportwissen- schaften die Auswirkungen von Vibrationen auf die Bewe- gungssteuerung des Menschen erforscht. Das Team um Dr. Christian Haas und Prof. Dietmar Schmidtbleicher fand da- bei ein weites Funktionsspektrum mit physiologisch positi- ven, aber auch negativen Effekten. So können gleichförmige hochfrequente Vibrationen zu Wahrnehmungsstörungen füh- ren oder einen Verlust der Reflextätigkeit bewirken. Ande- rerseits verbessert ein Training mit variablen Vibrationsrei- zen, so genannten »Stochastischen Resonanzen«, die Ko- ordination. Diese ständig wechselnden Reize trainieren das Zusammenspiel zwischen Sensoren, Gehirn und Muskulatur und bewirken effizientere, an die jeweilige Anforderungssi- tuation angepasste Bewegungsabläufe. Interessanterweise zeigen sich diese Effekte sowohl bei Hochleistungsathleten als auch bei Patienten mit Bewegungsstörungen. Wie gezielte Unordnung im Training für Ordnung in der Bewegung sorgt Zufällige Schwingungen wirken auf Muskel- und Nervenzellen ein von Christian T. Haas, Stephan Turbanski, Dietmar Schmidtbleicher Patient mit Rückenmarksschädigung beim Stochastischen Resonanz-Training: Nach einem Verkehrsunfall 2003 ist Jens Maspfuhl querschnittgelähmt. 2005 nahm er an dem Forschungsprojekt in Frankfurt teil und trainiert seitdem regelmäßig mit Stochastischen Resonanz-Reizen. Dabei werden niederfrequente Vibrationen, meist vier bis acht Hertz, mit zufälligen (stochastischen) Störgrößen überlagert und über zwei Fußplatten auf den Menschen übertragen. Der österreichische Abfahrtsläufer Her- mann Maier im Vorbereitungstraining auf die Weltmeisterschaften mit Unter- stützung der Frankfurter Sportwissen- schaftler und Stochastischen Resonanz- Reizen.

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Sei t über zehn Jahren werden am Inst i tut für Spor twissen-schaf ten d ie Auswi rkungen von Vibrat ionen auf d ie Bewe-gungssteuerung des Menschen er fo rscht . Das Team um Dr.Chr is t ian Haas und Prof . Dietmar Schmidtb le icher fand da-be i e in wei tes Funkt ionsspekt rum mit phys io log isch pos i t i -ven, aber auch negat iven Effekten. So können g le ichförmigehochf requente Vibrat ionen zu Wahrnehmungsstörungen füh-ren oder e inen Ver lust der Ref lex tät igke i t bewi rken. Ande-rerse i ts verbesser t e in Tra in ing mit var iab len Vibrat ionsre i -zen, so genannten »Stochast ischen Resonanzen«, d ie Ko-ord inat ion. Diese s tändig wechse lnden Reize t ra in ie ren dasZusammenspie l zwischen Sensoren, Gehi rn und Muskulaturund bewi rken ef f i z ientere , an d ie jewei l ige Anforderungss i -tuat ion angepasste Bewegungsabläufe . Interessanterweiseze igen s ich d iese Ef fekte sowohl be i Hochle is tungsath letenals auch be i Pat ienten mit Bewegungsstörungen.

Wie gezielte Unordnung im Training für Ordnung in der Bewegung sorgtZufällige Schwingungen wirken auf Muskel- und Nervenzellen ein

von Christian T. Haas, Stephan Turbanski, Dietmar Schmidtbleicher

Patient mit Rückenmarksschädigung beim Stochastischen Resonanz-Training: Nacheinem Verkehrsunfall 2003 ist Jens Maspfuhl querschnittgelähmt. 2005 nahm eran dem Forschungsprojekt in Frankfurt teil und trainiert seitdem regelmäßig mitStochastischen Resonanz-Reizen. Dabei werden niederfrequente Vibrationen, meistvier bis acht Hertz, mit zufälligen (stochastischen) Störgrößen überlagert und überzwei Fußplatten auf den Menschen übertragen.

Der österreichische Abfahrtsläufer Her-mann Maier im Vorbereitungstrainingauf die Weltmeisterschaften mit Unter-stützung der Frankfurter Sportwissen-schaftler und Stochastischen Resonanz-Reizen.

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Charcots Therapeutischer Rüt-telstuhl: »Charcots chaise trepi-dante« zur Therapierung von Parkinson-Symptomen: Diesen Rüttelstuhl hatte der französische NeurophysiologeJean Marie Charcot bereits im 19.Jahrhundert entwickelt.

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Ebene, über Hormon- und Neurotransmittersysteme biszur Aktivierung von Hirnarealen. Neben diesen vielfälti-gen Effekten und Reaktionsmöglichkeiten wird das For-schungsfeld auch dadurch interessant, dass verschiede-ne Menschen bei gleicher Vibrationsstimulation unter-schiedliche Reaktionen aufweisen können. Erklärbar istdies unter anderem dadurch, dass der Mensch, physika-lisch betrachtet, ein mehrfach feder- und massen-ge-koppeltes Oszillatorensystem darstellt. Abhängig vonKörperbau, Körperposition und Ort der Schwingungs-einleitung werden unterschiedliche Energie- und Fre-quenzanteile übertragen oder herausgefiltert. Zudemverfügt der Mensch nicht über ein einzelnes, sondernüber mehrere Sensorsysteme, die Schwingungseinwir-kungen erfassen können. Ferner hängen die Effektevon den verschiedenen Schwingungsparametern wieAmplitude, Frequenz, Form und Regelhaftigkeit ab.

Negative Auswirkungen von Vibrationen ergebensich meist durch chronische Belastungen. Bei Arbeitern,die täglich mit vibrierenden Maschinen umgehen unddadurch mehrere Stunden hochfrequenten Vibrations-belastungen ausgesetzt sind, ist die Sensibilität häufignachhaltig eingeschränkt und die Durchblutung gestört.Dies macht Arbeitsschutzbestimmungen und Kontrollenzwingend notwendig. Demgegenüber zeigen zahlreicheneue Forschungsarbeiten auch unseres Teams, dass sichmit bestimmten Schwingungsformen therapeutischeWirkungen, insbesondere bei Personen mit neurodege-nerativen Krankheitsbildern und Bewegungsstörungen,erzielen lassen. Bereits im 19.Jahrhundert berichteteJean Marie Charcot (1825 –1893), der zu den damalsführenden Neurophysiologen zählte, über derartige Ef-fekte. Bei Parkinson-Patienten stellte er fest, dass sichdie Symptome nach Eisenbahnfahrten deutlich vermin-derten. Dieses Phänomen führte er auf die entstehen-den Schwingungsreize zurück und entwickelte zu the-rapeutischen Zwecken einen »chaise trepidante« (Rüt-telstuhl), der allerdings nur sehr aufwändig bedienbarwar.

Stimulation des neuro-muskulären Systems – Hilfe für Parkinson-Patienten

Im Mittelpunkt aktueller Forschungsarbeiten stehen vorallem Patienten, deren alltägliche Bewegungsfähigkei-ten als Folge von Erkrankungen oder Verletzungen be-einträchtigt sind. Die Konsequenzen dieser Bewegungs-einschränkungen und der damit einhergehenden Inak-tivitäten können sehr nachhaltig sein. Sie reichen voneinem »einfachen« Verlust an Muskel- und Knochen-massen über die Veränderung von neuronalen Aktivie-rungsschwellen bis zu komplexen Koordinationsstörun-gen und daraus resultierenden Sturzrisiken. Vor allemder Zusammenhang zwischen »Bewegungsreizen« unddem »Überleben von Nervenzellen« ist ein zentralerund bisher deutlich zu wenig beachteter Mechanismus.Wird eine Nervenzelle über einen längeren Zeitraumnicht gereizt, verliert sie ihre Funktionsfähigkeit, undfür den Organismus besteht keine Notwendigkeit, dieseweiterhin adäquat zu versorgen. Bei ausreichender Ak-tivität – zum Beispiel durch gezielte Trainingsreize – wer-den biochemische Substanzen, so genannte »Neurotro-phe Faktoren«, freigesetzt, die der Degeneration unddem Funktionsverlust von Nervenzellen entgegenwir-

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Dieses Prinzip des Stochastischen Resonanz-Trai-nings (SRT) steht im Gegensatz zum üblichenVerständnis von Mechanismen der Bewegungs-

steuerung. So wird meist versucht, keine Störungen zu-zulassen und unvorhersehbare Einflüsse so gering wiemöglich zu halten. Im Training kann ein gewisser Gradan gezielten Störeinflüssen jedoch dazu beitragen, dassBewegungsstörungen im Alltag vermindert werden.

»Wirken Vibrationen auf einen Menschen ein – ein aktives,dynamisches, komplexes und intelligentes System – so kannman nicht erwarten, dass man nur einen einzelnen oder einfa-chen und leicht vorhersehbaren Effekt vorfindet.« (Griffin1996, Handbook of Human Vibration, 1)

Besuch des Brasi-lianischen Natio-nalteams: Vertre-ter des brasiliani-schen Fussball-Nationalteams las-sen sich währendder Fußball-Welt-meisterschaft inFrankfurt beraten,um mit dem StochastischenResonanz-TrainingVerletzungsrisikound -folgen zu minimieren.

Vibrationen, auch als mechanische Schwingungen be-zeichnet, sind in der modernen Industriegesellschaft einbeständiger Begleiter des Menschen: In der Straßen-bahn oder im Zug werden wir permanent durchge-schüttelt, und wir spüren die Vibration, wenn wir mitBohrmaschine oder Schwingschleifer arbeiten. Aberauch bei sportlichen Aktivitäten wie beim Montainbike-oder Skifahren ist unser Körper zum Teil erheblichenmechanischen Schwingungen und Stoßbelastungenausgesetzt und muss versuchen, diese möglichst wirk-sam zu dämpfen. Vibrationen lösen generell eine Viel-zahl von Prozessen auf unterschiedlichen Ebenen desmenschlichen Körpers aus: Reaktionen und Anpassun-gen reichen von der sensorischen und muskulären

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ken sowie für neue Verknüpfung von Nervenzellver-bänden sorgen.

Diese Vorgänge sind insbesondere für Patienten mitneurodegenerativen Krankheiten wie Parkinson, Mul-tipler Sklerose, aber auch bei Neurotraumata wie Rü-ckenmarksverletzungen von zentraler Bedeutung; undinfolgedessen ist es besonders kritisch, dass gerade beidiesen Patienten Bewegungsstörungen vorliegen, die einentsprechendes Training erschweren oder nahezu un-möglich machen. Als fatale Konsequenz, wenn die not-wendigen Bewegungsstimuli fehlen, ergibt sich schnelleine weitere Verschlechterung der Symptomatik.

Die Stimulation des neuromuskulären Systems mitVibrationsreizen schafft hier eine Möglichkeit, die Ab-wärtsspirale zu durchbrechen. Bereits in den 1960erJahren wurde gezeigt, dass die Übertragung von Vibra-tionen auf den Muskel-Sehnen-Apparat zu Reflexant-worten führt, dem Tonic-Vibration-Reflex (TVR). Somitsind muskuläre Aktivitäten generierbar, auch wennwillkürliche Aktivierungsschleifen – zum Beispiel beieiner Lähmung – geschädigt sind. Zwar kann ein solches»Bypassing« auch über eine Reizsetzung mit elektri-schen Signalen erreicht werden, allerdings bewirkendiese eine direkte Depolarisation der Muskelfasermem-bran, so dass sensorische Signale weder selektiert nochgewichtet werden und somit auch nicht in die Bewe-gungssteuerung mit einfließen. Sollen allerdings funk-tionale Bewegungsmuster wiedererlernt werden, wasals zentrales Ziel in der Neurorehabilitation angesehenwird, muss das neuromuskuläre System in der Lagesein, die äußeren Reize adäquat zu gewichten. Wirddies nicht trainiert, so ergibt sich quasi ein digitales Ver-halten, das heißt: Der Muskel ist entweder gar nicht ak-tiviert oder maximal. Für die meisten Bewegungsabläu-fe sind allerdings Zwischenstufen notwendig. Durch Vi-brationsreize, die ein gewisses Maß an Variabilität undStöreinflüssen beinhalten, wie Stochastische Resonanz-Signale (SR), können beide Anforderungen erfüllt wer-den: Schaffung von unwillkürlichen muskulären Akti-vierungen (Bypassing) und Erlernen optimal abgestuf-ter muskulärer Aktivierungsmuster .

Stochastische Resonanz (SR) ist ein in verschiedenennaturwissenschaftlichen Disziplinen untersuchtes Phä-nomen. Begründet und erstmalig beschrieben wurdedas Prinzip der Stochastischen Resonanz in den 1980erJahren von dem italienischen Geophysiker Roberto

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SchematischeDarstellung dermechanischenSR-Reizgebungund der resultie-renden muskulä-ren Reflexantwortbei einem Patien-ten mit Rücken-marksschädigung.

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Stochastische Resonanz-Effekte bei Neurotraumata

Reflexantwort

Mechanischer SR Stimulus

Simulation derneuroelektrischenEffekte eines Si-nus-Signals (blau)beziehungsweiseSR-Signalen (rot)in einem einfa-chen Nervenzell-modell: WährendSinus-Stimuli un-terschwellig blei-ben, werden durchStochastische Re-sonanzen Aktions-potenziale ausge-löst.

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2000

Stimulation von Oszillationseinwirkung in künstlichen neuronalen Netzwerken

Input

SR

Sinus

Nervenzelle

Aktionspotenziale

SRSinus

1,05

1,00

0,95

0,90

0,85

0,80

0,75

Schwelle

Elektrische Aktivität (a.u.)

Zeit

Benzi und seinen Mitarbeitern im Zusammenhang mitder Berechnung der Periodendauer von Eiszeiten. In-zwischen sind SR-Algorithmen in zahlreichen naturwis-senschaftlichen Disziplinen zu finden. In einer sehr all-gemeinen Form beschreibt die Stochastische ResonanzEffekte von zufälligen (stochastischen) Einflüssen aufdas Verhalten nichtlinearer Systeme, zu denen auch derMensch zählt. Die andauernde, aber nicht vorhersehba-re Veränderung der SR-Signale führt im Training zu be-ständigen, geringen Störungen des Gleichgewichts. Er-folgt dies wiederholt, lernt der Mensch muskuläre Akti-vierungsmuster zu erzeugen, um die Störeinflüssemöglichst erfolgreich zu kompensieren. Wären die Vi-brationsreize immer die gleichen (zum Beispiel Sinus-schwingungen), so wären die Antworten der Rezepto-ren in der Muskulatur, den Sehnen, der Haut und denGelenken auch immer gleich, und die Informationenwürden für das Gehirn uninteressant. Ferner wird mitSinusschwingungen auch nur ein sehr enges Aktivie-rungsmuster trainiert, das den variablen Anforderungendes Alltags kaum genügt.

Stochastische Vibrationssignale vom SR-Typus bietendagegen einen wichtigen weiteren Vorteil. Sie interagie-ren mit ebenfalls stochastischen Funktionsparameterndes Nervensystems , woraus resonanzähnliche Ver-haltensweisen resultieren. Hierdurch können – im Ge-gensatz zu einem linearen Signal – Reizschwellwertevon Nervenzellen einfacher überschritten werden. InKonsequenz bedeutet dies, dass bereits geringe Reizin-tensitäten vom Patienten wahrgenommen und neuro-

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rund vierfach größere Effekte erreicht werden. Offen-sichtlich ist dies auf eine stochastische Funktionsweisevon Kalzium und anderen Ionen-Kanälen zurückzufüh-ren, die wiederum eine zentrale Rolle für die Ausbil-dung von Knochenzellen (Osteoblasten) spielen. Prakti-sche Relevanz bieten diese Resultate für die Präventionund Rehabilitation von Osteoporose, wodurch sich dieGefahr von Brüchen deutlich reduziert.

Unsere eigenen Untersuchungen beschäftigten sichvorwiegend mit den Auswirkungen von mechanischenSR-Signalen auf koordinative Leistungen und zugrundeliegende Steuerungsprozesse des Menschen. Die Basisbildet dabei das Phänomen, dass eine Bewegung nie einzweites Mal durchgeführt wird, selbst wenn es Routine-bewegungen mit vermeintlich denselben Mustern sind.In Konsequenz bedeutet dies, dass die Erzeugung einerBewegung jeweils einen gewissen kalkulatorischen Auf-wand erfordert. Gleichzeitig gibt es im Alltag und vorallem im Sport zahlreiche Situationen, in denen die Ver-arbeitungsprozesse sehr schnell funktionieren müssen.Läuft man beispielsweise einen unebenen Feldweg ent-lang, werden Reflexe in der Beinmuskulatur ausgelöst.Die wesentliche Anforderung besteht einerseits darin,dass bestimmte, an die äußeren Bedingungen angepass-te Reflexgrößen notwendig sind, um flüssig und sicherlaufen zu können, andererseits müssen diese Vorgängein extrem kurzen Zeitspannen von zirka 100 bis 200Millisekunden ablaufen. Normalerweise funktioniertdas über Erfahrungswerte, die aber durch Verletzungenund Erkrankungen gestört sein können. Durch die va-riablen Trainingsanforderungen der SR-Reize kann dasReflexverhalten optimiert werden.

Die Frankfurter »Stochastic Resonance Version«

Am Institut für Sportwissenschaften in Frankfurt wurdedie Möglichkeit geschaffen, Trainings- und Therapie-Verfahren auf SR-Signalen aufzubauen. Der jeweilsTrainierende oder der Patient steht dabei auf zwei Fuß-platten, die sich mehrdimensional und mit einer Grund-frequenz zwischen vier und acht Hertz bewegen und

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Störungen der Bewegungsfähigkeit haben häufig weitreichende Folgen, die weit über den physiologisch-motorischen Bereich hinausgehen. So kommt es häu-fig zum Abreißen sozialer Kontakte, Vereinsamung,Verminderung der Lebensqualität et cetera. In unse-ren Forschungsprojekten messen wir nicht nur die di-rekten motorischen Effekte, sondern betrachten auchsubjektive Empfindungen von Patienten und die Aus-wirkungen auf das alltägliche Leben. Exemplarischsind nachfolgend zwei kurze Erfahrungsberichte dar-gestellt.

»Es haben sich folgende Veränderungen meines Zu-stands ergeben: Tremor: keine Besserung Rigor: nicht spürbar, war nie ein Problem Sturzneigung: vollkommen beseitigt Müdigkeit: schwankend, aber gegenüber dem letztenJahr weniger ausgeprägt

Verschlucken: vollkommen beseitigt Schreiben: klareres Schriftbild Bewegungen: harmonischer«(Parkinson-Patient nach einjährigem täglichem Training)

»Seit Februar nehme ich an einer Studie teil, in derenRahmen ich mit dem Stochastischen Resonanz-Trai-ning begonnen habe. Schon nach kurzer Zeit habe icheinen Effekt bemerkt: Das Stehen fällt mir im Allge-meinen leichter, insbesondere das freie Stehen. Ichbenötige sehr viel weniger Kraftaufwand und stehesicherer. Auch das Laufen hat sich verbessert: Ich lau-fe leichter, runder und schneller. Ich habe sehr vielmehr Schubkraft, das heißt, ich muss mich nichtmehr schleppen, sondern bewege mich flüssiger. Da-rüber hinaus hat sich meine Stolper- und Fallratedeutlich verringert.«(Multiple Sklerose-Patientin nach einem mehrwöchigenTraining)

Erfahrungsberichte von Patienten nach SR-Training

ExemplarischeDarstellung derDaten einerGleichgewichts-messung einesParkinson-Patien-ten. Während imVor-Test große Vor-wärts-Rückwärts-Schwankungenexistent sind,kann nach der SR-Intervention einesignifikant bessereKontrolle desGleichgewichtsfestgestellt werden.

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Auswirkungen eines SR-Trainings auf das Gleichgewicht bei Parkinson-Patienten

Auslenkung (a.u.)

1000 ms

t

0,10

0,05

0,00

–0,05

–0,10

Pre-Test

Auslenkung (a.u.)

1000 ms

t

0,10

0,05

0,00

–0,05

–0,10

Post-Test

muskuläre Aktivitäten erzeugt werden. So konnten bei-spielsweise Wen Liu und Co-Autoren (Harvard MedicalSchool, Boston University, USA) zeigen, dass die Wahr-nehmungsfähigkeit von mechanischen SR-Reizen beiälteren Personen, Schlaganfall- und Neuropathie-Pa-tienten im Vergleich zu harmonischen Sinussignalenum 16 bis 34 Prozent erhöht ist. Zahlreiche weitere Stu-dien amerikanischer, australischer und israelischer Neu-robiologen, Psychologen und Physiker stellen vergleich-bare Effekte bei verschiedenen Patientengruppen fest.Kanadische Kollegen zeigten, dass harmonische und zu-fällige mechanische Reize auch in der Aktivierung vonHirnarealen unterschiedliche Resultate erzeugen: Insbe-sondere die Areale werden durch die zufälligen Einflüs-se deutlich stärker aktiviert, die bei zahlreichen Krank-heitsbildern vermindert aktiv sind – wie präfrontalerKortex und supplementär-motorische Area.

Charles Turner und seine Mitarbeiter von der India-na University School of Medicine (USA) zeigten desWeiteren tierexperimentell, dass sich SR-Reize eignen,um die Wachstumsprozesse des Knochens zu fördern.Im Vergleich zu harmonischen Sinusreizen können

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zur beständigen Destabilisierung des Gleichgewichtsführen. Um Gewöhnungseffekte zu vermeiden undzudem eine schnellere Wahrnehmung des Signals si-cherzustellen, wird die Grundfrequenz von zufälligen(stochastischen) Störfaktoren unterbrochen. Eine übli-che Trainingseinheit beläuft sich auf rund fünf Serien zuje einer Minute. Diese kurzen Zeitspannen wurden des-halb gewählt, um Ermüdungsreaktionen im Nervensys-tem zu vermeiden.

Bei Parkinson-Patienten führen kurze Reizserien vonfünfmal einer Minute zu einer hochsignifikanten Verbes-serung in der motorischen Symptomatik. Das Zittern(Tremor) der Patienten reduziert sich durchschnittlichum 25 Prozent, die Steifigkeit verbessert sich um 24 Pro-zent. Der Umfang der Symptomreduktion ist allerdingssehr unterschiedlich, bei rund einem Fünftel der Patien-ten können keine Veränderungen festgestellt werden.Gleichwohl sind die Resultate gut reproduzierbar. Klini-sche und therapeutische Relevanz ergibt sich vor allemim Bereich der Behandlung großmotorischer Symptomewie Gleichgewichtsstörungen, die mit bisherigen medi-kamentösen Interventionen schwer behandelbar sind.

Eine vermehrte Freisetzung von Neurotransmittern,so haben Tierexperimente gezeigt, könnte eine ent-scheidende Rolle bei der Verbesserung der Parkinson-Symptomatik spielen. So reagiert ein Teil des Gehirnsbei neuen, nicht vorhersehbaren Anforderungen – wiesie Stochastische Resonanz-Reize beinhalten – mit der

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Freisetzung von Dopamin. Dass noch weitere neurobio-logische Mechanismen von Bedeutung sind, zeigen Stu-dien europäischer Kollegen verschiedener Fachrichtun-gen, die den Frankfurter Ansatz auf andere Krankheits-bilder bezogen und anwendeten. Lorenz Radlinger undMitarbeiter vom Universitätsspital in Bern (Schweiz) er-forschten die Auswirkungen auf Herz-Kreislaufparame-ter und konditionelle Aspekte bei Patienten mit chro-nisch-venöser Insuffizienz. Berthold Kepplinger, Direk-tor der Landesnervenklinik West (Österreich), stelltenachhaltig positive Auswirkungen des SR-Trainings beiDepression und chronischen Schmerzpatienten fest.Othmar Schuhfried und sein Team, UniversitätsklinikWien (Österreich), identifizierten Verbesserungen derGleichgewichtsregulation von Patienten mit MultiplerSklerose nach SR-Stimulation. Vergleichbare Resultatekonnten bei MS-Patienten auch in Frankfurt gefundenwerden. ■5

Auch der nordische Kombinierer Ronny Ackermann, Sportlerdes Jahres, sucht nach Möglichkeiten, sein Training noch wei-ter zu verbessern und stieß dabei auf das Stochastische Reso-nanz-Training.

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Interessanterweise stammen die ersten Erkenntnisseüber SR-Trainingseffekte aus der Hochleistungssport-forschung. Insbesondere bei Sportarten, bei denenhohe Anforderungen an die Gleichgewichtsregulationund die Reflexsteuerung bestehen, kommt das SR-Training zum Einsatz.

Athleten wie Hermann Maier, Kati Wilhelm undRonny Ackermann greifen im Koordinationstrainingauf das Frankfurter Verfahren zurück. Analog zur Au-tomobilbranche, in der Know-how in Rennen gesam-

melt wird, um es später auch in normalen Kleinwa-gen anzuwenden, scheint dies bis zu einem gewissenGrad auch auf den Menschen zuzutreffen. DerGrund, weshalb dieser Transfer im Bereich des Sto-chastischen Resonanz-Trainings möglich ist, liegt vorallem darin, dass nicht ein spezifisches Symptom the-rapiert wird, sondern elementare Mechanismen derBewegungssteuerung angesprochen und optimiertwerden, die gleichfalls für den Athleten wie auch denPatienten wichtig sind.

Der Ursprung des SR-Trainingsansatzes

Goldmedaillen-Ge-winnerin und Starder BiathlonszeneKati Wilhelm beimKoordinationstrai-ning mit Stochas-tischen Resonanz-Reizen.

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Wahrscheinlich sorgt die Aktivierung von Nervenzell-verbänden im Rückenmark (Central-Pattern-Genera-tor), die unabhängig vom Gehirn als Rhythmusgeberarbeiten, für diese Resultate.

Obwohl inzwischen rund 250 Kliniken und Rehabili-tationseinrichtungen in Europa den Frankfurter SR-An-satz therapeutisch nutzen, sind nach wie vor einigeFunktionsmechanismen ungeklärt und Gegenstand derForschung. Ferner soll trotz zahlreicher positiver Effektenicht der Eindruck eines »Allheilmittels« erweckt wer-den, das alle anderen Behandlungsansätze überflüssigmacht. Sowohl im Bereich des sportlichen Trainings alsauch in der Therapie ist ein effektives Vorgehen generelldurch verschiedene, aufeinander abgestimmte Maßnah-men gekennzeichnet. ◆

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Dr. Christian T. Haas, 34, (rechts)studierte in Frankfurt Diplom-Sportwissenschaften. Von 1998 bis2001 war er Graduiertenstipendiatund promovierte über mechanischeSchwingungsreize im alpinen Ski-rennlauf. Seit 1999 bilden inter-disziplinäre Forschungsprojekte mitSchnittstellen zur Physik, Neuro-biologie und dem Therapiebereicheinen Arbeitsschwerpunkt. Mit ei-nem vom Bundesinstitut für Sport-wissenschaft geförderten For-

schungsprojekt und Forschungsaufenthalten in Vail, Park Ci-ty und Salt Lake City (USA) vertiefte er seine Kenntnisse inden Bereichen der Prävention und Rehabilitation von Knie-gelenksverletzungen. In Kooperation mit einem europäi-schen Netzwerk verschiedener neurologischer Kliniken er-forschte Haas in den vergangenen Jahren die Auswirkungenvon Trainingsreizen auf die motorische Leistungsfähigkeitund Symptome bei Patienten mit neurodegenerativen Krank-heitsbildern und Neurotraumata. 2001 wurde Haas auf derMedizinmesse Medica für die Entwicklung eines neuen Trai-ningsverfahrens für die Therapierung von Bewegungsstörun-gen mit dem Fresenius Erfinder- und Innovationspreis aus-gezeichnet. Zurzeit arbeitet er an der Fertigstellung seiner

Habilitation zum Thema »Mechanische Reizgebung undSensomotorische Leistung«.

Dr. Stephan Turbanski, 30, (links) der ebenfalls an der Jo-hann Wolfgang Goethe-Universität Sportwissenschaften stu-dierte, promovierte 2005 über »Posturale Kontrollmechanis-men bei M. Parkinson«. Zurzeit leitet er das vom Bundesinsti-tut geförderte Forschungsprojekt »Leistungsdiagnostik undTrainingssteuerung der Kraftfähigkeiten im Behindertensport«.

Prof. Dr. Dietmar Schmidtbleicher, 57, ist Professor für Trai-nings- und Bewegungswissenschaften am Institut für Sport-wissenschaften der Universität Frankfurt. Er studierte Sport-wissenschaften und Leistungsphysiologie in Freiburg, wo erauch promovierte. Von 1975 bis 1988 arbeitete der Sport-wissenschaftler in den DFG-Sonderforschungsbereichen»Hirn- und Sinnesphysiologie« und »Adaptation von Neuro-nensystemen und motorisches Lernen«. Schmidtbleicher istVorsitzender des Direktoriums des Bundesinstituts für Sport-wissenschaften und Ehrenpräsident der European Interdisci-plinary Society for Clinical and Sports Application. In seinerForschung beschäftigt er sich mit neuronalen Steuerungs-mechanismen der Bewegung sowie dem Kraft- und Schnel-ligkeitstraining. Nähere Informationen zur Stochastischen Resonanz-Thera-pie: [email protected]

Die Autoren

Auswirkungen eines SR-Trainings auf das Gleichgewicht bei MS-Patienten

Schwankungsumfang (a.u.)

besser

5000

4000

3000

2000

1000

0

Pre-Test

schlechter

Post-Test

20.F

ebr.

22.F

ebr.

27.F

ebr.

23.M

rz

7.Ap

r.

Daten der posturalen Kontrolle (Gleichgewicht) im Verlaufeiner mehrwöchigen Einzelfallstudie mit einer MS-Patientin:Ein größerer Balken repräsentiert eine schlechtere Leistung.Auffällig ist ein jeweils direktes Ansprechen auf die Therapie-maßnahme (Pre versus Post) und darüber hinaus auch einelangfristige Verbesserung, die allerdings keinen linearen Cha-rakter aufweist. Auch nach dem Absetzen der Intervention füracht Wochen (hier nicht dargestellt) können im Vergleich zuden Eingangstests noch erheblich bessere Leistungen identifi-ziert werden.

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Gammaitoni L., etal. Rev. Mod. Phy-sics. 1998: S. 224 –287.

Griffin M. J., Hand-book of human vi-bration. AcademicPress. San Diego;1996.

Haas C. T., et al. Dt.Zeitsch. Sportmed.2004: S. 34 – 43.

Haas C. T., et al.NeuroRehabilitati-on. 2006 3: S. 29 – 36.

Schmidtbleicher D.,et al. 23th ISBS Proceedings 2005,S. 71 – 79.

Schuhfried O., etal. Clin. Rehabil.2005; 19: S. 834 – 842.

Tanaka S. M. et al.FASEB Journal.2002, online.

Turbanski S., et al.Research in SportsMedicine. 2005: S. 243 – 257.

Ward L.W., et al.Biol. Cybern. 2002:S. 91 – 101.

Liu W., et al. Arch.Phys. Med. Reha-bil. 2002; 83, S. 171 – 176.

Nelson A. J. et al.Exp. Brain Res.2004: S. 22 – 32.

Haas C. T., et al.Bewegungsthera-pie und Gesund-heitssport. 2006: S. 58 – 61.

Haas C. T., et al.24th ISBS Procee-dings 2006, S.311 – 314.

Weiterführende Literatur

In einem spanisch-deutschen Kooperationsprojektüberprüften wir gemeinsam mit Wissenschaftlern ausSevilla, welche Effekte das SR-Training bei Patientenmit inkompletten Querschnittlähmungen auslöst. Jenach Grad der Rückenmarksschädigung kann bei diesenPatienten eine Wiederherstellung der Gehfähigkeit er-reicht werden. Die Daten zeigen, dass Patienten überdeutlich bessere Gangfunktionen verfügen, wenn in dieTherapie SR-Trainingsreize implementiert werden.

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UNI 2006/04 Teil 1 06.12.2006 17:52 Uhr Seite 25