Sportphysiologisches Seminar - Johannes Gutenberg

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Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln, SS 2004,
Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Christian Klein, Datum: 08. 06. 2004
E-Mail: [email protected]
Reflexe als Basis der Sensomotorik: (Nr. 11) – Versuchsplan
Versuchsziel: Kennen lernen verschiedener Reflexe
Hilfsmittel:
Reflexhämmer, Wattestäbchen, Tische und Stühle
Organisation: Einteilung der Gruppe in Dreiergruppen. In jeder Gruppe gibt es erstens
einen Tester, zweitens einen Probanden und drittens einen Schriftführer, die
sich gegenseitig abwechseln. Die Gruppen verteilen sich an die Stationen.
Jeder Reflex wird dreimal durchgeführt und der stärkste wird auf dem
Versuchsplan notiert.
Versuchsplan:
Name:
Geschlecht:
○ männlich
Kontaklinsenträger/in:
○ Ja
Benutze Wimperntusche: ○ Ja
○ weiblich
○ Nein
○ Nein
1. Eigenreflex:
1.1 Patellarsehnenreflex:
a) Der Proband sitzt entspannt auf einem Tisch und lässt die Beine locker über die
Tischkante hängen. Der Tester schlägt mit dem Reflexhammer auf die Sehne des
M. quadriceps femoris unterhalb der Kniescheibe. Effekt: Streckung des Beines im
Kniegelenk
○ starke Reaktion
○ schwache Reaktion
○ keine Reaktion
b) Versuchsaufbau wie bei a) allerdings verhakt der Proband seine Hände vor der
Brust und versucht sie auseinander zu ziehen (Jendrassikschen Handgriff)
○ stärkere Reaktion ○ gleiche Reaktion ○ geringere Reaktion ○ keine Reaktion
1.2 Achillessehnenreflex: Der Proband kniet mit frei überhängenden Füßen auf
einem Stuhl. Der Tester schlägt mit dem Reflexhammer auf die Achillessehne.
Effekt: Anheben des Fußes
○ starke Reaktion
○ schwache Reaktion
○ keine Reaktion
1.3 Masseterreflex: Der Proband sitzt mit leicht geöffnetem Mund und entspanntem
Unterkiefer. Der Tester legt seinen Zeigefinger quer unterhalb der Lippen auf den
Unterkiefer des Probanden und schlägt sich mit dem Reflexhammer auf den
Zeigefinger (indirekt auf den Unterkiefer) Effekt: Mundschluss
○ starke Reaktion
○ schwache Reaktion
○ keine Reaktion
2. Fremdreflex:
2.1 Lidschlussreflex: Der Proband sitzt mit geöffneten Augen entspannt auf einem
Stuhl. Der Kopf ist geradeaus, der Blick ist nach oben gerichtet. Der Tester berührt
die Wimpern des Probanden mit einem Wattestäbchen.
○ Wegziehen des Kopfes
○ Lidschluss
○ Wimpernzucken
○ keine Reaktion
Abweichungen vom Versuchsplan und besondere Vorkommnisse bitte auf der Rückseite notieren
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Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln, SS 2004,
Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Christian Klein, Datum: 15. 06. 2004
E-Mail: [email protected]
Reflexe als Basis der Sensomotorik (Nr. 11) – Versuchsbericht
1. Zielsetzung
Ziel der Versuche vom 08.06.2004 war das Kennen lernen verschiedener Reflexe. Es
wurden der Patellarsehnenreflex mit und ohne Jendrassikschen Handgriff, der
Achillessehnenreflex auf einem Stuhl knien, der Masseterreflex und der Lidschlussreflex
getestet.
2. Sachstand
Reflexe: Ein Reflex stellt die unmittelbare Aufeinanderfolge von Reizaufnahme (über
einen Rezeptor), Erregungsleitung und Reizbeantwortung (über einen Effektor) dar
(WEINEK, 1998, S. 53). Ablauf eines Reflexes (Reflexbogen): Die plötzliche Dehnung des
Muskels, ausgelöst durch einen bestimmten Reiz, bewirkt eine Dehnung der
Muskelspindel. Die entsprechenden Aktionspotenziale werden über afferente Fasern zum
Hinterhorn des entsprechenden Rückenmarksegmentes geleitet und ohne Vermittlung von
Interneuronen direkt auf die α-Motoneurone des gleichen Muskels umgeschaltet. Die
Erregung läuft dann über motorisch efferente Fasern zum Muskel und bewirkt eine
Kontraktion (JELKMANN, SINOWATZ, 1996, S. 309).
Reflexe werden unterteilt in Eigen- und Fremdreflexe. Beim Eigenreflex sind Rezeptor
und Effektor im gleichen Organ lokalisiert: z. B. führt die Erregung des Längenrezeptors
eines Muskels auch zur Kontraktion dieses Muskels. Beim Fremdreflex sind Rezeptor und
Effektor in verschiedenen Organen lokalisiert: z. B. führt die Erregung der
Schmerzrezeptoren der Haut zur Kontraktion mehrerer Muskeln (ILLERT, 1992, S. 176).
Im Gegensatz zu den Eigenreflexen sind die Fremdreflexe in der Intensität der
Reflexantwort von vorangehenden Reflexauslösungen abhängig. So nimmt bei häufiger
Reizung des Reflexes die Intensität ab (HAAS, AMBERG, 1992, S. 235).
Jendrassikscher Handgriff: Monosynaptische Dehnungsreflexe wie der
Patellarsehnenreflex können durch willkürliche Innervationen anderer Muskelgruppen
verstärkt oder gebahnt werden. So kommt es während des Jendrassikschen Handgriffs,
bei dem der Proband seine vor der Brust ineinander gehakten Hände auseinander zieht,
zu einer bahnenden Wirkung auf die Motoneuronen des Lumbalmarks (HICK, HICK, 2002,
S. 315).
Der Begriff Sensomotorik setzt sich zusammen aus den Begriffen Sensorik und Motorik.
Sensomotorik bezeichnet also das Zusammenspiel des sensorischen und motorischen
Systems. Erst durch das Zusammenwirken dieser beiden Systeme können sinnvolle
Handlungen entstehen (DE MAREES, 1996, S. 62).
3. Hypothesen
1) Durch den Jendrassikschen Handgriff kommt es zu einer Verstärkung der Reaktion
auf den Reiz.
2) Kontaktlinsenträger (und Wimperntuschenträger) reagieren auf den Lidschlussreflex
nicht so stark wie andere Probanden.
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3) Bei welchen Personen kam es mit Jendrassikschem Handgriff häufiger zu einer
Verstärkung: die mit der ohnehin schon starken Reaktion oder die mit einer
schwachen Reaktion?
4) Gibt es einen Zusammenhang der Auslösereaktion zwischen Patellarsehnenreflex
und Achillessehnenreflex?
4. Methodik
Das Experiment fand am 08.06.2004 im Arbeitsraum des Fachbereichs Sport der
Johannes Gutenberg Universität Mainz statt. Es nahmen insgesamt 21 Probanden teil.
Davon waren 4 weiblich und 17 männlich. Von einer Person gibt es verletzungsbedingt
keine Daten über den Masseterreflex. Auch gab es einen männlichen Probanden, der
nicht angekreuzt hat, ob er Wimperntusche trägt oder nicht. Die genauen Instruktionen zur
Durchführung der Tests sind auf dem Versuchsplan vermerkt.
5. Ergebnisse
 Beim Patellarsehnenreflex ohne Jendrassikschen Handgriff (Abb. 1) gab es 13
Probanden mit einer starken Reaktion und 8 Probanden mit einer schwachen
Reaktion auf den Reiz. Somit hat jeder Tester das sichtbare Auslösen des Reflexes
bei allen Probanden hervorgerufen.
 Beim Patellarsehnenreflex mit Jendrassikschem Handgriff (Abb. 2) kam es bei 11
Probanden zu einer stärkeren Reaktion, das entspricht 52%. Bei 4 Probanden
(19%) wurde keine Veränderung festgestellt und 6 Probanden (29%) hatten sogar
eine schwächere Reaktion.
 Beim Vergleich der Ergebnisse der Probanden zwischen Patellarsehnenreflex mit
und ohne Jandrassikschem Handgriff (Abb. 3) gab es folgende Ergebnisse: 1. Bei
den Probanden die ohne Jendrassikschem Handgriff schon eine starke Reaktion
aufwiesen, kam es bei 54% der Probanden zu einer Verstärkung, bei 15% gab es
keine Veränderung der Reaktion und bei 31% wurde die Reaktion geringer. 2. Bei
den Probanden mit der vorher geringen Reaktion, kam es bei 50% zu einer
Verstärkung, bei 25% wurde keine Veränderung festgestellt und bei 25% kam es
sogar zu einer geringeren Reaktion mit Jendrassikschem Handgriff.
 Beim Achillessehnenreflex (Abb. 4) gab es 8 Probanden (38%) mit einer starken
Reaktion und 13 Personen (62%), die eine geringe Reaktion aufwiesen.
 Beim Masseterreflex (Tab. 1) haben nur 7 Probanden (35%) eine schwache
Reaktion gezeigt, bei 13 Probanden (65%) fand keine Reaktion statt.
 Bei dem Lidschlussreflex (Tab. 1) zeigten 5 Probanden (5%) keine Reaktion, 9
Probanden (43%) zuckten mit den Wimpern und bei 7 Probanden (33%) gab es
einen Lidschluss zu beobachten.
6. Diskussion
6.1. Zu den Hypothesen
 Zu Hypothese 1: Die Auswertung unserer Ergebnisse in Abb. 2 zeigt, dass diese
Hypothese nur auf 11 Probanden zutrifft. Das heißt in nur 52% der Fälle kommt es
zu einer Verstärkung der Reaktion durch den Jendrassikschem Handgriff. Bei 4
Probanden (19%) blieb die Reaktion gleich bei 6 Probanden (29%) wurde die
Reaktion geringer. Die Ursache für die geringe Anzahl der Verstärkungen (nur bei
52% aller Probanden) kann an der ungenauen, individuellen Definition von stark
und stärker liegen. Auch der direkte Vergleich der Reaktion mit Jendrassikschem
Handgriff im Gegensatz zur vorherigen Reaktion liegt im Ermessen des Testers und
kann daher Grund für dieses Ergebnis sein.
 Zu Hypothese 2: Bei dem Lidschlussreflex (Abb. 6) zeigten 50% aller
Kontaktlinsenträger keine Reaktion, 33% zuckten mit den Wimpern und bei 17%
50


ergab sich ein Lidschluss. Bei den nicht Kontaktlinsenträger zeigten nur 13% keine
Reaktion, 47% zuckten mit den Wimpern und bei 40% der Probanden gab es einen
Lidschluss zu beobachten. Mit diesen Werten wird die Hypothese bestätigt, dass
Kontaktlinsenträger nicht so stark auf den Reiz mit einem Lidschluss reagieren wie
die nicht Kontaktlinsenträger. Grund dafür ist wahrscheinlich, dass
Kontaktlinsenträger täglich Kontakt mit dem Auge haben und dadurch eine
Adaptation auftritt.
Zu Hypothese 3: Wie in Abb. 3 schön zu sehen ist, gibt es fast genauso viele
Probanden mit einer Verstärkung der Reaktion, egal, ob sie vorher eine starke oder
schwache Reaktion hatten (54% von stark und 50% von schwach). Somit lässt sich
nicht eindeutig sagen, ob es einen Zusammenhang zwischen der ursprünglichen
Reaktion und der stärkeren Reaktion mit Jendrassikschem Handgriff gibt. Es ist
demnach egal, wie stark die Ausgangsreaktion beim Patellarsehnenreflex war, da
durch den Jendrassikschen Handgriff genauso oft die schwachen wie die starken
Ausgangsreaktionen verstärkt wurden. Daraus kann geschlossen werden, dass
eine Verstärkung mit dem Jendrassikschen Handgriff zumindest in diesem Versuch
sehr unzuverlässig ist.
Zu Hypothese 4: Wie Abb. 5 zeigt, gab es 12 Probanden, bei denen der
Patellarsehnenreflex genauso stark oder schwach wie der Achillessehnenreflex
ausgelöst wurde. Das heißt bei 57% kam es zu einer Übereinstimmung der
Ausschlagsstärke. Von diesen 12 Probanden hatten 6 bei beiden Versuchen eine
starke Reaktion und die anderen 6 eine geringe Reaktion. Bei 7 Probanden war die
Auslösestärke beim Achillessehnenreflex stärker als beim Patellarsehnenreflex
(ASR > PSR), bei den restlichen 2 Probanden war der Patellarsehnenreflex stärker
als der Achillessehnenreflex (ASR < PSR). Bei diesen 9 Probanden (7 + 2 = 9, das
entspricht 43%) wurde demnach eine unterschiedliche Ausschlagsstärke
festgestellt. Mit diesen Daten lässt sich kein Zusammenhang der Ausschlagsstärke
zwischen Patellarsehnen- und Achillessehnenreflex feststellen. Dass die
Probanden bei allen Reflexen am Körper gleich stark oder schwach reagieren, lässt
sich nicht eindeutig belegen. Ursache hierfür können auch die in 6.2. genannten
möglichen Fehlerquellen sein. Weiterhin kann man auch die aufgestellte Hypothese
in frage stellen.
6.2. Mögliche Fehlerquellen
 Die individuelle Definition von stark und schwach
 Absichtliches offen Halten oder Schließen der Augen
 Nicht genaues Einnehmen der Ausgangsposition
 Angst bei empfindlichen Körperstellen wie bei dem Masseterreflex und dadurch
eine unbeabsichtigte Anspannung der Kiefermuskulatur
7. Fazit
Das Ziel, die unterschiedlichen Reflexe kennen zu lernen, wurde erreicht. Es wurde
festgestellt, dass es einfach zu aktivierende Reflexe gibt, aber auch schwierigere, so wie
den Masseterreflex. Der Jendrassiksche Handgriff verstärkt aber nur in 52% der Fälle die
Reaktion.
8.Literatur
DE MAREES, H.: Sportphysiologie, Köln 1996
HAAS, R., AMBERG, S. C., Physiologie 12. Auflage, Neckarsulm - Stuttgart 1992
HICK, C., HICK, A.: Kurzlehrbuch Physiologie. 4. Auflage, München Jena 2002
ILLERT, M., „Das Rückenmark“ in: DEETJEN, P., SPECKMANN, E.-J. (Hrsg.): Physiologie,
München 1992
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JELKMANN, W., SINOWATZ, F., Physiologie, Köln 1996
WEINECK, J.: Sportbiologie. 6. Auflage, Balingen 1998
Hiermit versichere ich, dass ich die vorgelegte Seminararbeit selbstständig angefertigt und alle benutzten
Quellen und Hilfsmittel angegeben habe.
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln
SS 2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Jörg Daum, Datum: 08. 06. 2004, E-Mail: [email protected]
Koordination vor/nach lokaler körperlicher Ermüdung (Nr. 12) – Versuchsplan
Versuchsziel: Vergleich einer koordinativen Aufgabe vor und nach lokaler körperlicher
Ermüdung
Organisation: Gruppen mit 3 Personen, jeweils 1 Proband, 1 Zeitnehmer und 1 Protokollant
Hilfsmittel: Stühle, Tische, Nadeln, Faden, Scheren, Stoppuhren, Fingerhanteln
Versuchsablauf: Der Proband hat die Aufgabe, einen Faden in ein Nadelöhr einzufädeln.
Er befindet sich dabei in einer Sitzposition an einem Tisch und hat beide Ellbogen
aufgestützt. Die Stoppung der Zeit erfolgt ab dem Aufnehmen von Nadel und Faden vom
Tisch bis zu dem erfolgreichen Einfädeln der Nadel, was der Proband dem Zeitnehmer
durch ein akustisches Zeichen signalisiert. Benötigt der Proband länger als 45 sec, wird in
der Tabelle ein Fehlversuch notiert.
Es folgt nun die Übung, die zur lokalen Ermüdung führen soll: Der Proband nimmt in jede
Hand eine Fingerhantel und drückt diese bei jeder Ausführung soweit es geht zusammen.
Es werden so viele Wiederholungen durchgeführt, bis der Proband völlig ermüdet!!! Die
Zahl der geschafften Wiederholungen wird unter der Tabelle eingetragen.
Direkt im Anschluss wird erneut versucht, einen Faden in ein Nadelöhr einzufädeln
(analoges Vorgehen wie zuvor).
Name:
Proband Nr.:
Zeit (s)
Fehlversuch
Nadel einfädeln in ausgeruhtem Zustand
Nadel einfädeln nach lokaler Ermüdung
Anzahl der Wiederholungen beim Beugen der Fingerhantel:
Abweichungen vom Versuchsplan und besondere Vorkommnisse bitte auf der Rückseite notieren
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Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln SS 04,
Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer
Referent: Jörg Daum, Datum: 15. 06. 2004, E-Mail: [email protected]
Koordination vor/nach lokaler körperlicher Ermüdung (Nr. 12) – Datenblatt
Tab. 1: Rohdatentabelle zur benötigten Zeit beim Einfädeln
einer Nadel vor/nach lokaler körperlicher Erschöpfung
(Mittelwerte ohne Probanden 5, 15 und 16)
Proband Nr.
11
14
4
3
8
10
6
13
2
7
1
12
19
18
20
21
9
16 *
5*
17
15 *
vor
4
5
6
7
7
8
9
9
10
10
12
12
13
14
14
14
16
23
34
43
45
nach
29
11
8
7
17
11
15
11
40
16
10
35
13
24
25
7
24
45
45
22
41
Differenz
25
6
2
0
10
3
6
2
30
6
-2
23
0
10
11
-7
8
22
11
-21
-4
Wdh.
52
34
52
30
43
37
25
14
17
25
20
31
48
53
50
50
28
25
15
20
13
Mittelwert (N = 18)
Standardabweichung
rel. SD
11,8
8,5
72%
18,1
9,8
54%
6,2
11,8
190%
35
13,5
39%
Vor= benötigte Zeit in s beim Einfädeln einer Nadel im ausgeruhten Zustand
Nach= benötigte Zeit in s beim Einfädeln einer Nadel nach dem Ausführen der Übung,
die zur lokalen körperlichen Ermüdung führen soll
Differenz= Differenzbetrag der intraindividuellen Differenz "nach" minus "vor" in s
Wdh.= Wiederholungszahl beim Betätigen der Fingerhantel bis zur Erschöpfung
* = abgebrochener Versuch nach 45 s
53
50
Zeit in s
40
30
20
10
vor
nach
0
11 14
4
3
Proband Nr.
8
10
6
13
2
7
1
12 19 18 20 21
9
17
vor= benötigte Zeit nach lokaler körperlicher Ermüdung
nach= benötigte Zeit nach lokaler körperlicher Ermüdung
nach
Abb. 1: Benötigte Zeit für das Einfädeln einer Nadel vor/nach lokaler körperlicher
Ermüdung (aufsteigend rangiert nach Werten der Stichprobe "vor")
45
Maßkorrelationskoeffizient r = 0,20
40
35
Vor = Zeitbedarf vor lokaler körperlicher
Ermüdung
Identitätslinie
30
25
Nach = Zeitbedarf nach lokaler körperlicher
Ermüdung
20
15
10
5
vor
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
60
Wdh.
Abb. 2: Zeitbedarf der einzelnen Probanden mit Identitätslinie,
Korrelationskoeffizient ohne markierten Wert
50
Maßkorrelationskoeffizient r = 0,10
40
30
20
10
0
-30
-20
-10
0
10
20
30
Differenz
40
Differenz= Intraindividueller Differenzbetrag der Stichproben nach - vor in
s
Wdh.= Wiederholungszahl beim Betätigen der Fingerhantel
Abb. 3: Zusammenhang der intraindividuellen
Differenz nach- vor und der Wiederholungszahl mit
der Fingerhantel
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Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln
SS 2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Jörg Daum, Datum: 15. 06. 2004
E-Mail: [email protected]
Koordination vor/nach lokaler körperlicher Ermüdung (Nr. 12)
– Versuchsbericht
Einleitung:
Gegenstand dieser Seminararbeit ist der Vergleich einer koordinativen Aufgabe, nämlich
des Einfädelns eines Fadens in ein Nadelöhr, in ausgeruhtem Zustand und nach einer
lokalen körperlichen Ermüdung.
Sachstand:
Zunächst ist zu bemerken, dass in der Literatur kaum Aussagen zu finden sind, die das
Thema Koordination in Zusammenhang mit lokaler körperlicher Ermüdung behandeln,
wohingegen Aussagen über den Einfluss einer zentralen körperlichen Ermüdung auf die
Koordination in vielen Werken der Sportphysiologie erscheinen.
In Studien an der Universität der Bundeswehr München, der Fakultät für Pädagogik, wurde
von HOFFMANN untersucht, wie sich Bewegungskoordination unter dem Einfluss von
Ermüdung verändert. Sie formuliert dabei in ihrem Ausblick, dass „...eine primär muskuläre
Ermüdung in ihrem vorliegenden Experiment einen leistungsmindernden Effekt hatte“
(HOFFMANN 2001, S. 244).
Eine muskuläre Ermüdung wirkt sich negativ auf die Reaktionszeit aus und hat somit einen
Einfluss auf die Koordination, denn „die Größe der Fehler, welche korrigiert werden
müssen“, ist laut HAIDER „abhängig von der Zeit, die verstreicht, bis man die
Notwendigkeit einer Korrektur bemerkt“ (HAIDER 1962, S. 92).
Hypothese: Das Lösen der koordinativen Aufgabe „Einfädeln einer Nadel“ nimmt nach
einer lokalen körperlichen Ermüdung mehr Zeit in Anspruch als in ausgeruhtem Zustand.
Methodik:
Das Experiment wurde gemäß des Versuchsplans vom 8.6.04 durchgeführt.
Ergänzungen: Der verwendete Faden hatte für alle Probanden dieselbe Stärke und die
Nadelöhre dieselbe Größe. Bei den weiblichen Probanden wurden Fingerhanteln mit
einem geringeren Widerstand verwendet. Da die Muskelgruppen ermüdet werden sollten,
die an der Bewegungskoordination zum Lösen der Aufgabe beteiligt waren, wurde die
Vorgabe gestellt, die Ellbogen auf den Tisch aufzustützen. Somit konnten einige große
Muskelgruppen des Schultergürtels von der Bewegung ausgeschlossen werden. Diese
Vorgabe wurde jedoch von einigen Probanden nicht beachtet. Gemäß Instruktionen sollten
von jedem Probanden Wiederholungen ausgeführt werden, bis dieser „völlig ermüdet“,
also bis zur Erschöpfung.
Ergebnisse:
Die Ergebnisse sind dem Datenblatt vom 15.6.04 zu entnehmen.
Ergänzungen: Das Experiment wurde mit 21 Probanden durchgeführt; bei Proband 5 und
Proband 16 kam es im Versuch „nach“ zu einem Fehlversuch, denn nach 45 Sekunden
wurde der Versuch abgebrochen. Bei Proband 15 wurde die Zeitvorgabe 45 Sekunden
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schon im Versuch „vor“ überschritten, wodurch auch diesem ein Fehlversuch angerechnet
wurde. Die Auswertung erfolgte somit mit einer Probandenzahl N = 18. Tab.1 kann man
entnehmen, dass eine große interindividuelle Streuung der benötigten Zeit für das
Einfädeln einer Nadel vorliegt. Die Extremwerte der Stichprobe vor der lokalen
körperlichen Ermüdung liegen bei 4 und 43, die Extremwerte nach der lokalen
körperlichen Aktivität bei 7 und 41. Somit ist die Variationsbreite des Versuches „vor“
größer als die des Versuches „nach“.
Der Mittelwert der Stichprobe „vor“ ist 11,8, der Mittelwert der Stichprobe „nach“ liegt mit
18,1 um 53% höher als der Ausgangswert. Die Standardabweichung liegt in der
Stichprobe „vor“ bei 8,5, in der Stichprobe „nach“ bei 9,8. Die Variationskoeffizienten bzw.
die relative Standardabweichung beträgt im Versuch „vor“ 72%, im Versuch „nach“ 54%.
Die Probanden 1, 17 und 21 benötigten für das Einfädeln der Nadel nach der lokalen
körperlichen Ermüdung weniger Zeit als vor der Ermüdung, die Probanden 3 und 19
hatten in beiden Versuchen dieselbe Zeit, die restlichen 13 Probanden brauchten für die
Lösung der Aufgabe nach der Ermüdung mehr Zeit (siehe Abb. 2 auf Datenblatt). Der
Mittelwert der intraindividuellen Differenz der Stichproben „nach“ minus „vor“ beträgt 6,2;
es wurden mit der Fingerhantel durchschnittlich 35 Wiederholungen durchgeführt, bei
einer vorliegenden Standardabweichung von 13,5. Die Standardabweichung des
Differenzbetrages der Stichproben „nach“ minus „vor“ ist 11,8.
Der t-Test für die gepaarte Stichprobe „vor“ minus „nach“ bei N = 18 ergab einen
signifikanten Unterschied von 6,3, was ca. 53% des Wertes „vor“ war, mit einer Signifikanz
von 0,039 für das Signifikanzniveau von 0,05.
Die Korrelation für die gepaarten Stichproben „vor“ und „nach“ ergab den Wert r= 0,20,
woraus sich das Bestimmtheitsmaß r2 = 0,04 bzw. 4% errechnen lässt. Abb. 2 des
Datenblattes veranschaulicht dies, wobei die Berechnung von r = 0,20 ohne den
auffälligen, markierten Wert stattfand. Die Korrelation für die Stichproben „Differenz“ und
„Wdh“ weist einen Korrelationskoeffizienten r = 0,10 auf und das Bestimmtheitsmaß r2
beträgt 0,01 bzw. 1%.
Diskussion:
Die oben genannte Hypothese hat sich bestätigt, denn sowohl die graphische Darstellung
als auch der t-Test für gepaarte Stichproben zeigen, dass zwischen den beiden
Stichproben ein deutlicher, signifikanter Unterschied vorliegt. Die großen
Standardabweichungen beider Stichproben deuten auf eine hohe interindividuelle
Variabilität innerhalb einer Stichprobe hin, was ebenfalls durch Abb. 1 auf dem Datenblatt
bestätigt wird. Es lagen also unterschiedliche individuelle Voraussetzungen für den
Umgang mit Nadel und Faden vor. Auch die Mittelwertsdifferenz der Stichproben „vor“ und
„nach“, die bei 6,3 liegt, zeigt deutlich auf, dass nach einer lokalen körperlichen Ermüdung
die koordinative Aufgabe durchschnittlich mehr Zeit in Anspruch nahm. Der
Differenzbetrag der Stichproben „nach“ minus „vor“, also der intraindividuelle Unterschied,
zeigt eine hohe Variationsbreite auf. Die lokale körperliche Ermüdung hat offensichtlich
unterschiedliche Auswirkungen bei den Probanden hervorgerufen. Abb. 3 des
Datenblattes soll einen Zusammenhang dieses Differenzbetrages der Stichproben „nach“
minus „vor“ und der durchgeführten Wiederholungszahl beim Beugen der Fingerhanteln
veranschaulichen. Die Verteilung der Werte und das Bestimmtheitsmaß von 1% erklären,
dass kein Zusammenhang besteht. Der subjektive Wert der Ermüdung, der definiert
werden kann als „...eine als Folge von Tätigkeit auftretende reversible Herabsetzung der
Funktionsfähigkeit eines Organs oder eines Organismus“ (LEHMANN 1962, S. 37), war im
Rahmen dieses Experimentes nicht nachweisbar. Somit ist als mögliche Ursache nicht
auszuschließen, dass bei einzelnen Probanden keine lokale körperliche Ermüdung
erreicht wurde oder sich diese nicht auf die Koordination ausgewirkt hat. Weitere mögliche
Fehlerquellen sind der Zufall, der bei diesem Experiment nach Aussagen der beteiligten
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Probanden sehr hoch ist, ebenso wie der Lerneffekt, der bei diesem einfachen Vorgang
auch nach einmaliger Durchführung erfahren werden kann. In den Versuchsvorgaben
sollte durch das Weglassen von Probeversuchen der Lerneffekt minimiert werden. Die
beteiligten Probanden bemerkten jedoch, dass selbst die einmalige Ausführung ein Lernen
bewirkte. Der Verbesserungsvorschlag, jeden Probanden drei Probeversuche durchführen
zu lassen, damit ein Könnensniveau erreicht wird und weitere Lerneffekte nur noch
geringe Verbesserungen bewirken, scheint eine positive Veränderung des Experimentes
darzustellen. Trotz eines eventuellen Lerneffektes waren die Zeiten der Stichprobe „nach“
jedoch deutlich schlechter als die der Stichprobe „vor“.
Eine weitere Möglichkeit, die das Ausbleiben einer Verschlechterung des Zeitbedarfs
einzelner Probanden nach erschöpfender Tätigkeit erklärt, lehnt sich an die Ergebnisse
der Untersuchung von ULMER/MACSENAERE/VALASIDAS an. Bei dieser Untersuchung
zur psychophysiologischen Erholung blieben die Reaktionen nach einem erschöpfenden
400-m- Lauf, die sich in schlechteren Ergebnissen bei einem Reaktions- und einem
Divisionstest äußern sollten, fast aus. Dies wurde u. a. zurückgeführt auf
methodenspezifische Effekte, die Ursache der „Diskrepanz zwischen einem
physiologischen Ermüdungsindikator und gebräuchlichen, objektiv-psychologischen
Indikatoren der Ermüdung“ (ULMER/MACSENAERE/VALASIDAS, S. 16), gewesen seien.
Bei dem vorliegenden Experiment „Koordination vor/nach lokaler körperlicher Ermüdung“
liegen Ergebnisse vor, die eine Verschlechterung der Koordination nach lokaler
körperlicher Ermüdung vermuten lassen. Dennoch erfasst dieser Test nicht alle
Parameter, die eine über die Grenzen des Experimentes gehende Aussage erlauben,
denn „mit einem Test erfasst man nur wie durch einen Sehschlitz einen mehr oder weniger
relevanten Teilaspekt“ (ULMER/MACSENAERE/VALASIDAS, S. 16).
Literaturverzeichnis:
HOFFMANN, M.: Koordination und Ermüdung, Experimentelle Untersuchung zu Veränderungen der Bewegungskoordination unter dem Einfluss von Ermüdung. Herbert Utz
Verlag, München 2001.
LEHMANN, G.: Praktische Arbeitsphysiologie. G. Thieme Verlag, 2. Auflage, Stuttgart
1962.
HAIDER, M.: Ermüdung, Beanspruchung und Leistung. Franz Deuticke, Wien 1962.
ULMER, H.-V./MACSENAERE, M./VALASIADIS,A.: Psychophysiologische Erholung nach
einem 400-m-Lauf – Vergleich zweier objektiver und zweier subjektiver Tests. In:
Psychologie und Sport, 6, 12-17, 1999.
Hiermit versichere ich, dass ich die vorgelegte Seminararbeit selbständig angefertigt und alle
benutzten Quellen angegeben habe.
57
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln, SS 2004, Fachbereich
Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Roland Gerfin, Datum: 15.06.2004, E-Mail:
[email protected]
Statistischer Vergleich von „Jump-and-reach-Test“ und „Sprunggürteltest“
(Nr. 13) – Versuchsplan
Versuchsziel:
Ziel ist es, die Standhochsprungleistung mittels zwei verschiedener Tests zu erfassen und aus den
Ergebnissen Rückschlüsse auf die Testmethoden zu ziehen. Die in beiden Tests gemessene
vertikale Sprungkraft wird verglichen und statistisch ausgewertet.
Organisation:
Zur Testdurchführung werden sowohl für den „Sprunggürteltest“ als auch für den „Jump-andreach-Test“ mehrere Stationen aufgebaut. Die Probanden werden in Dreiergruppen eingeteilt: 1.
Proband, 2. Protokollführer und Versuchsleiter 3. Ableser für die gemessenen Werte. Pro
Testmethode drei gültige Versuche und zuvor je ein Probeversuch.
Materialien:
Sprunggürtel, Maßbänder, Kreide, Klebeband, Kästen
Testdurchführung:
Test 1. Sprunggürteltest nach ABALAKOW:
Der Proband steht aufrecht in der mit Klebeband markierten 50x 50cm großen Absprung-/
Landezone. Der Sprunggürtel ist um die Hüften befestigt und hängt senkrecht und straff unter dem
Körperschwerpunkt des Probanden. Am Boden kann nun der Ausgangswert an der dafür
vorgesehenen Klemme abgelesen werden. Dieser erste Wert wird notiert und in das
Versuchsprotokoll eingetragen. Hiernach folgt ein beidbeiniger Absprung mit vorheriger
Ausholbewegung. Die Landung muss innerhalb der markierten Fläche erfolgen. Ein Übertreten
oder Berühren der Markierungen wird als Fehlversuch gewertet. Danach wird erneut der Wert an
der Klemme abgelesen und in das Protokoll eingetragen. Die Differenz zwischen den Werten wird
berechnet und ebenfalls eingetragen.
Test 2, Jump-and-reach-Test:
Der Proband steht seitlich zu einer Wand. Die maximale Reichhöhe wird ermittelt, indem an der
Wand mit den Fingerspitzen eine Kreidemarkierung gemacht wird. Die Fersen bleiben hierbei auf
dem Boden. Der Absprung erfolgt mit einer Ausholbewegung. Im subjektiv empfundenen höchsten
Punkt des Sprungs wird von dem Probanden eine zweite Markierung an der Wand gesetzt. Die
Entfernung zwischen den beiden Markierungen wird gemessen und in das Protokoll eingetragen.
Name: …………………………………………… Sex: m / w
Sprunggürteltest:
1. Versuch
2.Versuch
Ausgangswert
Endwert
Differenz
3.Versuch
Jump-and-reach.Test:
1.Versuch
2. Versuch
3. Versuch
Sprunghöhe
Abweichungen vom Versuchsplan und besondere Vorkommnisse bitte auf der Rückseite notieren
58
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln, SS 2004, Fachbereich
Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Roland Gerfin, Datum: 22.06.2004
E-Mail: [email protected]
Statistischer Vergleich von „Jump-and-reach-Test“ und „Sprunggürteltest“
(Nr. 13) – Datenblatt
Tabelle 1: Rohwerttabelle der Versuchsergebnisse vom 15.06.04 (Vpn. = Versuchsperson,
Sex: Geschlecht w = weiblich, m = männlich, Werte in cm, n = 21, markierte Werte (fett, kursiv) =
Bestleistung der Versuchsperson, Bestl. = Bestleistung)
Spunggürteltest
Jump-and-reach-Test
Vpn.
Sex
V. 1
V. 2
V. 3
Bestl.
Vpn.
V. 1
V. 2
V. 3
Bestl.
1
1
m
43,0
43,0
44,0
44,0
55,0
55,0
55,0
55,0
2
2
m
47,0
49,0
48,0
49,0
44,0
45,0
44,0
45,0
3
3
m
56,0
52,0
54,0
56,0
48,0
51,0
48,0
51,0
4
4
m
42,0
41,0
39,0
42,0
40,0
42,0
40,0
42,0
5
5
m
64,0
68,0
71,0
71,0
56,0
58,0
55,0
58,0
6
6
m
46,0
50,0
47,0
50,0
42,0
48,0
51,0
51,0
7
7
m
64,5
64,0
67,0
67,0
61,0
63,0
66,0
66,0
8
8
m
39,0
43,0
48,5
48,5
52,0
51,0
54,0
54,0
9
9
m
50,0
47,0
44,0
50,0
41,0
41,0
44,0
44,0
10
10
m
47,0
57,0
52,0
57,0
59,0
58,0
54,0
59,0
11
11
m
41,5
47,0
47,5
47,5
56,0
57,0
57,0
57,0
12
12
m
50,0
51,0
53,0
53,0
49,0
50,0
55,0
55,0
13
13
m
57,0
60,0
58,0
60,0
62,0
64,0
65,0
65,0
14
14
m
51,0
60,0
62,0
62,0
53,0
54,0
57,0
57,0
15
15
m
52,0
57,0
57,0
57,0
62,0
52,0
56,0
62,0
16
16
m
43,0
47,0
47,0
47,0
47,0
43,0
42,0
47,0
17
17
m
44,0
45,0
45,0
45,0
46,0
47,0
47,0
18
18
m
57,0
53,5
63,5
63,5
58,5
57,0
62,0
62,0
19
19
w
46,0
41,0
45,0
46,0
43,0
44,0
43,0
44,0
20
20
w
37,0
45,0
45,0
45,0
36,0
37,0
35,0
37,0
21
21
w
38,0
42,0
43,0
43,0
31,0
28,0
30,0
31,0
Mittelwert (M)
M
48,0
50,5
51,7
52,5
49,5
50,0
50,5
51,9
Vpn.
1. Sprunggürteltest
2. Jump-andreach-Test
Differenz
1. - 2.
Tabelle 2: (links): Gemessene Bestleistungen von
Sprunggürtel- und Jump-and-reach-Test,
1
44,0
55,0
-11,0
Mittelwerte (M) und Standardabweichung (s),
2
49,0
45,0
4,0
Differenz (Sprunggürteltest - Jump-and-reach-Test)
3
56,0
51,0
4,0
Werte in cm, Vpn. = Versuchsperson,
4
42,0
42,0
0,0
5
71,0
58,0
13,0
6
50,0
51,0
-1,0
7
67,0
66,0
1,0
8
9
48,5
50,0
54,0
44,0
-5,5
6,0
10
57,0
59,0
-2,0
11
47,5
57,0
-9,5
12
53,0
55,0
-2,0
13
60,0
65,0
-5,0
14
15
62,0
57,0
57,0
62,0
5,0
-5,0
16
47,0
47,0
0,0
17
45,0
47,0
-4,0
18
63,5
62,0
1,5
19
46,0
44,0
2,0
20
21
45,0
43,0
37,0
31,0
8,0
12,0
M
52,5
51,9
s
9,3
8,4
59
Tabelle 3: Extremwerte (Maximal- und Minimalwerte), Mittelwerte, Variationsbreite und
Variationskoeffizient der Bestleistungen, (Werte in cm)
n Maximalwert Mittelwert Minimalwert Variations- Variationsbreite
koeffizient
Sprunggürteltest
21 71,0
52,5
42,0
29,0
18,0%
Jump-and-reach-Test
21 66,0
51,9
31,0
35,0
16,0%
80
n = 21
r = 0,753
r² = 0,5624
Sprunggürteltest
60
40
20
Jump-and-reach-Test
0
0
20
40
60
80
Abb. 1: Korrelationsdiagramm mit Regressionsgerade
der erreichten Maximalwerte, n = 21, dreieckige Markierungen =
weibl. Probanden, viereckige Markierungen = männl. Probanden,
Winkelhalbierende Gerade = Identitätslinie
15
Differenz
10
5
0
1
11
8
13
15
17
10
12
6
4
16
7
18
19
2
3
14
9
20
21
-5
-10
Versuchsperson Nr.
-15
Abb. 2: Rangierte Differenzen aus Tab.2, negative Werte = höherer Wert des Probanden beim
Jump-and-reach-Test, positive Werte = höherer Wert des Probanden beim Sprunggürteltest
5
60
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln, SS 2004,
Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Roland Gerfin, Datum: 29.06.2004
E-Mail: [email protected]
Statistischer Vergleich von „Jump-and-reach-Test“ und „Sprunggürteltest“
(Nr. 13) – Versuchsbericht
1. Einleitung
Das Thema „Statistischer Vergleich von „Sprunggürteltest“ und Jump-and-reach-Test“ entstand
aus der Diskussion vom 25.05.2004. In der Diskussion ging es um den Vergleich von
Sprunggürteltest und Standweitsprung. Die Frage nach der Reliabilität des „Sprunggürteltests“
sollte durch den Vergleich der Werte mit denen des „Jump-and-reach-Tests“ überprüft werden.
Am 15.06.2004 wurden in einem Versuch von den Kursteilnehmern des sportphysiologischen
Seminars beide Tests durchgeführt.
2. Sachstand
Zur Testdurchführung gibt es in der Literatur zahlreiche Werke. In FETZ & KORNEXL (1993) und
RAPP & SCHODER (1977) werden die Sprungkrafttests beschrieben.
Der statistische Vergleich beider Tests wurde am Fachbereich Sport der Universität Mainz in einer
Diplomarbeit von GABRIEL (1995) insbesondere in Hinblick auf Validität und Reliabilität
durchgeführt (Tab. 4, neu).
In der Diplomarbeit von wurden zwei männliche und drei weibliche Gruppen untersucht. Für die
nach Geschlecht und Leistungsbereiche eingeteilten Gruppen liegen folgende Werte vor:
Tabelle 4: Ergebnisse der Untersuchung von
GABRIEL (1995), Korrelation, Bestimmtheitsmaß,
Stud. = Studentengruppe, VB 1 = Volleyballspieler
unterer Ligen, VB 2 = Volleyballspieler oberer Ligen
weiblich
männlich
Stud.
n 36
r 0,69
r² 48%
VB 1
VB 2
Stud.
VB 2
16
0,64
19
0,73
57
0,60
26
0,98
41%
53%
36%
96%
GABRIEL (1995)
3. Hypothesen
Im intraindividuellen Vergleich sind die in beiden Tests gemessenen Sprunghöhen gleich.
Die Korrelation für Sprunggürteltest und Jump-and-reach-Test ist hoch. Der erwartete Wert beträgt
r = 0,80.
4. Methodik
Untersucht wurden die Teilnehmer des sportphysiologischen Seminars. Die Anzahl der Probanden
betrug 21, wobei drei weibliche Teilnehmerinnen und 18 männliche Teilnehmer untersucht wurden.
Alle Teilnehmer absolvierten je drei gültige Versuche pro Testmethode. Der jeweils beste Wert
wurde zur weiteren Berechnung verwendet.
Entgegen der Empfehlung in der Literatur von FETZ & KORNEXL (1993) und RAPP & SCHODER
(1977) wurde der „Jump-and-reach-Test“ nicht frontal, sondern seitlich zur Wand durchgeführt.
Die Bewegungsfreiheit der Arme und Beine war so durch die Wand nicht eingeschränkt. Die
Reichhöhe wurde ebenfalls seitlich mit einem Arm ermittelt. Der Sprunggürteltest wurde nach den
Richtlinien des Sporteignungstests der Universität Mainz durchgeführt.
5. Ergebnisse
Die Ergebnisse der untersuchten Gruppe können auf dem Datenblatt vom 22.06.2004 eingesehen
werden. In Tabelle 1 sind die Rohwerte dargestellt. Bei Versuchsperson 17 wurde kein Wert für
den dritten Versuch beim Sprunggürteltest in den Versuchsplan eingetragen. Dieser fehlende Wert
61
wurde bei der Berechnung des Mittelwerts für den dritten Versuch berücksichtigt. Tabelle 2 zeigt
die Bestleistungen der Probanden, den Mittelwert und die Standardabweichung, sowie die
Differenz zwischen beiden Tests. Die Differenz wurde berechnet, indem der Wert des Jump-andreach-Tests von dem Wert des Sprunggürteltests abgezogen wurde. Bei einem Proband war die
Differenz = 0, die Werte beider Tests waren also gleich. Bei je zehn Probanden wurde eine
negative bzw. eine positive Differenz berechnet. Die Differenzen variieren von -11 cm bis 13 cm
(siehe auch: Abb.2 im Datenblatt). Der Mittelwert für den Sprunggürteltest beträgt 52,5 cm für den
Jump-and-reach-Test 51,9 cm. Die Standardabweichung beträgt für den Sprunggürteltest 9,3, für
den Jump-and-reach-Test 8,4. Der in Tabelle 4 berechnete Variationskoeffizient beträgt 18,0%
beim Sprunggürteltest und 16,0% beim Jump-and-reach-Test.
Im Korrelationsdiagramm (Abb.1) schneidet die extrapolierte Regressionsgerade die Ordinate (y)
bei einem Wert von ca.10. Die Korrelation zwischen beiden Tests beträgt r = 0,753. Daraus ergibt
sich ein Bestimmtheitsmaß von 56%. Die Abbildung 2 zeigt die von negativen zu positiven Werten
rangierten Differenzen.
6. Diskussion
Zunächst einmal ist festzustellen, dass die anfänglich angenommene Hypothese, „Im
intraindividuellen Vergleich sind die in beiden Tests gemessenen Sprunghöhen gleich“, nicht
bestätigt werden kann. Die großen Differenzen zwischen Sprunggürteltest und Jump-and-reachTest im intraindividuellen Vergleich widerlegen diese These. Die negative Abweichung in 9 Fällen
sowie die positive Abweichung in 10 Fällen lassen den Schluss auf einen systematischen Trend
nicht zu. Der Grund für diese +/- Differenzen kann nicht in der eigentlichen Sprungkraft liegen. Er
ist vielmehr auf Seiten der Technik und Taktik zu finden. Insbesondere bei Versuchsperson 1, 11,
21 und 5 ist die Differenz so hoch, dass die Testspezifität zu deren Erklärung herangezogen
werden muss.
Der erwartete Korrelationskoeffizient von r = 0,80 konnte nahezu bestätigt werden. Der ermittelte
Korrelationskoeffizient r = 0,753 weicht vom erwarteten Wert nur gering ab. Diese recht hohe
Korrelation kommt unter anderem auch durch die große Streuung der Messergebnisse zustande.
Weiterhin ist zu vermerken, dass die statistische Korrelation nur für die erhobene Stichprobe gilt
und ein ursächlicher Zusammenhang nicht zwangsläufig besteht.
Das aus dem Korrelationskoeffizient resultierende Bestimmtheitsmaß besagt, dass nur zu 56% ein
gemeinsamer Faktor hinter den gewonnenen Werten aus beiden Tests steht (ULMER 2002).
Daraus folgt im Umkehrschluss, dass zu 44% die Messwerte von externen Faktoren beeinflusst
werden. Zwar messen beide Tests die vertikale Sprunghöhe aus der tiefen Hocke, doch die
Ergebnisse werden zu großen Teilen durch Motivation, Technik und Taktik mitbestimmt.
Der Vergleich der Ergebnisse mit denen von GABRIEL (1995) bestätigt weiterhin diese Annahme,
da sich für vier von fünf Stichproben ähnliche Ergebnisse ergeben haben.
7. Literaturverzeichnis
FETZ, F. & KORNEXL, E. (1993). Sportmotorische Tests: Praktische
Sportmotorischen Tests in Schule und Verein. Wien: Pädagogischer Verlag.
Anleitung
zu
GABRIEL, O. (1995). Zum Vergleich zweier Sprungkrafttests (Abalakow-Test und Jump-andreach-Test), speziell hinsichtlich Validität und Reliabilität. Diplomarbeit am FB Sport. Mainz.
RAPP, G.& SCHRODER, G. (1977). Motorische Testverfahren, Grundlagen – Aufgaben –
Anwendung in Sportpraxis und Bewegungsdiagnostik. Stuttgart: CD – Verlagsgesellschaft.
ULMER, H.-V. (2002). Einführung in die Grundlagen der deskriptiven und analytischen Statistik.
Mainz.
Hiermit bestätige ich, dass ich die vorgelegte Seminararbeit selbstständig angefertigt und alle benutzten Quellen
angegeben habe.
62
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln
SS2004: Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Seminarleiter: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referentin: Karolin Krah, Email: [email protected],
Datum: 15.06.2004
Zur Genauigkeit propriozeptiver Rückmeldung (Nr. 14) – Versuchsplan
Versuchsziele: - Nachweis zur Genauigkeit des Bewegungssinns der Schulter
- Nachweis zur Genauigkeit des Bewegungssinns im Bezug auf
Entfernung
Versuch 1: Winkelreproduktion im Schultergelenk nach Pause und nach Belastung
Materialien: Stoppuhr, Winkelmesser, Bandmaß, Augenbinde
Organisation: in Vierergruppenein Proband, ein Protokollant, 2 Helfer
Zunächst wird die Armlänge des Probanden gemessen (Oberarmkopf bis Fingerspitze).
Dann bekommt er eine Augenbinde über und seine Arme werden von einem Helfer in einen
Arm-Rumpfwinkel von 90° gebracht. Ellbogen-; Hand- und Fingergelenke sind dabei
gestreckt. Es wird der Abstand von der Fingernageloberseite bis zum Boden gemessen.
Während dessen hat der Proband die Aufgabe, sich diese Position genau einzuprägen.
Anschließend lässt er die Arme fallen und versucht unmittelbar, den 90°-Winkel
wiederherzustellen. Es wird wiederum der Abstand zum Boden gemessen. Die dritte
Messung erfolgt nach einer Pause von 30 s, im Anschluss drückt der Proband gegen einen
Widerstand seine Arme nach oben (ca. 10-15 mal gegen die Arme eines Helfers) und direkt
daran schließt sich die letzte Wiederholung der Winkelreproduktion..
Vpn Nr:
Name:
Armlänge (cm):
Ausgangswert (cm):
unmittelbar
nach
30
s nach Aktivität
Pause
Abstand zum Boden (cm)
Differenz
(cm)
zum
Ausgangswert
Versuch 2: Entfernungsexperiment
Materialien: Stoppuhr, Bandmaß, Markierungsstreifen
Es wird eine Strecke von 5 m markiert. Der Proband steht an der Startlinie und prägt sich
den Abstand genau ein. Anschließend bekommt er die Augenbinde über und muss
versuchen, so nah wie möglich an die Ziellinie heranzukommen. Es wird der Abstand von
den Fußspitzen zum vorderen Ende der Markierung gemessen. Nach 30 s Pause erfolgt
ein zweiter Versuch, der dritte nach weiteren 60 s Pause.
unmittelbar
Entfernung
Zielpunkt
nach
30
Pause
s nach
60
Pause
s
zum
Wichtig ist, dass die Probanden während der Versuche keinerlei
Rückmeldung über die erzielten Ergebnisse erhalten!!!
Abweichungen vom Versuchsplan und besondere Vorkommnisse bitte auf der Rückseite notieren
63
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln
SS 2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referentin: Karolin Krah, Email: [email protected]
Datum: 22.06.2004
Zur Genauigkeit der propriozeptiven Rückmeldung (Nr. 14) – Datenblatt
Versuch 1: Winkelreproduktion im Schultergelenk
Tab.1: Rohwerte
Vpn = Versuchsperson
Arml. = Armlänge (in cm)
cm = Höhenunterschied zum Ausgangswert
Istwert° = erreichter Winkel
sD = Standardabweichung
= Abweichung in ° (Absolutwerte) M = Mittelwert
Die Versuchspersonen sind nach der Abweichung in cm beim unmittelbaren Versuch rangiert.
Grau untermalte Flächen kennzeichnen Extremwerte mit einer Abweichung über 5°.
unmittelbar
nach 30 s Pause
nach Aktivität
Vpn Arml.
cm
Istwert°
° cm Istwert° ° cm Istwert° °
1
73
-7
85
5
0
90
0
5
94
4
2
72
-2
89
1
-6
87
3
-10
82
8
3
72
-2
89
1
3
92
2
-2
89
1
4
68
-1
89
1
-5
86
4
-8
83
7 Ergebnis des t-Test für gepaarte Stichproben:
5
79
-1
89
1
-2
89
1
-1
89
1
6
74
-1
90
0
-3
88
2
-3
88
2 Die Mittelwerte (Istwerte) der verschiedenen
7
70
0
90
0
9
97
7
1
90
0 Messzeitpunkte, unmittelbar, nach 30 s
8
74
0
90
0
1
91
1
-3
88
2 Pause und nach körperlicher Aktivität
9
74
0
90
0
-7
85
5
-10
82
8 unterscheiden sich nicht signifikant
10
74
0
90
0
0
90
0
2
92
2 von 90°.
11
81
1
91
1
0
90
0
2
91
1
12
75
1
91
1
-1
89
1
-4
87
3
13
74
1
91
1
0
90
0
-7
85
5
14
69
2
92
2
0
90
0
1
90
0
64
15
16
17
18
19
20
21
M
70
78
73
80
71
82
78
74
2
2
3
4
5
5
6
1
92
92
92
93
94
94
94
91
2
2
2
3
4
4
4
2
-2
-5
3
-4
-1
1
5
-1
88
86
92
88
90
91
94
89
2
4
2
2
0
1
4
2
-3
5
-2
-6
-1
-3
5
-2
88
94
88
86
90
88
94
88
2
4
2
4
0
2
4
3
sD
4
3
2
2
4
3
2
5
4
2
Abb.1: reproduzierte Winkel zu den
verschiedenen Messzeitpunkten
1 = unmittelbare Messung, M = 91°
2 = nach 30 s Pause, M = 89°
3 = nach Aktivität, M = 88°
Ein Unterschied zwischen dem Mittelwert
der Istwerte und dem der Abweichung in °
(für den unmittelbaren Versuch 91° und 2°)
hat sich dadurch ergeben, dass positive und
negative Abweichungen sich bei den Istwerten ausglichen.
Abb.2: Abweichung der Mittelwerte in °
zu den verschiedenen Messzeitpunkten
M1 = 2°
M2 = 2°
M3 =
3°
weitere Beschriftung siehe Abb.1!
65
Entfernungsexperiment über eine Strecke von 5 m (Nr. 2) - Datenblatt
Tab. 2: Rohwerte
Vpn = Versuchsperson
Abw. = Abweichung zur Zielmarkierung 5 m (in cm)
= prozentuale Abweichung zum Ziel  Wert % = prozentuale Genauigkeit, M = Mittelwert, M* = Mittelwert ohne Ausreißer
sD = Standardabweichung
sD* = Standardabweichung ohne Ausreißer
Die grauen Zeilen kennzeichnen die beiden Ausreißer, Vpn 1+16, deren Wert über M*± 3s (Grenzwert für das Ausreißerkriterium) liegt;
in den Abbildungen 3, 4 und 5 wurden sie deshalb nicht berücksichtigt!
unmittelbar
nach 30 s
nach 60 s
Vpn
Abw.
 (%)
Wert%
Abw.  (%) Wert% Abw.  (%) Wert%
1
-103
21
79
-149 30
70
-140
28
78
2
-26
5
95
-26
5
95
-13
3
97
Ergebnis des t-Test für gepaarte Stichproben:
3
-17
3
97
49
10
90
63
13
87
4
-34
7
93
-20
4
96
-39
8
82
Die Mittelwerte (in %) der drei Durchgänge
5
-64
13
87
-88
18
82
-44
9
91
unterscheiden sich signifikant vom
6
-71
14
86
-38
8
92
-8
2
98
Zielpunkt 5 m (= 100 %).
7
45
9
91
16
3
97
10
2
98
8
13
3
97
114
23
77
38
8
92
9
-76
15
85
-43
9
91
-58
12
88
Ergebnis des multiplen t-Test:
10
-12
2
98
31
6
94
-5
1
99
11
8
2
98
-41
8
92
-42
8
92
Die Mittelwerte der verschiedenen Mess12
-55
11
89
-62
12
88
-104
21
79
zeitpunkte untereinander unterscheiden
13
-37
7
93
9
2
98
56
11
89
sich jedoch nicht signifikant voneinander.
14
-64
13
87
-69
14
96
-51
10
90
15
-99
20
80
-124 25
75
-82
16
84
16
-169
34
66
-172 34
66
-116
23
77
17
-106
21
79
4
1
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-3
1
99
Fortsetzung Tab 2: nächste Seite
66
18
19
20
21
M
-64
34
-89
25
-46
13
7
18
5
12
87
93
82
95
88
-56
-27
-47
-10
-35
11
5
9
2
11
89
95
91
98
89
-29
0
-51
37
-28
6
0
10
7
9
94
100
90
93
90
sD
M*
54
-36
8
10
8
90
66
-23
9
9
10
91
55
-22
8
8
7
92
sD *
46
6
6
53
7
7
50
6
6
unmittelbar
Abb.3: unmittelbare
Messung, M = 90%
100
Abbildungen 3, 4 und 5: Die Abbildungen zeigen die erreichten
prozentualen Werte der Versuchspersonen zu den drei
Messzeitpunkten. Die beiden Ausreißer, Vpn 1 und 16, sind in den
Diagrammen nicht aufgeführt. Die Probanden sind nach ihrer
Schätzgenauigkeit rangiert.
M = mittlere Schätzgenauigkeit in %.
Auf der X-Achse sind die Versuchspersonen aufgeführt.
Die Y-Achse zeigt die erreichte Schätzgenauigkeit in %.
90
80
70
60
50
10 11
3
30 s
Abb.4: Messung nach 30 s, M = 91%
90
90
80
80
70
70
60
60
50
50
9 20 3 18 12
4 19
7 12 14 18
5
6
9
20 15 17
60 s
100
4 14 2 19 10 11 6
2 13
Abb. 5: Messung nach 60 s, M = 92%
100
17 21 13 7
8 21
5
8 15
Abb.5: Messung nach 60 s Pause
19 10 17
7
6
2 18 21 11
8
5 14 20 13
M = 92 %
9
3
15
4
12
67
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln
SS 2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referentin: Karolin Krah, Email: [email protected]
Datum: 22.06.2004
Zur Genauigkeit der propriozeptiven Rückmeldung (Nr. 14) – Versuchsbericht
1 Allgemeine Versuchsziele
Ziel der Experimente war es, die Genauigkeit der propriozeptiven Rückmeldung zu
veranschaulichen. Dies sollte an 2 Experimenten zum Bewegungssinn deutlich werden, von denen
der erste sehr einfach, der zweite überaus komplex war.
2 Literaturüberblick
Nach ZIMMERMANN (2000) versteht man unter Propriozeption (Tiefensensibilität) „...die
Wahrnehmung der Stellung und Bewegung unseres Körpers“(S. 224). Die Sensoren befinden sich
in Muskeln, Sehnen, Bändern und Gelenkkapseln (vgl. HICK/HICK 1997, S. 334). Bei TITTEL (2000)
werden die Propriozeptoren Eigenrezeptoren genannt, „...die wie „Antennen“ oder
„Längendetektoren“ auf Lageveränderungen der Muskel- bzw. Sehnenfasern ansprechbar sind
und als „Muskel- bzw. Sehnenspindeln“ bezeichnet werden.“ (S. 67/68). Funktionell unterscheidet
man bei Rezeptoren zwischen Exterozeptoren (übermitteln Reize, die durch z.B. Sehen oder
Riechen zustande kommen), Enterozeptoren (registrieren beispielsweise Blut-pH-Änderungen)
und den Propriozeptoren (vgl. TITTEL 2000, S. 348). „Die Propriozeption besitzt drei Qualitäten,
nämlich Stellungs-, Bewegungs- und Kraftsinn“ (ZIMMERMANN 2000, S. 224). Der Stellungssinn
bewirkt beispielsweise das genaue Anpeilen einer vorher festgelegten Körperstelle auch ohne
visuelle Kontrolle. Der Kraftsinn ermöglicht einen adäquaten Krafteinsatz z.B. beim Heben von
Gegenständen und der Bewegungssinn, wozu die beiden durchgeführten Experimente zu zählen
sind, erlaubt eine bewusste Wahrnehmung von Richtung und Geschwindigkeit einer Änderung von
Gelenkstellungen (egal ob passiv oder aktiv) (vgl. HICK/HICK 1997, S. 335). Zur Genauigkeit des
Bewegungssinns wird in der Literatur gesagt, dass in proximalen Gelenken kleinere
Winkeländerungen wahrgenommen werden können als in distalen, im Schultergelenk liegt dies bei
0,2 - 0,4° (bei einer Geschwindigkeit von 0,3 Grad/s), im Handgelenk hingegen bei 1,0 - 1,3° (bei
12,5 °/s (vgl. ZIMMERMANN 2000, S. 224). Experimente zur Genauigkeit der propriozeptiven
Rückmeldung konnten in der Literatur nicht gefunden werden, jedoch in vorangegangenen
Seminarberichten.
3 Methodik
Die beiden Experimente wurden gemäß des Versuchsplans (in Anlehnung an RAPP (1997) vom
15.06.2004 durchgeführt. Es nahmen 21 Versuchspersonen daran teil und die Versuchspläne
wurden von allen Teilnehmern korrekt ausgefüllt, so dass komplette Datensätze ausgewertet
werden konnten. Für das erste Experiment wurde zusätzlich zu den übrigen Messwerten die
Armlänge (= r) angegeben. Mit der Formel U = 2 x π x r gelangte man zum Umfang des
Bewegungskreises im Schultergelenk. Durch diesen Wert und die Differenz der verschiedenen
Messwerte zum Anfangswert konnte die Abweichung in Grad ermittelt werden.
4 Ergebnisse
Die erhobenen Daten sind dem Datenblatt vom 22.06.2004 zu entnehmen. Da bei der
Versuchsdurchführung Dezimalstellen von den ablesenden Personen kaum genutzt wurden und sie
zudem im Bezug auf die Auswertung keinen Unterschied ausmachten (vgl. Vpn 16 und 17 im
unmittelbaren Versuch, die 1 cm voneinander abweichen, in Grad umgerechnet ist dies jedoch kein
Unterschied, was mit der Armlänge zusammenhängt), wurden die Daten zur Vereinfachung auf
ganze Zahlen gerundet. Bei Versuch 1 gab es bei der unmittelbaren Messung nur einen Probanden
(Vpn 1), der den gewollten Wert von 90° um mehr als 5° (entspricht 5 %) verfehlte, im Durchgang
nach 30sekündiger Pause war dies bei den Versuchspersonen 7 und 9 der Fall, in der dritten
68
Messung nach körperlicher Aktivität gab es bei den Versuchspersonen 2, 4, 9 und 13
Abweichungen über 5°. Im unmittelbaren Versuch wurde der 90°-Winkel tendenziell überschätzt
(M=91°), bei den anderen beiden Messungen hingegen unterschätzt (nach 30s Pause M=89°, nach
Aktivität M=88°) (vgl. Abb.1). Da die positiven und negativen Abweichungen im Bezug auf die
Mittelwerte sich nicht aufwiegen sollten, wurde nur die absolute Abweichung in Grad als
aussagekräftig herangezogen. Diese lag entsprechend bei den ersten beiden Messzeitpunkten bei
2° und im dritten bei 3° im Mittel. Wenn auch die Abweichung im Versuch nach körperlicher Aktivität
etwas abnahm, wurde trotzdem beim t-Test für gepaarte Stichproben ein nicht signifikanter
Unterschied der Mittelwerte zum 90°-Winkel für alle drei Messzeitpunkte berechnet.
Beim Entfernungsexperiment über 5 m fiel besonders auf, dass die Strecke von den Probanden
größtenteils unterschätzt wurde, denn im unmittelbaren Versuch und dem nach 60 s Pause war dies
bei 16 Probanden (=76 %) der Fall, nach 30 s Pause liefen 15 Probanden (71 %) zu kurz. Dies zeigt
sich auch im Mittelwert der Abweichung zum Zielpunkt (Munm= -46 cm, M30s= -35 cm, MAkt= -28 cm)
Besonders fielen die Versuchspersonen 1 und 16 mit in ihren großen Abweichungen auf. Da ihre
Werte jenseits vom Mittelwert ± 3sD liegen, der ohne diese beiden zustande kommt, wurden sie als
Ausreißer „entlarvt“ und in den übrigen Diagrammen und Berechnungen ausgelassen. Ohne diese
Ausreißer lagen die prozentualen Abweichungen bei 10 % (unm.), 9 % (nach 30 s) und 8 % (nach
60 s). Anders ausgedrückt erreichten die Probanden im ersten Durchgang im Mittel 90 % der
Strecke, im zweiten 91 % und im dritten 92 %.
Der t-Test für gepaarte Stichproben zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen der Zielstrecke
(= 100 %) und den erreichten Prozentwerten bei den drei Versuchsdurchgängen. Kein signifikanter
Unterschied hingegen zeigte sich beim Vergleich der erreichten Prozentwerte untereinander, was
bedeutet, dass die Probanden zwar die 5 m nicht genau abschätzten, jedoch in ihren
Abweichungen im Verlauf der Durchgänge sich nicht unterschieden, was die Mittelwerte von 90 %,
91 % und 92 % belegen.
5 Diskussion
5.1 Zu den Versuchszielen
Vor allem im ersten Versuch wurde die Genauigkeit der propriozeptiven Rückmeldung sehr gut
verdeutlicht, da die Abweichung beim unmittelbaren Durchgang und dem nach 30 s Pause bei 1 %
lag und im Durchgang nach Aktivität bei 2 %. Die große Genauigkeit kann dadurch erklärt werden,
dass das Schultergelenk maßgeblich an der Zielmotorik beteiligt ist und zudem ein proximales
Gelenk ist, was schon in der Literatur als sehr genau beschrieben wird (siehe Literaturüberblick).
Gerade im Sport könnte eine Ungenauigkeit (z.B. beim Anpeilen eines Balles in den
Spielsportarten) erhebliche Konsequenzen für das Spielgeschehen beinhalten.
Das Entfernungsexperiment war in der Anforderung weitaus komplexer. Die Propriozeption spielt
insofern eine Rolle, als dass die Strecke vom Auge zuerst berechnet und anschließend aus dem
Winkel im Hüftgelenk, der bei den Schritten entsteht, die Schrittlänge berechnet wird. Die einzelnen
Schritte wiederum müssen ihrer Länge nach addiert werden, um zum Zielpunkt zu gelangen. Da
trotz dieser Schwierigkeiten die Abweichung bei weniger als 10 % lag und, wie bereits erwähnt, das
Experiment in der Ausführung sehr komplex war, kann es für den Nachweis der Genauigkeit der
propriozeptiven Rückmeldung herangezogen werden.
5.2 Methodendiskussion
Das Experiment zur Winkelreproduktion im Schultergelenk war von der Durchführung her sehr
einfach und Messfehler können durch die Rundung auf ganze Zahlen und dadurch, dass nur die
Absolutwerte in Grad betrachtet wurden, vernachlässigt werden (vgl. Datenblatt, Tab.1, Vpn 20+21).
Im zweiten Experimenten können die Messfehler jedoch eine recht große Rolle gespielt haben,
denn zum einen wurde die Instruktion, die 5 m lange Strecke abzuschätzen, teilweise
missverstanden, so dass einige der Versuchpersonen dachten, dies mit 5 Schritten tun zu müssen.
Die Probanden wussten nach 5 Schritten, dass sie den Zielpunkt noch nicht erreicht hatten,
wussten jedoch nicht, dass sie dem Ziel durch einen weiteren Schritt hätten näher kommen können.
69
Zum anderen hatten die einzelnen Versuchspersonen trotz verbundener Augen annähernd
Rückmeldung über ihr erreichtes Ergebnis („Du stehst gleich in der anderen Halle“ - Zitat eines
Studenten). Schwierig wurde die Durchführung zudem durch die ungünstigen Raumverhältnisse,
denn die Strecke war in einem relativ engen Gang, in dessen Mitte sich eine Säule befand,
abgeklebt. Es bestand zwar nicht direkt die Gefahr, gegen diese zu stoßen, jedoch wurden die
Probanden durch die verbundenen Augen unsicher. Dies zeigt sich auch beim Vergleich mit den
Ergebnissen, die ein Student 1997 für das gleiche Experiment ermitteln konnte. Damals wurden 2
Messungen durchgeführt und die Abweichung der Gruppe lag im ersten Durchgang bei 7 %, um
zweiten sogar nur bei 5 %.
6 Fazit
Die Genauigkeit der propriozeptiven Rückmeldung, in den beiden Experimenten der
Bewegungssinn, wurde recht beeindruckend veranschaulicht, wobei man zusätzlich sagen kann,
dass die Rückmeldung umso genauer ist, je einfacher eine Versuchsdurchführung.
Literatur:
HICK, C./ HICK, A.: Physiologie. 2. Auflage, Stuttgart 1997
RAPP, J.: Zur Genauigkeit der propriozeptiven Rückmeldung. Seminarbericht zum Projekt
Sportphysiologische Experimente mit einfachen Mitteln, Band 51, Mainz 1997, S. 69-73
TITTEL, K.: Beschreibende und funktionelle Anatomie des Menschen. München, Jena 2000
ULMER, H.-V.: Einführung in die Grundlagen der deskriptiven und analytischen Statistik.
Unveröffentlichtes Skript Mainz 2002
ZIMMERMANN, M.: Das somatoviszerale sensorische System. In: SCHMIDT, R./ THEWS, G./
LANG, F. (Hrsg.): Physiologie des Menschen. 28. Auflage, Berlin Heidelberg New York 2000, S.
216-235
Hiermit versichere ich, dass ich die vorliegende Seminararbeit selbständig angefertigt und alle
benutzten Quellen angegeben habe.
gez. Karolin Krah
70
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln SS 2004,
Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz; Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer
Referent: Benjamin Rönisch, Datum: 22.06.2004 E-Mail: [email protected]
Ganzkörperschwingungen vor und nach intensiver körperlicher Arbeit (Nr. 15)
– Versuchsplan
Versuchsziel: Untersuchung des „Zitterns“ einer mechanischen Personenwaage vor und nach
körperlicher Arbeit unter Berücksichtigung der Atmung und der Herzfrequenz.
Organisation: Es werden 4er Gruppen gebildet. Folgende Aufgaben werden verteilt:
1 Protokollant, der gleichzeitig der Versuchsleiter ist; 1 Zeitnehmer, 1 Ableser der Waage und
1 Versuchsperson. Danach werden die Aufgaben gewechselt.
Hilfsmittel: mechanische Personenwaage, Stoppuhr
Versuchsablauf: Im ersten Teilabschnitt des Versuchs werden alle Messungen vor
intensiver Arbeit durchgeführt. Die Probanden stellen sich auf die mechanische
Personenwaage (Nr. bitte eintragen!). Als erstes übernimmt der Zeitnehmer zusätzlich die
Aufgabe, die Atemzyklen des Probanden beim normalen Atmen zu zählen. Der Ableser
beobachtet den Ausschlag der Personenwaage und zählt gleichzeitig die Ausschläge in der
vorgegebenen Zeit und der Protokollant trägt beide Werte in die Tabelle ein (das gleiche
Verfahren gilt auch für das intensive Atmen). Beim dritten Teil des ersten Teilabschnitts wird
die Atemfrequenzzählung durch die Herzfrequenzzählung ersetzt, da der Proband den
Atem anhält, wiederum trägt der Protokollant die Intensität des Ausschlags, die Herzfrequenz
und die Anzahl der Waagenausschläge ein. Im zweiten Teilabschnitt des Versuchs gilt es
zunächst einen 5minütigen Treppendauerlauf durchzuführen, um unmittelbar im Anschluss die
Atemfrequenz des Probanden nach intensiver Arbeit festzustellen (bitte direkt nach dem
Lauf auf die Waage), der Ableser stellt in den zwanzig Sekunden der Messung die
Waagenausschlagsintensität fest und zusätzlich werden die Atemzyklen vom Zeitnehmer
gezählt. Direkt im Anschluss hält der Proband für zehn Sekunden den Atem an, wiederum wird
die Anzahl der Herzschläge und die Intensität des Waagenausschlags eingetragen.
Name:
Waagen-Nr.:
Proband Nr.:
vor intensiver Arbeit: (Legende: 0=nicht, 1=schwach, 2=stark)
mit Atmung
Atmung:
normal
intensiv
Atemfrequenz
(pro 20“):
WaagenausschlagsIntensität (bitte
einkreisen):
Waagenausschlag
(Anzahl pro 20“):
mit Atemanhalten
angehalten
Herzfrequenz
(Anzahl pro 10“):
0-1-2
0-1-2
0-1-2
Waagenausschlag
(Anzahl pro 10“)
nach intensiver Arbeit:
mit Atmung
Atemfrequenz
(Anzahl pro 20“):
Waagenausschlagsintensität:
Waagenausschlag
(Anzahl pro 20“)
mit Atemanhalten
oder n/s
Herzfrequenz
(max. 10“)
0-1-2
0-1-2
Waagenausschlag
(Anzahl pro 10“)
Abweichungen vom Versuchsplan und besondere Vorkommnisse bitte auf der Rückseite notieren
71
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln SS 2004, Fachbereich Sport,
Johannes Gutenberg-Universität Mainz,
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Benjamin Rönisch, Datum: 29.06.2004
E-mail: [email protected]
Ganzkörperschwingungen vor und nach intensiver körperlicher Arbeit
(Nr. 15) – Datenblatt
Tab. 1: Rohwertetabelle: Werte der Probanden vor intensiver Arbeit
Vpn = Probanden-Nummer; Waagen-Nr. = Nummer der Personenwaage, mit der das Experiment
durchgeführt wurde; vor intesiver Arbeit = vor 5-min-Treppenlauf; M = Mittelswert; SD =
Standardabweichung; MD = Medianwert
vor
intensiver
Arbeit
mit
Atmung
normal
VPN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
AtemfreWaage
quenz
Nr.
(20")
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
M
SD
MD
7
7
6
7
4
3
5
4
6
5
5
4
8
6
9
6
7
5,8
1,6
WaagenWaagenausausschlag
schlags(20")
intensität
1
5
0
0
1
2
0
0
1
2
1
2
1
3
1
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
mit Atmung
mit
intensiv
Atemanhalten
WaagenWaagen
AtemfreWaagenWaagenausHerzfre-quenz ausquenz
ausschlag
ausschlag
schlags(10")
schlags(20")
(20")
(10")
intensität
intensität
8
1
6
11
0
0
32
1
26
10
0
0
14
2
14
14
0
0
12
2
12
12
0
0
8
2
7
11
0
0
20
2
23
15
0
0
8
2
8
12
0
0
14
2
12
14
1
2
15
1
18
14
0
0
8
1
3
20
1
1
21
2
31
9
0
0
20
2
22
10
0
0
28
2
24
8
0
0
19
0
0
15
0
0
33
1
33
17
0
0
11
1
2
16
0
0
29
1
7
14
0
0
17,7
16
13,1
8,6
9,9
3,1
2
0
0
Tab. 2: Rohwertetabelle: Werte der Probanden nach dem 5minütigen Treppenlauf
Vpn = Probanden-Nummer; Waagen-Nr. = Nummer der Personenwaage, mit der das Experiment
durchgeführt wurde; vor intensiver Arbeit = vor 5min Treppenlauf; M = Mittelswert; SD =
Standardabweichung; MD = Medianwert
nach intensiver Arbeit mit Atmung
VPN
Waagenausschlagsintensität
AtemfreWaage
quenz
Nr.
(20")
Waagenausschlag
(20")
mit Atemanhalten
Herzfrequenz
(10")
Waagenausschlagsintensität
Waage-ausschlag
(10")
1
1
9
2
9
20
2
7
2
1
40
2
38
37
2
16
3
1
10
1
13
19
1
19
4
1
15
2
15
25
2
25
5
2
13
1
12
22
1
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1
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1
9
25
0
0
M
14
14,9
23,1
SD
7,5
12,3
5,9
1
7
MD
1
Tab. 3: Intraindividuelle Differenz bezüglich der AF (ohne Vpn 14) vor Arbeit mit tiefer Atmung
VPN = Versuchsperson, a = absolute Differenz, r in % = relative Differenz
Eine Abweichung von > 20% wird nicht mehr als Übereinstimmung angesehen
Atemfrequenz/ Waagenausschlag
VPN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
16
17
Atemfrequenz (20")
8
32
14
12
8
20
8
14
15
8
21
20
28
33
11
29
Waagenausschlag (20")
a
6
26
14
12
7
23
8
12
18
3
31
22
24
33
2
7
r in %
2
6
0
0
1
-3
0
2
-3
5
-10
-2
4
0
9
22
25
18,7
0
0
12,5
15
0
14,2
20
62,5
47,6
10
14,2
0
81,8
75,8
73
Tab. 4: Intraindividuelle Differenz bezügl. der HF (ohne Vpn 14) nach Arbeit bei angehaltenem Atem
VPN = Versuchsperson, a = absolute Differenz, r in % = relative Differ.
Eine Abweichung von > 20% wird nicht mehr als Übereinstimmung angesehen
Herzfrequenz/ Waagenausschlag
VPN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
16
17
Herzfrequenz (10")
20
37
19
25
22
21
20
31
20
24
22
23
34
14
17
25
Waagenausschlag (10")
7
16
19
25
3
18
14
14
11
3
3
0
16
0
1
0
a
13
21
0
0
19
3
6
17
9
21
19
/
18
/
16
/
r in %
65
56,7
0
0
86,3
14,2
30
54,8
45
87,5
86,3
/
52,9
/
94,1
/
Sportphysiologisches Seminar: Experimente mit einfachen Mitteln
SS 2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Benjamin Rönisch, Datum: 05.07.2004,
E-Mail: [email protected]
Ganzkörperschwingungen vor und nach intensiver körperlicher Arbeit
(Nr. 15) – Versuchsbericht
1. Zielsetzung
Ziel des Versuches war es zu untersuchen, ob Ganzkörperschwingungen vor und nach
intensiver körperlicher Arbeit durch Rückstoßeffekt der Herztätigkeit und der Atmung durch
die Messung mit einer mechanischen Personenwaage nachweisbar sind, und in wie fern
dabei die Waagenausschläge (Zittern des Zeigers) mit der Atemfrequenz bzw.
Herzfrequenz übereinstimmen. Den praktischen Bezug bekommt das Thema durch den
Biathlonsport, wo Ausdauerleistung und Präzisionsleistung beim Schießen miteinander
kombiniert werden.
2. Sachstand
Biathlon ist eine Sportart, die sich aus verschiedenen komplexen Leistungen
zusammensetzt: der Laufgeschwindigkeit, dem Schießstandaufenthalt und dem
Schießergebnis. Der Biathlet sieht sich abwechselnd der Laufbelastung und dem Schießen
gegenüber. In der Laufpause nach großer Anstrengung kommt es am Schießstand zu
74
heftigen Bewegungen des Brustkorbes beim Atmen. Zusätzlich verursacht die hohe
Herzfrequenz erhebliche Körperbewegungen, die dann die Stabilität des Systems SportlerGewehr beeinträchtigen (NITZSCHE 1998, 13). Die Technikelemente des Schießens, wie
Anschlag, Zielen, Atmung und Abzug müssen automatisiert sein, um die motorischkoordinativen Hauptmerkmale des Schießens (Präzision und Schnelligkeit) zu erfüllen.
Wichtige Kriterien, die darüber entscheiden, ob das Schießen zum Erfolg wird, sind: die
Umstellungsfähigkeit vom Laufen zum Schießen und das Erreichen einer stabilen
Anschlagposition durch zweckmäßiges Atmen. Die größte Schwierigkeit besteht darin, den
Atem nach intensiver körperlicher Arbeit anzuhalten. Der Sportler muss sich die
Atemtechnik so aneignen, dass sie aus dem Feld der bewussten Aufmerksamkeit verlagert
und unbewusst gesteuert werden kann (NITZSCHE 1998, 106). Die Qualität der
Atemtechnik wird bestimmt durch die Gleichmäßigkeit von Schuss zu Schuss. Es wird
gewechselt zwischen Ein- und Ausatmung (Inspiration bzw. Exspiration) und Apnoe. Der
Begriff Apnoe kommt aus dem Griechischen und wird in der Medizin als Atemstillstand
bezeichnet (ZETKIN/SCHALDACH 1992, 146). Vor Beginn und während des Grobvisierens
wird tief ein- und ausgeatmet. Dies wird mit dem Beginn des Feinvisierens unterbrochen.
Die Atemzüge während der Schussreihe werden auf eins bis zwei im Zeitabschnitt des
Nachladens beschränkt. Nach der Inspiration erfolgt eine unvollständige Exspiration. Mit
der Restluft in der Lunge wird die Atmung unterbrochen und die Apnoe-Phase setzt ein.
Hierdurch wird die Ausarbeitung einer stabilen Zentrumslage des Gewehrs angestrebt. Die
Exspiration wird nach dem Schussbruch langsam fortgeführt. Genauso wie die Atmung,
muss auch die Herzfrequenz (HF) beim Einlaufen in den Schießstand berücksichtigt
werden. Bei langem Warten vor dem Schiessen kommt es zum rapiden Absinken der
Herzfrequenz (vagotonen Umschlag der HF). Der daraus resultierende starke Herzschlag
wirkt sich negativ auf die Haltestabilität der Waffe aus. Dadurch kommen in der Regel
Fehlschüsse zustande (NITZSCHE 1998, 14). Bei intensiver körperlicher Anstrengung,
steigt das Herzminutenvolumen und das Schlagvolumen. Während der Systole
(Kontraktionsphase) ist der Druck in der Aorta am größten (DE MAREES 2002, 254). Man
könnte nun davon ausgehen, dass durch den ansteigenden Druck in der Systole auch in
der Diastole (Erschlaffungsphase) eine Art Rückstoßeffekt zu erwarten sei. Die könnte eine
mögliche Erklärung für Ganzkörperschwingungen während dem Anhalten des Atems sein.
3. Methodik
Das Experiment wurde nach dem Versuchsplan vom 22.06.2004 durchgeführt. An dem
Experiment haben 22 Versuchspersonen teilgenommen (4 weiblich, 17 männlich), davon
wurden nur 17 Probanden in der Auswertung berücksichtigt, da die Datensätze der anderen
Probanden nicht komplett waren. Weiterhin kamen drei verschiedene mechanische
Personenwaagen zum Einsatz. Die unterschiedlichen Ergebnisse vor der intensiven
körperlichen Arbeit und auch beim Atemanhalten können auf die unterschiedlichen
Personenwaagen zurückgeführt werden, was auch in den Vorversuchen festgestellt werden
konnte. In Tab. 3 und Tab. 4 ist die intraindividuelle Differenz zwischen der Atemfrequenz
bzw. der Herzfrequenz und der Anzahl der Waagenausschläge abzulesen. Hierbei wurde
folgendes festgelegt:
Wenn die Abweichung der Atemfrequenz bzw. Herzfrequenz vom Waagenausschlag 20%
oder weniger ergab, wurde dies als „Übereinstimmung“, war die Abweichung größer als
20%, wurde dies als keine „Übereinstimmung“ gewertet.
4. Ergebnisse
Die Versuchsergebnisse des Experiments sind den Tabellen und Abbildungen des
Datenblattes vom 29.06.2004 zu entnehmen. Zusammenfassend können folgende
Ergebnisse genannt werden, die sich aber nicht bei allen Probanden zeigten:
75
Bei immerhin vier Probanden konnten die erwarteten Ergebnisse bezüglich der
Atemfrequenz völlig bestätigt werden, da die intraindividuelle Differenz zwischen
Atemfrequenz und Waagenausschlag gleich Null war (s. Tab. 3). In weiteren 7 Fällen
konnten Abweichungen festgestellt werden, die noch als „Übereinstimmung“ gewertet
werden können. Somit lag also gemäß des gewählten Kriteriums in 11 von 16 Fällen (~
69%) eine „Übereinstimmung“ vor. In den übrigen 5 Fällen lag die relative Differenz über
dem Wert von 20%, der als erlaubte Abweichung eingesetzt wurde.
Bei der Betrachtung von Tabelle 4 wird deutlich, dass der angenommene Zusammenhang
zwischen der Herzfrequenz und dem Waagenausschlag nicht bestätigt werden konnte. In
nur 2 Fällen wurde eine völlige „Übereinstimmung“ nachgewiesen, d.h. die Herzfrequenz
und der Waagenausschlag waren identisch. In einem weiteren Fall wurde eine relative
Übereinstimmung erreicht.
Zusammenfassend kann folgender Schluss aus dem durchgeführten Experiment gezogen
werden:
a) Körperschwingungen werden durch die Folgen körperlich intensiver Arbeit
(erhöhte Atemfrequenz/ erhöhte Herzfrequenz) bzw. künstlich erhöhte
Atemfrequenz ausgelöst.
b) Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Atemfrequenz und der
Waagenausschlagsfrequenz (Übereinstimmung von 69%) bzw., bei angehaltenem
Atem, ein nur geringer Zusammenhang zwischen der Herzfrequenz und der
Waagenausschlagsfrequenz (nur eine Übereinstimmung von 19%).
5. Diskussion
5.1 Zur Zielsetzung
Bei dem Versuch galt es, einen Zusammenhang zwischen vertiefter Atmung sowie erhöhter
Herzfrequenz (z.B. nach körperlich intensiver Arbeit) und Ganzkörperschwingungen
aufzuzeigen.
Die Ergebnisse der Messungen bestätigten den vermuteten Zusammenhang in der Form,
dass es beim intensiven Atmen vor und nach körperlicher Arbeit zu einem deutlich
wahrnehmbaren Waagenausschlag kam, dessen Frequenz in unzweifelhaftem
Zusammenhang mit der Atemfrequenz stand. Sehr deutlich wurde das Ergebnis bei der
tiefen Atmung vor intensiver körperlicher Arbeit. Hier kam es in 69% der Fälle zu einer
relativen Übereinstimmung zwischen der Atemfrequenz und der Anzahl der
Waagenausschläge. Ursache dafür dürfte eine relevante Massenverschiebung in der
Vertikalebene sein, die auch mit weniger empfindlichen Personenwaagen registriert werden
kann. Die schwächeren Rückstoßeffekte durch den Blutauswurf mit jedem Herzschlag
ließen sich offensichtlich nicht so eindeutig registrieren, obgleich sie für den Biathleten
relevanter sind: Bei angehaltenem Atem nach körperlicher Arbeit konnte nämlich nur ein
sehr geringer Zusammenhang zwischen der gemessenen Herzfrequenz und der Frequenz
des Waagenausschlags aufgezeigt werden (in 19% der Fälle).
5.2 Zur Methodendiskussion
Die bei diesem Versuch eingesetzten „einfachen Mittel“, wie die mechanischen
Personenwaagen, sowie die Stoppuhren, haben sich durchaus bewährt. Zwar ist eine
geringfügige Abweichung zwischen den Waagen möglich, diese konnte jedoch durch die
hoch angesetzte Fehlerwahrscheinlichkeit von 20% weitestgehend nivelliert werden.
Letztlich kam es bei dem Versuch aber auch auf die Motivation der Teilnehmer an, die
ihnen gestellte Aufgabe möglichst präzise durchzuführen. Daher galt es, den
76
Versuchsaufbau so einfach wie möglich zu gestalten, um die eigenständig arbeitenden
Probanden nicht zu verwirren.
Nach Abschluss der Tests kann der Versuch als gelungen bezeichnet werden, wodurch
bewiesen wäre, dass sich auch komplexe Abläufe mit Hilfe vereinfachter Mittel
nachvollziehen lassen. Eine genauere wissenschaftliche Analyse erfordert jedoch
spezifischere Methoden.
6. Literaturverzeichnis
MAREES, H., Sportphysiologie, Bochum 2002
NITZSCHE, K., Biathlon, Leistung – Training – Wettkampf, Wiesbaden, 1998
ZETKIN, M./SCHALDACH, H., Wörterbuch der Medizin, Wiesbaden, 1992
Hiermit versichere ich, dass ich die vorgelegte Seminararbeit selbstständig angefertigt und alle benutzten
Quellen angegeben habe.
Mainz, den 02.08.04
Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Fachbereich Sport
Seminar: Sportphysiologie – Experimente mit einfachen Mitteln SS 2004
Seminarleiter: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Versuchsleiter: Alper Bozkurt, [email protected]
Versuchsdatum: 22-06-2004
Motorisches Lernen anhand eines einfachen Beispiels: (Nr. 16) –
Versuchsplan
Versuchsziel: Nachweis eines motorischen Lernerfolges am Beispiel des
Pedalofahrens
Organisation:
Gruppenbildung bestehend aus vier bis fünf Teilnehmern.
Eine Versuchsperson
Ein Zeitnehmer
Ein Protokollant
Ein sichernder Helfer
Gerätebedarf:
Pro Gruppe wird ein Pedalo und eine Stoppuhr benötigt.
Versuchsablauf:
Auf ein Startsignal des Zeitnehmers hin, legt die Versuchsperson eine vorher
markierte, 10m lange Strecke, auf dem Pedalo zurück. Ziel ist es die Strecke so schnell wie
möglich zu bewältigen. Um Stürze zu vermeiden, wird die Versuchsperson von einem Helfer
gesichert. Die Stoppuhr wird vom Zeitnehmer beim Startsignal gestartet und bei Überquerung der
Ziellinie gestoppt. Der Protokollant zählt die Bodenkontakte des Fahrers vom Startsignal bis zur
Überquerung der Ziellinie. Danach trägt der Protokollant die gestoppte Zeit und die Bodenkontakte
des Probanden in das Versuchsprotokoll ein.
Die Versuchsperson führt sechs aufeinander folgende Versuche (ohne Pause!) durch. Drei dieser
Versuche vorwärts und drei rückwärts.
Nach dem 6. Versuch werden die Aufgaben innerhalb der Gruppe neu verteilt.
Versuchsprotokoll:
Name:
__________________________
Probandennummer (wird vom Versuchsleiter eingetragen)
_____
Geschlecht:
m/w
Bist du bereits mit dem Pedalo gefahren: Ja / Nein
Wenn ja, wann?
vor _______ Tagen/Wochen/Monaten/Jahren
77
Versuch
Zeit (s)
Absteiger
1 vw
2 vw
3 vw
1 rw
2 rw
3rw
Abweichungen vom Versuchsplan und besondere Vorkommnisse bitte auf der Rückseite notieren
78
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Seminar Sportphysiologie: Experimente mit einfachen Mitteln SS 2004
Seminarleiter: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Versuchsleitung: Alper Bozkurt; Datum: 29.06.2004
Motorisches Lernen anhand eines einfachen Beispiels (Nr. 16) – Datenblatt
79
80
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Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Seminar Sportphysiologie: Experimente mit einfachen Mitteln SS 2004
Seminarleiter: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Versuchsleitung: Alper Bozkurt; Datum: 29.06.2004
Motorisches Lernen anhand eines einfachen Beispiels (Nr. 16)
– Versuchsbericht
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83
84
Sportphysiologisches Seminar : Experimente mit einfachen Mitteln
SS 2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Daniel Nemetschek, Datum: 29.06.2004
Email: [email protected]
Bedeutsamkeit des visuellen Kanals für die Sensomotorik bei raschen
Bewegungen (Nr. 17) – Versuchsplan
Versuchsziel:
Es soll ermittelt werden ob der visuelle Kanal entscheidend für die Sprunghöhe des Jumpand-Reach-Tests ist.
Organisation:
Die Probanden werden in Gruppen zu je drei Personen eingeteilt, wobei eine
Versuchsperson, eine Person die Messwerte (Sprunghöhe minus Reichhöhe) abliest und
die Zeit nimmt und ein Protokollant ihre Aufgaben wechseln.
Hilfsmittel:
Magnesia, Maßbänder, Augenbinden, Uhren, Schreibzeug
Versuchsablauf:
Um die Reichhöhe zu messen steht der Proband seitlings zur Wand und streckt die
wandnahe, mit Magnesia präparierte Hand möglichst weit nach oben, ohne dabei auf die
Zehenspitzen zu gehen und markiert am höchsten Punkt die Wand. Die ermittelte Höhe
wird lotgerecht ausgemessen und im Versuchsprotokoll notiert.
Beim Sprung soll der Proband jeweils drei Sprünge sehend sowie drei Sprünge blind
ausführen. Der Ablauf wird sich so gestalten, dass der Versuchsleiter die Hälfte der
Gruppe anweisen wird zuerst dreimal „blind“ zu springen und danach „sehend“, wobei die
andere Hälfte zuerst „sehend“ und danach „blind“ den Versuch durchführt. Die Probanden
stehen jeweils seitlich zur Wand und sollen an der höchsten Stelle, im oberen Totpunkt an
die Wand schlagen. Die Werte sollen auf 0,5 cm genau bestimmt werden. Die Pause
zwischen den Sprüngen soll 30 Sekunden betragen.
Geschlecht:  weiblich
Name:
Versuch 
1- sehend
2- sehend
3- sehend
1- blind
2- blind
3- blind
Versuch 
1- blind
2- blind
3- blind
1- sehend
2- sehend
3- sehend
Reichhöhe
Sprung
 männlich
Differenz
Abweichungen vom Versuchsplan und besondere Vorkommnisse bitte auf der Rückseite notieren
85
Sportphysiologisches Seminar : Experimente mit einfachen Mitteln
SS 2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Daniel Nemetschek, Datum: 29.06.2004
Email: [email protected]
Bedeutsamkeit des visuellen Kanals für die Sensomotorik bei raschen
Bewegungen (Nr. 17) – Datenblatt
Tab. 1: Rohdatentabelle des Jump-and-Reach-Tests der einzelnen Probanden sowie
Mittelwerte und Standartabweichungen
Vp= Versuchsperson, Vp1-11= sehend zuerst, Vp12-20 = blind zuerst, Sex = Geschlecht,
S1 = sehend 1.Versuch, B1= blind 1.Versuch, Smax = sehend maximaler Versuch, Smittel
= sehend Mittelwert, SD= Standartabweichung, m = männlich, w = weiblich, Diff =
intraindividuelle Differenz sehend-blind, fett markiert = Versuchsperson mit gleichem
Smax-Bmax oder größerem Bmax als Smax
Vp Sex
m
1
m
2
m
3
m
4
m
5
m
6
m
7
m
8
m
9
m
10
m
11
m
12
m
13
S1 S2 S3 Smax Smittel B1 B2 B3 Bmax Bmittel
46,0 44,0 46,0 46,0
45,3 43,0 40,0 40,0
43,0 41,0
44,0 48,0 47,0 48,0
46,3 47,0 45,0 45,0
47,0 45,7
63,0 62,0 60,0 63,0
61,7 59,0 61,0 57,0
61,0 59,0
47,0 51,0 53,0 53,0
50,3 46,0 50,0 49,0
50,0 48,3
38,0 46,0 47,0 47,0
43,7 41,0 45,0 45,0
45,0 43,7
52,0 54,0 54,0 54,0
53,3 53,0 52,0 50,0
53,0 51,7
53,0 55,0 54,0 55,0
54,0 52,0 51,0 51,0
52,0 51,3
48,0 46,0 44,0 48,0
46,0 47,0 42,0 47,0
47,0 45,3
50,0
50,0 50,0 48,0
49,3 50,0 49,0 48,0
50,0 49,0
48,0 49,0 47,0 49,0
48,0 46,0 48,0 49,0
49,0 47,7
37,0 46,0 49,0 49,0
44,0 46,0 45,0 48,0
48,0 46,3
43,5 44,5 37,5 44,5
41,8 40,5 44,5 46,5
46,5 43,8
66,5 71,5 69,5 71,5
69,2 59,0 61,0 62,5
62,5 60,8
Fortsetzung nächste Seite
Diff
3
1
2
3
2
1
3
1
0
0
1
2
9
86
m
51,0 47,0 52,0
52,0
50,0 44,0 47,0 45,0
14
m
51,0 50,0 48,0
51,0
57,0 56,0 55,5
57,0
43,0 44,0 43,0
44,0
54,0 50,0 53,0
54,0
40,0 40,0 41,0
41,0
37,0 36,0 37,0
37,0
49,0 49,5 49,3
50,7
49,3 46,4 47,2 47,4
Mm,18
50,1 50,8 50,4
52,0
50,4 47,6 48,4 48,6
1,5
2,0
1,9
2,1 1,7
1,4
2,8
1,5
2,1
1,9
54,2
0
39,0
36,0
5
51,0
50,7
3
-
42,0
40,7
1
32,0
31,7
5
48,6
47,0
2,1
49,8
48,2
2,2
1,7
1,5
0,2
1,7
1,5
0,2
1,4
SDm/w,20
SD m,18
57,0
36,7 32,0 32,0 31,0
20
Mmw,20
2,7
2
40,3 39,0 41,0 42,0
19
w
48,0
52,3 51,0 51,0 50,0
18
w
49,0
43,3 35,0 34,0 39,0
17
m
5
56,2 51,0 57,0 54,5
16
m
45,3
49,7 47,0 49,0 48,0
15
m
47,0
2,1 1,7
1,3
1,4
Abb. 1: Verteilung der Sprunghöhendifferenzen, rangiert aufsteigend nach der Höhe
der Differenz der maximalen Versuche sehend - blind, negative Werte = blind höher
gesprungen als sehend, positive Werte = sehend höher gesprungen als blind
87
Abb. 2: Regressionsgerade der maximalen Wertepaare Sprunghöhe sehend und blind,
r = 0,923,
n = 20
Tab. 2: Korrelation für 20 Versuchspersonen. r = Korrelationskoeffizient, m = männlich, w =
weiblich, M = Mittelwerte, Max = Maximalwerte, n = Anzahl der Versuchspersonen, ( ) = da n
=2
r Mm, n18
(r Mw, n2)
r Maxm, n18
(r Maxw, n2)
0,894
0,927
0,956
0,967
Sportphysiologisches Seminar : Experimente mit einfachen Mitteln, SS
2004, Fachbereich Sport, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Leitung: Prof. Dr. H.-V. Ulmer, Referent: Daniel Nemetschek, Datum: 29.06.2004
Email: [email protected]
Bedeutsamkeit des visuellen Kanals für die Sensomotorik bei raschen
Bewegungen (Nr. 17) – Versuchsbericht
1. Einleitung
Gegenstand dieser Seminararbeit war es, die Bedeutsamkeit des visuellen Kanals für
die Sensomotorik bei raschen Bewegungen zu erörtern. Es wurde hierfür ein Jump
88
and Reach Test eingesetzt, um festzustellen inwieweit ein Springen ohne Sicht die
Sprunghöhe beeinflusst.
2. Literaturüberblick
Sensomotorik lässt sich aus den Begriffen Sensorik und Motorik herführen. LANG (S.
37/38, 2000) definiert Sensomotorik als „nervale und motorische Prozesse, die über
Sinnesempfindungen und deren Verarbeitung zu einer motorischen Antwort führen“.
Nach PROHL (S. 402, 1996) „bezeichnet die Sensomotorik den Gegenstand der
kybernetisch orientierten Theorie über den Zusammenhang der sensorischen und
motorischen Systeme“. Für KLINKE (S. 656/650, 1996) nimmt der Bewegungs- und
Lagesinn eine Sonderstellung unter den Sinnen ein, da er „Informationen aus
mehreren Rezeptorsystemen verarbeitet, speziell aus dem Gleichgewichtsorgan
(Vestibularsystem), dazu aus dem visuellen und dem propriorezeptiven System“.
Der Vestibularapparat liegt beidseitig im Felsenbein, ist also Teil des Innenohrs.
Angefüllt ist das Organ mit zwei Flüssigkeiten: Endo- und Perilymphe. Es besteht
ferner aus zwei morphologischen Untereinheiten aus dem Makularorgan und dem
Bogengangsorgane. Die Sinnesepithelien (Haarzellen) werden durch Reibung der
Flüssigkeiten, verursacht durch Bewegungen der Endolymphe, innerviert (LANG, S.
80/81, 2000).
ZIMMERMANN (S. 217/218, 1990) versteht unter Proprioreception die Wahrnehmung
der Stellung und Bewegung des Körpers. Die Körperstellung wird durch die Stellung
der Gelenke bestimmt, welche wiederum passiv von außen oder aktiv durch
Muskelkontraktion in ihren Positionen verändert werden können. BAUER führte im
Rahmen einer Staatsexamensarbeit das im Versuchsplan beschriebenen Experiment
durch und konnte mit seinem Versuch bestätigen, dass es andere Sinnesorgane gibt,
welche die Aufgaben des Auges in diesem Versuch nahezu ersetzten können (s. auch
ULMER et al., 2001). Nach LANG (S. 66, 2000) ist das „Auge in der Lage,
elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von 400 – 475 nm aufzunehmen
und Bilder von Objekten zu entfernen, von denen diese Strahlen ausgehen“, es dient
somit der Orientierung im Raum.
Durch diese Ausstattung bedingt, kann von einer gewissen Redundanz der
Sinnesorgane gesprochen werden. Zwar können durch Interdependenzen auch
Täuschungen entstehen, bleibt das System jedoch beim Ausfall eines Teiles recht
funktionsfähig.
3. Hypothese
Der Literatur nach und vor allem des vorangegangnen Versuches von BAUER muss
folglich mit keinem wesentlichen Einfluss durch das Nehmen der Sicht auf den Jump
and Reach Test gerechnet werden.
4. Methodik
Der Versuch wurde gemäß des Versuchsplans vom 29.06.2004 durchgeführt.
Untersucht wurden die Studenten des sportphysiologischen Seminars. Die Anzahl der
Probanden betrug 20, wobei 18 männliche und 2 weibliche Teilnehmer untersucht
wurden, für die weiblichen Teilnehmerinnen machte es aufgrund der geringen Anzahl
keinen Sinn, Standardabweichungen oder Korrelationskoeffizienten zu errechnen. Alle
Teilnehmer absolvierten je drei gültige Versuche.
89
5. Ergebnisse
Die Ergebnisse der untersuchten Gruppe können auf dem Datenblatt zum Versuch
vom 29.06.2004 eingesehen werden.
Tabelle 1 gibt die Rohwerte über die 6 Sprünge (3 sehend und 3 blind) wieder, enthält
außerdem Angaben über Geschlecht, durchschnittliche Sprunghöhe, maximale
Sprunghöhe, die intraindividuelle Differenz der maximalen Versuche sowie über die
Mittelwerte und Standardabweichungen von den Maximalwerten und Mittelwerten. So
sprangen die Probanden im Durchschnitt maximal 50,7 cm hoch, ohne Sicht waren es
dann 48,6 cm was eine Differenz von 2,1 cm (ca. 4%) ergibt. Die
Standardabweichungen (differenziert angegeben für männliche, alle und bezüglich
aller Sprünge, der Maximal- und Mittelwerte) betragen für die Maximalwerte sehend
1,7 cm und für blind 1,9 cm.
In Abbildung 1 ist die Verteilung der Differenzen der Maximalwerte sehend zu blind
dargestellt (von negativen zu positiven Werten rangiert). Es ist zu erkennen, dass die
Versuchspersonen 12 und 19 blind höher gesprungen sind als sehend und die
Versuchspersonen 9,10 und 16 jeweils gleich hoch gesprungen sind. Die übrigen 15
Probanden sind sehend höher gesprungen als blind.
Im Korrelationsdiagramm Abbildung 2 schneidet die extrapolierte Regressionsgerade
die Ordinate (y) bei einem Wert von 2,2. Die Korrelation zwischen den maximalen
Wertepaaren liegt bei r = 0,923. Daraus ergibt sich ein Bestimmtheitsmaß von 85%.
Die Tabelle 2 zeigt, dass die Korrelation für die Maximalwerte der Männer bei 0,956
liegt. Die Korrelation für die Mittelwerte liegt bei den Männern bei 0,894 und für die
Gesamtgruppe bei 0,923.
6. Diskussion
Die Ergebnisse des Versuchs weisen in die gleiche Richtung: Es wird deutlich, dass
das Verbinden der Augen kaum Einfluss auf die Sprunghöhen hatte (siehe Tab.1).
Dem entspricht auch die ermittelte strenge Abhängigkeit der maximalen und
durchschnittlichen Sprunghöhen jeweils blind und sehend voneinander. Als weiterer
sehr entscheidender Punkt muss erwähnt werden, dass sogar 2 Personen (10%) blind
höher gesprungen sind als sehend und weitere 3 Personen (15%) in ihrer maximalen
Sprunghöhe keinen Unterschied von sehend zu blind zeigten, lediglich 75% der
Teilnehmer sind sehend höher gesprungen als blind.
Die geringen Abweichungen der maximalen Sprunghöhen vom Mittelwert sowohl
sehend als auch blind unterstreichen das Ergebnis und schaffen Vertrauen in die
Repräsentativität der Ergebnisse und Probanden. Da die durchschnittlichen Werte für
S1 bis S3 und B1 bis B3 nur diskret voneinander abweichen, also kein wesentlicher
Leistungsverlust oder eine Leistungssteigerung verzeichnet werden kann, darf
behauptet werden, dass kein Lern- und kein Ermüdungseffekt eingetreten ist. Hierfür
muss auch der systematische Wechsel der Sprungreihenfolge erwähnt werden (siehe
Versuchsplan). Dies unterstreicht auch, dass die Abweichungen der
Durchschnittswerte von B1 zu B3 extrem gering sind. Die Probanden konnten ihre
Sprünge also vom ersten Sprung an ohne Sicht fast so gut koordinieren wie sehend.
Die Klärung der Frage, wie es die Probanden schafften, blind eine derart exakte
Positionierung des Anschlages mit der Hand zu erreichen, kann leider nur spekulativ
90
beantwortet werden. Sie schaffen es auf jeden Fall ohne visuelle Orientierung. Es
scheint als ob das Vestibularsystem mit seinen Makularorganen, oder die
Propriorezeptoren, oder etwa beide Systeme zusammen ausreichen, um derartige
Leistungen zu vollbringen.
Zum Vergleich der Werte und zur Berechnung der Korrelation wurden jeweils die
Maximalwerte der blind und sehend gesprungenen Versuche gewertet, dies aus zwei
Gründen: 1. um nach unten ausreißende Werte nicht mit einbeziehen zu müssen.
Denn die Ausreißer nach unten sind oft durch die nicht optimale Ausübung des
Versuches entstanden und nicht aufgrund des wirklichen Leistungsvermögens. 2. um,
wie bei sportlichen Wettkämpfen üblich, auch hier den Maximalwert (wie auch bei den
Maximalkraftversuchen) in den Vordergrund zu stellen.
7. Schlussbetrachtung
Die Bedeutsamkeit des visuellen Kanals konnte in dieser Versuchsdurchführung
überprüft und somit unter den vorliegenden Bedingungen für die Aufgabe des
Versuches sogar relativiert werden. So zeigen die Ergebnisse auf, dass es den
Probanden durchaus möglich war, blind nahezu genauso gut den höchsten Punkt der
Flugbahn wahrzunehmen, wie sehend. Dazu gehört auch, dass somit die tatsächlich
realisierten Sprunghöhen einander fast entsprechen. Es konnte im Versuch gezeigt
werden, dass ohne visuelle Orientierung, also über die übrigen kinästhetischen
Sinneskanäle, die vorliegenden Leistungen realisiert werden konnten. Als deutlichster
Beweis dafür und außerdem am erstaunlichsten ist die Tatsache, dass 2 von 20
Probanden blind höher gesprungen sind als sehend und weitere 3 Probanden keine
Unterschiede in ihren maximalen Sprunghöhen aufwiesen.
8. Literatur
BAUER, M: Die Bedeutsamkeit des visuellen Kanals für den Jump and Reach Test,
Staatsexamensarbeit, Mainz 1999
KLINKE, R.: Lehrbuch der Physiologie, 2., neugestaltete und überarbeitete Auflage,
Thieme, Stuttgart 1996
KLINKE, R. u. SILBERNAGL, S.: Taschenatlas der Physiologie, 3. vollständig
überarbeitete Auflage, Thieme, Stuttgart 2001
LANG, F.: Basiswissen Physiologie, Springer Verlag Berlin/ Heidelberg/ New York,
2000
PROHL, R.: Sensomotorik. In RÖTHIG, P. (Hrsg.): Sportwissenschaftliches Lexikon,
Schorndorf 1996
ULMER, H.-V., BAUER, M. u. BERWANGER, A. P.: Wie bedeutsam ist der visuelle Kanal für
die Sensomotorik bei raschen Bewegungen?, Vortragsmanuskript auf der 4. Jenaer
Arbeitstagung Motodiagnostik-Mototherapie vom 20. bis 21. Juli 2001 in Jena. Abstract
p. 48 http://www.uni-mainz.de/FB/Sport/Physio/SchriftenverzeichnisIII/329
ZIMMERMANN, M.: Das somatoviscerale System. In SCHMIDT, R. F. u. THEWS, G. (Hrsg.):
Physiologie des Menschen. 24. Auflage, Springer, Berlin/Heidelberg/New York 1990
Hiermit versichere ich, dass die vorliegende Seminararbeit selbstständig angefertigt und alle benutzten
Quellen angegeben habe.