Jenaer Beiträge Nr. 15 - Sport Geschichte Jena

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des erhöhten VE/VCO2-slopes scheint ventilatorische Ineffizienz stärker mit maximalen als mit submaximalen Leistungsparametern zusammenzuhängen und ist zunächst von der Depressionsschwere unabhängig. Weitere Längsschnittuntersuchungen könnten beantworten, ob (a) ein erhöhter VE/VCO2-slope als kardialer Risikoparameter bei MDD geeignet ist und (b) körperliches Training den VE/ VCO2-slope senkt und damit das kardiovaskuläre Risikoprofil verbessert. Literatur •Arena, R., Myers, J., Abella, J., Peberdy, M. A., Bensimhon, D., Chase, P., et al. (2007). Development of a ventilatory classification system in patients with heart failure. Circulation, 115(18), 2410- 2417. •Bar, K. J., Greiner, W., Jochum, T., Friedrich, M., Wagner, G., & Sauer, H. (2004). The influence of major depression and its treatment on heart rate variability and pupillary light reflex parameters. J Affect Disord, 82(2), 245-252. •Bard, R. L., Gillespie, B. W., Clarke, N. S., Egan, T. G., & Nicklas, J. M. (2006). Determining the best ventilatory efficiency measure to predict mortality in patients with heart failure. J Heart Lung Transplant, 25(5), 589-595. •Bayles, R. G., Dawood, T., Lambert, E. A., Schlaich, M. P., & Lambert, G. W. (2008). Elevated cardiac risk in patients with major depressive disorder. Am J Psychiatry, 165(1), 137; author reply 137- 138. •Beck, A. T., Ward, C. H., Mendelson, M., Mock, J., & Erbaugh, J. (1961). An inventory for measuring depression. Arch Gen Psychiatry, 4, 561-571. •Boettger, S., Wetzig, F., Puta, C., Donath, L., Muller, H. J., Gabriel, H. H., et al. (2009). Physical fitness and heart rate recovery are decreased in major depressive disorder. Psychosom Med, 71(5), 519-523. Abbildung 2 Gruppenvergleich des VE/VCO2-slopes. Minimum, Maximum, Interquartilbereich, 15. bis 85. Perzentile; *** = p
Stabilität und Kontrolle für das schnelle Laufen auf unebenem Untergrund Michael Ernst Lehrstuhl für Bewegungswissenschaft, Institut für Sportwissenschaft, Friedrich-Schiller Universität Jena Zusammenfassung In dieser Arbeit werden experimentelle und theoretische Resultate aus Studien zum Laufen auf unebenem Untergrund vorgestellt. Es wird gezeigt, dass Menschen ihre globalen Beinparameter beim Laufen auf unebenem Untergrund an die jeweilige Untergrundhöhe anpassen und so ihre Bewegung stabilisieren. Mit Hilfe eines einfachen Modells, das die Dynamik und Kinematik des Laufens gut beschreibt, lassen sich diese Adaptationen weiter untersuchen. Darüber hinaus werden mit dem Modell Kontrollen entwickelt, die es ermöglichen, bestimmte Bewegungsziele zu erreichen. Solche erweiterten Kontrollmöglichkeiten können für federartig arbeitende Laufroboter von großem Interesse sein. Einleitung Menschen zeichnet die Fähigkeit aus, sich in unterschiedlichstem Gelände schnell laufend fortzubewegen. Von Kindesbeinen an lernen und trainieren wir diese Fähigkeit, so dass sich ändernde Bodenbeschaffenheiten, kleinere Hindernisse, Anstiege und abschüssiges Gelände keine Hürden darstellen. Wie wir dies erfolgreich bewerkstelligen, ist bei weitem noch nicht vollständig erforscht und Gegenstand aktueller Untersuchungen. Zum Beispiel wurden die Reaktionen beim Gehen über eine frei bewegliche schwingende Plattform (Brady, Peters, & Bloomberg, 2009), über glatten Untergrund (Marigold & Patla, 2002) oder bei schlagartig wegbrechenden Boden (af Klint, Nielsen, Sinkjaer, & Grey, 2009), für das Laufen über sich ändernde Bodenbeschaffenheiten (Ferris, Louie, & Farley, 1998) oder unebenen Untergrund (Grimmer, Ernst, Gunther, & Blickhan, 2008) untersucht. Bei unseren Untersuchungen stehen die generellen grundlegenden Mechaniken und Mechanismen des schnellen Laufens auf unebenem Untergrund im Vordergrund. Solche Untersuchungen sind aber nicht nur für die Biomechanik von Interesse auch in der Medizin, zur Prävention von Stürzen und Rehabilitation, oder in der Robotik, bei der Entwicklung von Laufmaschinen, spielen die Erkenntnisse solcher Untersuchungen eine große Rolle. Wir führten eine Reihe von Versuchen durch, bei denen Sportler über einen unebenen Parcours liefen, in dem eine höhenverstellbare Stufe integriert war. Diese Stufe dient als Störung des normalen Laufens und entsprechende Anpassungen, um diese Störung zu meistern, wurden von den Läufern durchgeführt. In dieser Arbeit wird im speziellen auf die globalen Beinparameter (das Bein als Ganzes betrachtet) und die dahinter liegenden Modellvorstellungen und Kontrollstrategien eingegangen. Wir können zeigen, dass sich die globalen Beinparameter beim Laufen über unebenem Untergrund entsprechend der Stufenhöhe anpassen. Dabei zeigt das Bein ein federartiges Verhalten, welches durch ein Ersatzmodell gut beschrieben wird. Mit ihm wurden verschiedene Bewegungsstrategien und Kontrollen für das Laufen abgeleitet. Abb. 1: Schematische Darstellung der globalen Beineigenschaften – die initiale Beinlänge l0, die Beinsteifigkeit K, die sich aus der maximalen Beinkraft und Beinkompression bestimmen lässt und der Anstellwinkel a, der Winkel, unter dem das Bein bei Kontaktbeginn den Boden berührt. Diese erweiterten Kontrollen und Strategien könnten es Laufmaschinen und humanoiden Robotern in Zukunft ermöglichen, sich schneller, effizienter und stabiler in unebenem Gelände fortzubewegen. Bisherige humanoide Roboter wie zum Beispiel Asimo von Honda mit einer Laufgeschwindigkeit von 6km/h (http://world.honda.com/ ASIMO), sind noch weit entfernt, Leistungen eines Läufers zu erreichen. Laufen auf unebenem Untergrund Um die Anpassungen, die Menschen beim Laufen auf unebenem Untergrund zeigen, zu bestimmen, wurden verschiedene Versuche durchgeführt (Grimmer, 2008; Grimmer et al., 2008). Die Läufer überqueren dabei einen unebenen Parcours (± 2cm), in dem zusätzlich eine höhenverstellbare Stufe integriert ist. Jeweils eine Kraftmessplatte ist in dem Parcours vor und in der Stufe integriert. Mit ihnen werden die Bodenreaktionskräfte im Kontakt vor und auf der Stufe ermittelt. Zusätzlich befinden sich zahlreiche Marker an definierten Körperpositionen, die mit Hochgeschwindigkeitskameras erfasst werden und so die kinematischen Informationen über den Läufer liefern. In den verschiedenen Versuchsabschnitten werden Stufenhöhen von 0, 5, 10 und 15cm eingestellt. Der Versuchsabschnitt ohne Störung (0cm Stufenhöhe) dient jeweils als Referenzlauf. In der vorliegenden Arbeit beschränken wir uns auf die Anpassungen, die die globalen Beinparameter beim Laufen über Stufen unterschiedlicher Höhe zeigen. Unter den globalen Beinparametern verstehen wir die initiale Beinlänge l0, die Beinlänge bei Kontaktbeginn, den Anstellwinkel a, der Winkel, unter dem das Bein bei Kontaktbeginn den Boden berührt und die Beinsteifigkeit K, (Abb. 1). Die Beinsteifigkeit K im Kontakt bestimmt sich dabei aus der maximalen Bodenreaktionskraft, ermittelt über die Kraftmessplatten, und der maximalen Beinverkürzung im 11
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