Thema: “The learning, transfer, and relearning of movement sequences” in Kooperation mit Prof. Dr. Charles Shea (Texas A & M – University)
Kurzbeschreibung: Die aktuellen Befunde aus unseren Forschungsarbeiten zum Lernen von Bewegungssequenzen demonstrieren, dass sich als Konsequenz von Übung eine Bewegungsstruktur ausbildet, welche die Basis für Transfer und Umlernen bildet. Im Verlauf der Aneignung werden einzelne Elemente verkettet und zu „chunks“ zusammengepackt, was sich dann in einer beschleunigten Antwortreaktion zeigt (Park & Shea, 2005; Panzer & Shea, 2008). Im Zuge extensiven Übens wird die Bewegungssequenz ohne ungewollte Unterbrechungen in der Ausführung und als Einheit realisiert. Die empirischen Befunde unserer Arbeiten zeigen drei relativ stabile Ergebnismuster. Erstens, solange die Anforderung in der Transfer- oder Umlernsituation in der Re-Skalierung von Amplituden und Kräften besteht, zeigen sich keine Leistungsdekremente (Mühlbauer, Panzer & Shea, 2007). Zweitens, eine einmal erworbene Bewegungssequenz kann unabhängig vom geübten Effektor wieder reproduziert werden. Drittens, eine einmal gefestigte Bewegungsstruktur bildet die Grundlage für den Erwerb veränderter Bewegungssequenzen. Aus einer anwendungsorientierten Sicht sind solche Untersuchungen interessant, da sie einerseits Lehrern und Trainern effektive und effiziente Lösungen für die Gestaltung von Lehr- und Trainingsprozeduren zur Verfügung stellen und andererseits wichtige Informationen für Therapeuten bereitstellen, um effiziente Rehabilitationsprogramme für Schlaganfall-Patienten auszuarbeiten. Aus einer theoretischen Sichtweise sind die Befunde von Interesse, da sie Einblicke in das Zusammenfügen und die Modifikation einzelner Elemente einer Bewegung zu einer Sequenz im Lernverlauf geben und Bewegungssequenzen einen großen Anteil des menschlichen Bewegungsrepertoires repräsentieren. Vor dem Hintergrund der empirischen Befunde stellt sich die bislang ausgesparte Frage, ob eine Bewegungssequenz auch effektorunabhängig – also swohl mit der rechten als auch der linken Hand - erworben werden kann. Hierzu werden weitere umfangreiche Experimente durchgeführt. Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; PA 774/6-1/2;6-3).
Thema: “Sequence learning: Role of action observation and action” in Kooperation mit Prof. Dr. Yannick Blandin (Poitiers University).
Kurzbeschreibung: Dass wir durch die Beobachtung anderer (Observatives Training) Bewegungen erlernen können, ist unstrittig (Ferrari, Gallese, Rizzolatti & Fogassi, 2003; Iacaboni & Dapretto, 2006; Scully & Newell, 1985; Shea, Wright, Wulf & Whitacre, 2000). Dies zeigen Überlegungen zum Konzept der Spiegelneurone. Weniger eindeutig ist, wie die Informationen im Zentralnervensystem organisiert sind. In dem laufenden Projekt wird dieser Frage nach gegangen. Deutsche Forschungsgemeinschaft Gefördert durch die (DFG; PA 774/8-1)
Thema: „Coding: Control mode, coding and representation of movement sequences.”
Kurzvorstellung: Modellvorstellungen zum Lernen von Bewegungssequenzen postulieren, dass die Codierung einer entsprechenden Repräsentation parallel in zwei unterschiedlichen Koordinatensystemen erfolgt, einem visuellen System (visuell-räumlicher Code) und einem motorischen System (motorischer Code). Dabei wird zusätzlich angenommen, dass sich der visuell-räumliche Code schneller entwickelt als der motorische Code. Der visuell-räumliche Code ist dabei abstrakt (Effektor unabhängig) repräsentiert, währende der motorische Code in spezifischen Muskelkommandos (Effektor abhängig) determiniert. Mittels des inter-manueller Transferdesigns, mit dem sich die visuell-räumliche und motorische Codierung differenzieren lassen, konnte für eine komplexe mehr-elementige Bewegungssequenz nach 12 Tagen extensiven Übens eine visuell-räumliche Codierung aufgezeigt werden, während für eine einfache raumzeitlich determinierte Sequenz nach einem Tag Übung die motorische Codierung für die Bewegungsproduktion verantwortlich war. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Funktion von Übung nicht als alleiniger Faktor für die Art und Weise in der Sequenzen repräsentiert sind verantwortlich ist, sondern dass die Aufgabencharakteristik eine wesentliche Funktion für Transferleistungen und damit für die Codierung darstellt. Die resultierende interessante theoretische Frage ist, in welchem Ausmaß das Codierungssystem und die Aufgabencharakteristik ko-variieren. Dieser Frage wird in drei experimentellen Versuchsanordnungen in dem Forschungsvorhaben nachgegangen. Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; PA 774/10-1).
Thema: Cross-Education
Kurzbeschreibung: Von kontralateralem Transfer spricht man, wenn es durch Übung einer Fertigkeit mit einer Körperseite zu funktionellen Veränderungen auf der ungeübten Körperseite kommt (vgl. Volkmann, 1858). Die Effekte zeigen sich nicht nur bei koordinativen Aufgaben, sondern (vgl. Sainburg, 2005, Panzer, Krüger, Mühlbauer, Büsch, Naundorf & Shea, 2009) auch bei konditionellen Aufgaben. Cross-Education lässt sich als ein kontralaterales Transferphänomen bei konditionellen Aufgaben bezeichnen. Gekennzeichnet ist das Phänomen durch den Umstand, dass ein unilaterales Krafttraining auch zu einem Kraftanstieg der kontralateralen, untrainierten Körperseite führt (vgl. Scripture, Smith & Brown, 1894; Wissler & Richardson, 1900; Hollmann & Hettinger, 2000; Lee & Carroll, 2007 für einen Überblick). Studien hierzu lieferten bislang widersprüchliche Ergebnisse und wurden auch nur an wenig-trainierten Probanden durchgeführt. Die Ergebnisse sind daher für den Leistungsport nur eingeschränkt zu verwerten. In dem Projekt werden daher Effekte von Cross-Education an trainierten und wenig-trainierten Sportlern/Innen durchgeführt. Die Ergebnisse sollen genutzt werden, um die Steuerung des Krafttrainings von Leistungssportler/Innen zu optimieren und das bilaterale Defizit zu minimieren.