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Trainingswissenschaftliche Experimente
Flimmerverschmelzungsfrequenz (FVF) und allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau (AZAN)
Gitta Rohde
19.12.2013
Gitta Rohde 2
Übersicht
● allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau (AZAN)
● Flimmerverschmelzungsfrequenz (FVF)
● Zusammenhang zwischen AZAN und FVF
● Forschungsergebnisse
● aktuelle Studie von Jan Lennartz
Gitta Rohde 3
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau:AZAN
● Gegenstand in der Sportmedizin der DDR● heute auch in der Psychophysiologie● Grundlagen aus:
● Neurophysiologie● Biochemie● Psychologie● Psychatrie und Neurochirugie● Pharmakologie● funktionelle Anatomie
Gitta Rohde 4
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau:AZAN
Voraussetzungen:● zentralnervöse Aktivierungs- und Desaktivierungsprozesse
● objektive, reliable und valide Messinstrumente● Zusammenhang zwischen zentralnervösen Aktivierungs- und Desaktivierungsprozessen und anderen Funktionen
Gitta Rohde 5
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
Aktivierung:
● bezieht sich auf gesamten Organismus● allgemeine Steigerung der Funktionsbereitschaft bzw. als eine generalisierte Mobilisierungsreaktion des Organismus
● häufig auf den Stoffwechsel bezogen
Gitta Rohde 6
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
Aktivierungsniveau:statischer Aspekt (Aktivierung als Zustand)
Desaktivierung:dynamischer Aspekt
Aktivierung:dynamischer Aspekt(Aktivierung als Prozess)
Gitta Rohde 7
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
zentralnervöse Aktivierung:● eine Zustandsänderung (in beide Richtungen) des zentralen Nervensystems (ZNS)
● Erregung von neuronalen und psychischen Prozessen durch innere und äußere Reize, die Aktionen vorausgeht
● hypothetisches psychophysiologisches Konstrukt:● es nicht unmittelbar erkannt und gemessen werden kann,
sondern auf Grund von Verhaltensbeobachtungen und einer Theorie des Verhaltens als wirksam angenommen werden muss
● betrifft psychologische und physiologische Lebensprozesse
Gitta Rohde 8
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
Aktivierung führt zu:● Erhöhung der physischen Leistungsbereitschaft● Erhöhung der psychischen Leistungsbereitschaft● verbesserte Aufmerksamkeitsleistung● verbesserte optische Wahrnehmung● Verbesserung der Koordination und Präzision motorischer Handlungen
Gitta Rohde 9
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
zentralnervöses Aktivierungsniveau:● Funktionszustand von Neuronen bzw. Neuronengruppen des ZNS
● die Fähigkeit von Neuronen und Neuronengruppen zur Erfüllung spezifischer Aufgaben
→ Synonym: Vigilanz
Gitta Rohde 10
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
Dimensionen zentralnervöser Aktivierung:● Intensität● Umfang● Verlauf● Konfiguration● habituelle Eigenarten
Gitta Rohde 11
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
Intensität
zentralnervösesAktivierungsniveau
niedrig mittel hoch
Tief- Schläfrig- entspannte wache starkeschlaf keit Wachheit Aufmerksamkeit Erregung
Gitta Rohde 12
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition
Umfang:● lokal, kleine Gebiete des ZNS→ lokale oder spezifische Aktivierung
● allgemein, große Gebiete des ZNS→ allgemeine oder unspezifische Aktivierung
Verlauf:● Dauer● tonische und phasische Prozesse
Konfiguration:● Aktivierung variiert je nach Situation oder Anforderung
habituelle Eigenarten:● individuelle Unterschiede zwischen den Persönlichkeiten
Gitta Rohde 13
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Abgrenzung
Abgrenzung
● Aufmerksamkeit: ● Fähigkeit, aus allen Informationen die zu filtern, die verarbeitet
werden● psychische Prozesse (Wahrnehmen, Denken,...)
ս Aktivierung: Tätigkeit der Nervenzellen
→ Aktivierung steuert die Aufmerksamkeit (wenn man aktiviert ist, kann man besser denken)
●
● Konzentration: ● gesteigerte Aufmerksamkeit in eine bestimmte Richtung● spezifische Dimension der Aufmerksamkeit
Gitta Rohde 14
AZANBegleiterscheinungen
Begleiterscheinungen im ZNS:● Änderung der bioelektrischen Aktivität der Nervenzellen● Sensorische Funktionen (Wahrnehmungsschwellen ändern sich)● Sensomotorische Funktionen (Reaktionszeit, Schriftprobe,...)● Kognitive Funktionen (erfasst durch Konzentrations-
Leistungstests)
Begleiterscheinungen außerhalb des ZNS:● Atmung● Herz-Kreislauf● elektrischer Hautwiderstand (abhängig von der Aktivität der
Schweißdrüsen)
Gitta Rohde 15
AZANEinflussgrößen
Begleiterscheinungen (Bestimmung des AZAN)ս Einflussgrößen (Beeinflussung des AZAN)
● Emotionen (Angst, Schmerz, Stolz, Scham, Selbstsicherheit,...)
● Motivation (Hoffnung auf Erfolg, Furcht vor Misserfolg)● Ermüdung (psychisch oder physisch)
● physische Ermüdung (muskuläre Beanspruchung) kann aktivierend oder desaktivierend wirken
● psychische Beanspruchung wirkt generell desaktivierend
Gitta Rohde 16
allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau:Messung
Bestimmung des AZAN mittels:● EEG: differenzierte Informationen über zentrale Aktivierung einzelner Hirnregionen
● Herzfrequenz: sehr unspezifische Aktivierung● Reaktionszeitmessung und Flimmerverschmelzungsfrequenz
Gitta Rohde 17
Flimmerverschmelzungsfrequenz FVF
● Phänomen der optischen Verarbeitung von intermittierenden Lichteindrücken
● bekannt seit der Antike als Radphänomen● Frequenz, die gerade noch als Flimmern wahrgenommen wird und noch nicht als kontinuierlich leuchtend (Verschmelzung)
Gitta Rohde 18
Flimmerverschmelzungsfrequenz FVF
abhängig von:● Leuchtintensität (muss konstant bleiben)● Wellenlänge und -form● Pupillenweite● Adaptions- und Akkomodationszustand des Auges● monokulares vs. binokulares Sehen
Gitta Rohde 19
AZAN – FVF
Nachteile:● synchrone Messung der FVF während des Sports nicht möglich, nur vor und nach der Betätigung
● Übungseffekte, Alter,...● Versuchsleitereffekte● Bewusstsein des Probanden, gemessen zu werden● je höher die Ausgangsfrequenz, desto geringer die Reaktion
→ FVF ist eine einfach durchführbare und schnelle Methode um AZAN valide zu bestimmen
Gitta Rohde 20
Forschungsergebnisse
Fahrradergometerbelastung:● 10 min: direkte Desaktivierung, nach 1 min Ruhe: Rückkehr zum Ausgangswert
● 4 min: direkte Desaktivierung, in Ruhe: Anstieg über den Ausgangswert
● 16 bzw. 11 min: belastungsabhängige Aktivierung● 45-60 min: probandenabhängige Des- bzw. Aktivierung
Gitta Rohde 21
● Ende der 80er: Studien, die Belastungsarten beschrieben, aber nicht quantifizierten:● Grundlagenausdauer-, Ausdauerbelastungen führen zu FVF-Anstieg = Aktivierung
● Intervall-, Schnellkraft- und spezifische Kraftbelastung (Krafttraining) führen zu FVF-Abfall = Desaktivierung
Forschungsergebnisse
Gitta Rohde 23
Wiemeyer (1990):● anaerober-alaktazider● anaerober-laktazider● aerober Belastung
→ welche Auswirkung hat die jeweilige Belastung auf die FVF und damit die zentralnervöse Aktivierung?
Forschungsergebnisse
Aufwärmen 20mSprint
anaerob-alaktazid
1. Messung
300mSprint
anaerob-laktazid
5. Messung
15 min Lauf
aerob
2. Messung
3. Messung
4. Messung
Gitta Rohde 24
Ergebnisse: ● Aufwärmen führt zu Aktivierung● anaerob-alaktazid: keine Auswirkung auf AZAN● anaerob-laktazid: Desaktivierung● aerob: Aktivierung
Forschungsergebnisse
Aufwärmen 20mSprint
1. Messung
300mSprint
5. Messung
15 min Lauf
2. Messung
3. Messung
4. Messung
AZAN:
Gitta Rohde 26
Rothe (1993):
Aufwärmen dient nicht nur Reduzierung der Verletzungsgefahr, sondern auch der allgemeinen Aktivierung
Aktivierung nicht nur der muskulären (physisch) Leistungsbereitschaft, sondern auch der geistigen (psychisch)
Studie, die an 27 Probanden 5 unterschiedliche Aufwärmtrainingsprogramme vergleicht
Hierbei werden Zeiteinheiten von 10, 15 und 20 Minuten miteinander verglichen
Vorbereitung auf Leistung
Gitta Rohde 27
Stretching
Isometrisches Anspannen
leichtes dynamisches Programm
intensives dynamisches Programm
gemischtes Programm
Vorbereitung auf Leistung
10 min15 min20 min
10 min15 min20 min
10 min15 min20 min
10 min15 min20 min
10 min15 min20 min
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Vorbereitung auf Leistung
20 min Stretching
10 min Stretching15 min Stretching
vorher nachher +10min
vorher nachher +10min
vorher nachher +10min
Gitta Rohde 29
Vorbereitung auf Leistung
20 min isometr. Anspannen
10 minisometr. Anspannen
15 minisometr. Anspannen
vorher nachher +10min
vorher nachher +10min
vorher nachher +10min
Gitta Rohde 30
Vorbereitung auf Leistung
20 min dyn.-leicht
10 min dyn.-leicht 15 min dyn.-leicht
vorher nachher +10min vorher nachher +10min
vorher nachher +10min
Gitta Rohde 31
Vorbereitung auf Leistung
20 min dyn.-intensiv
10 min dyn.-intensiv15 min dyn.-intensiv
vorher nachher +10min vorher nachher +10min
vorher nachher +10min
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Vorbereitung auf Leistung
20 min Mix
10 min Mix 15 min Mix
vorher nachher +10minvorher nachher +10min
vorher nachher +10min
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Vorbereitung auf Leistung
➔ verschiedene muskuläre Aufwärmtrainingsprogramme haben unterschiedliche Auswirkungen auf das AZAN
➔ dynamische Programme bewirken eine höhere Aktivierung als statische
➔ Stretching bewirkt Desaktivierung➔ leichte Belastungen führen zu weniger starker Aktivierung als intensive
➔ 15 und 20 minütige Programme führen zu stärkerer Aktivierung als 10 minütige
➔ Art der Beanspruchung hat deutlicheren Einfluss auf die Aktivierung als die Dauer
Gitta Rohde 34
Vorbereitung auf Leistung
Kurzfristige Effekte konditioneller Fähigkeiten auf die mentale Rotationsleistung und das zentrale Aktivierungsniveau – Masterarbeit von Jan Lennartz● Vergleich aerobe Maximalkraftbelastung – anaerobe Ausdauerbelastung (keine Kontrollmessung durchgeführt wird, welche Belastung tatsächlich vorliegt - Laktat-Messung fehlt)
● Vergleich des AZANs mittels FVF und Reaktionszeiten als Abgleich zwischen den Methoden
Gitta Rohde 35
Vorbereitung auf Leistung
Zur Vertiefung:● Olivier, N. (Ed.). (1990). Zur Messung der Flimmerverschmelzungsfrequenz im
Sport : Beiträge verschiedener Wissenschaftsdisziplinen zur Methode der FVF-Messung. Köln: Sport u. Buch Strauß, Ed. Sport.
● Rothe, M. (1993). Zur Abhängigkeit des zentralnervösen Aktivierungsniveaus von verschiedenen Aufwärmtrainingsinterventionen bei unterschiedlichen Aufwärmzeiteinheiten.
● Wiemeyer, J. (1990). Zentralnervöse Aktivierung und sportliche Leistung : Quantifizierung des zentralnervösen Aktivierungsniveaus mit Hilfe eines verbesserten Verfahrens zur Messung der Flimmerverschmelzungsfrequenz. Bundesinstitut für Sportwissenschaft. Köln: Köln : Sport und Buch Strauß, Ed. Sport.
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