Einfluss der Höhe auf die Hirnaktivität und die koordinativen Fähigkeiten

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1 Kantonsschule Ausserschwyz Gymnasium Fachmittelschule Maturaarbeit Oktober 2015 Einfluss der Höhe auf die Hirnaktivität und die koordinativen Fähigkeiten Autorin, Klasse: Adresse: Betreuende Lehrperson: Jennifer Diethelm, S4b Paulihof 17, 8857 Vorderthal Oliver Buner

2 Inhaltsverzeichnis 1.0 Abstract Vorwort Themenfindung Danksagung Einleitung Grundlagen Hypothese Aktueller Wissensstand Theorie Definition koordinative Fähigkeiten Entwicklung der koordinativen Fähigkeiten Definition Hirnaktivität Definition Höhe Auswirkungen des tiefen Sauerstoffpartialdrucks Höhenbereiche Akklimatisation Akute Höhenkrankheit Methodik Bestimmung der Methode Festlegung der Tests Testbeschrieb Hirnaktivität Koordinative Fähigkeiten Ablauf der Tests Auswertung Kopfrechnen Dinge merken Stab fallen lassen Reaktionsspiel Einbeinstand Sypoba Bändel-Parcours Fazit Weitere Erkenntnisse 30 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 1

3 7.0 Schlusswort & Ausblick Quellenverzeichnis Gedruckte Quellen Internetquellen Abbildungsverzeichnis Anhang Glossar Tabellen mit Resultaten Kopfrechnungen Fotos der Übungen Dinge merken Stab fallen lassen Reaktionsspiel Einbeinstand Sypoba Bändel-Parcours Eigenständigkeitserklärung 47 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 2

4 1.0 Abstract Diese Maturaarbeit handelt vom Einfluss der Höhe auf die Hirnaktivität und die koordinativen Fähigkeiten. Die koordinativen Fähigkeiten sind auf die Reaktion und das Gleichgewicht beschränkt und die Hirnaktivität setzt sich aus der Merkfähigkeit und dem Kopfrechnen zusammen. Meine Hypothese lautet wie folgt: Mit zunehmender Höhe verschlechtern sich die Hirnaktivität sowie die koordinativen Fähigkeiten. Dieses Thema wurde als Versuch mit zehn Probanden erarbeitet. Es gibt sieben verschiedene Übungen, die die Probanden auf drei verschiedenen Meereshöhen (400m, 1500m, 3800m) durchgeführt haben. Die sieben Tests setzen sich aus zwei Übungen im Bereich Hirnaktivität, vier Übungen zu den koordinativen Fähigkeiten und einer Übung die beide Bereiche vereint zusammen. Meine Annahme hat sich nur teilweise bestätigt. Vier der sieben Tests stimmen mit meiner Hypothese überein, die anderen drei nicht. Eine weitere Erkenntnis ist, dass die Höhe nur während einem gewissen Zeitfenster und ab einer bestimmten Höhe einen Einfluss hat. Das Zeitfenster ist die Zeit, die unser Körper braucht, um sich vollständig an die neue Umgebung in grossen und extremen Höhen anzupassen. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 3

5 2.0 Vorwort 2.1 Themenfindung Seit ich ein kleines Mädchen war, fahre ich Ski. Da mir dieser Sport so sehr gefallen hat, trat ich schon in jungen Jahren einem Skiclub bei. Fleissig besuchte ich die Trainings und erarbeitete mir schliesslich einen Platz im Regionalen Leistungszentrum Hoch-Ybrig (RLZ). Mit dem RLZ absolvierte ich zahlreiche Trainings auf den verschiedensten Gletschern. Schon früh machte ich bei Gletschertrainings die Beobachtung, dass ich viel schneller ermüde und meine Konzentration schneller nachlässt als bei Trainings, welche im Hoch- Ybrig stattfanden. Lange dachte ich mir nichts dabei. Doch als die Trainings nach und nach intensiver wurden und ich oft auch bei Trainingskollegen erkannte, dass ihre Leistungen schneller nachliessen, begann ich mich über den Grund zu wundern. Somit hatte ich diese Frage nun immer in meinem Hinterkopf. Im letzten Sommer nahm ich meine erste Hochtour in Angriff. Diese führte mich auf den 4545m hohen Dom. Auf dieser Tour wurden mir die Auswirkungen der Höhe noch stärker bewusst, da mir die ungewohnte Höhenluft ziemlich zu schaffen machte. Natürlich war mir bereits zu diesem Zeitpunkt klar, dass ich mich schon bald mit dem Thema Maturaarbeit auseinandersetzen muss, deshalb entschloss ich mich damals eine Aufgabenstellung in dieser Richtung zu wählen. Diese Tour war somit ausschlaggebend für die Wahl der Thematik meiner Maturaarbeit. Als es dann soweit war, musste ich mein Thema eingrenzen. Zu Beginn wollte ich mich auf die Auswirkungen auf die Kraft und die Ausdauer spezialisieren. Dieser Aspekt ist jedoch bereits sehr gut erforscht und stellte sich als zu anspruchsvoll heraus. Daraufhin entschloss ich mich mit den Auswirkungen auf die Hirnaktivität und die koordinativen Fähigkeiten zu arbeiten. 2.2 Danksagung Ich bedanke mich bei allen Personen, die mich während meiner ganzen Arbeit unterstützt haben. Einen speziellen Dank möchte ich an meine zehn Probanden richten. Sie haben ohne zu murren alle Tests absolviert und somit bekam ich eine gute Datenbasis für meine Arbeit. Weiter möchte ich mich bei Susanne Bösch für das rasche und genaue Gegenlesen meiner Maturaarbeit bedanken. Ein grosses Dankeschön geht an meine Eltern, da sie mit mir durch einige Krisen gingen und mich dabei immer unterstützten. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 4

6 3.0 Einleitung 3.1 Grundlagen Wie der Titel meiner Arbeit bereits verrät, handelt sie von den Auswirkungen der Höhe auf die Hirnaktivität und die koordinativen Fähigkeiten. Genauer ausgedrückt: Mein Ziel ist es herauszufinden, wie sich unsere Hirnaktivität und unsere koordinativen Fähigkeiten mit zunehmender Höhe verhalten. Nehmen sie ab oder bleiben sie gleich? Mit Hilfe von diversen Tests, die auf drei verschiedenen Höhen durchgeführt werden, versuche ich dies zu eruieren. Die Tests werden bei zehn Probanden durchgeführt. Weiter ist anzumerken, dass ich mich bei den koordinativen Fähigkeiten auf die Reaktion und das Gleichgewicht beschränkt habe. 3.2 Hypothese Aufgrund meiner Erfahrungen, die ich mit Gletschertrainings gemacht habe, lege ich mich auf folgende Hypothese fest: Mit zunehmender Höhe verschlechtern sich die Hirnaktivität sowie die koordinativen Fähigkeiten. 3.3 Aktueller Wissensstand Die Auswirkungen der Höhe auf die koordinativen Fähigkeiten sind empirisch noch wenig erforscht. Wie Burkhardt erwähnt, sind sich Autoren, die bereits Untersuchungen gemacht haben, uneinig zu diesem Thema. Einige stellten keine Veränderung fest, andere hingegen schon. Burkhardt selbst befragte im Rahmen seiner Diplomarbeit mehrere Kletterer und Bergführer in diesem Themenbereich. Die meisten der Befragten waren sich einig, dass die Höhe sich auf die koordinativen Fähigkeiten negativ auswirkt. 1 Schwager schreibt, dass er nur wenige Hinweise finden konnte, dass sich etwas verändert. Bei seinen Tests ist er zum Ergebnis gekommen, dass sich die Testzeiten bis zu 3500m um 5%-7% verlängerten und auf 4500m um 13%-15%. Somit geht er von einem Schwellenwert zwischen 3500m und 4500m aus. 2 Mit Schwellenwert ist jener Höhenbereich gemeint, ab dem eine signifikante Leistungsminderung festzustellen ist. Da die Ergebnisse der beiden verschieden sind, ist 1 Burkhardt, Tom: Der Einfluss des Sauerstoffmangels auf die Koordination bzw. die Technik beim Bergsport: w.uni-mainz.de%2ffb%2fsport%2fphysio%2fpdffiles%2fburkhardt_diplkurzf_xi-07.pdf&ei=gb- PVcThHsivUcW2svgP&usg=AFQjCNGPmBTwGSxM_TzR88FtvOz8ZBaljw&bvm=bv ,d.d24 [Stand: ] 2 Schwager, Marius: Koordination unter simuliertem Sauerstoffmangel beim Bergsteigen in mässigen Höhen bis 4500m über NN: w.uni-mainz.de%2ffb%2fsport%2fphysio%2fpdffiles%2fschwager_magisterarb10.pdf&ei=t7- PVbS4OMX7UJetgvAL&usg=AFQjCNF_LoF0w-QZHmFmLzbD_JLNvzmNgw&bvm=bv ,d.d24 [Stand: ] Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 5

7 man sich nicht sicher, ob die Höhe einen Einfluss auf die koordinativen Fähigkeiten hat. Im Bereich der Hirnaktivität habe ich keine Untersuchungen finden können. Ich gehe davon aus, dass ich hier Neuland betrete. 4.0 Theorie 4.1 Definition koordinative Fähigkeiten 3 Allgemein ist unter Koordination das Zusammenwirken von Zentralnervensystem und Skelettmuskulatur innerhalb eines gezielten Bewegungsablaufes zu verstehen. Die koordinativen Fähigkeiten sind Fähigkeiten, die primär koordinativ, d.h. durch die Prozesse der Bewegungssteuerung und -regelung bestimmt werden ( ). Sie befähigen den Sportler, motorische Aktionen in vorhersehbaren (Stereotyp) und unvorhersehbaren (Anpassung) Situationen sicher und ökonomisch zu beherrschen und sportliche Bewegungen relativ schnell zu erlernen ( ). 4 Spring erwähnt in seiner Definition zusätzlich: Koordinative Fähigkeiten bilden die Grundlage für das Erlernen, Steuern und Anpassen von Bewegungen 5. Die koordinativen Fähigkeiten sind in sieben verschiedene Fähigkeiten unterteilt: Gleichgewichtsfähigkeit: Mit Gleichgewichtsfähigkeit ist die Fähigkeit, den gesamten Körper im dynamischen Gleichgewicht zu halten und dieses nach kurzem Verlust wiederherzustellen, gemeint. Reaktionsfähigkeit: Die Aufgabe der Reaktionsfähigkeit ist es, unerwartete Situationen zu meistern sowie sich schnell an veränderte Bedingungen anzupassen. Weiter ermöglicht die Reaktionsfähigkeit schnell und effizient auf verschiedene Signale zu reagieren. Orientierungsfähigkeit: Mit dieser Fähigkeit ist es einer Person möglich Lage und Bewegungen eines Körpers zu erkennen und sie kann sich auf einem begrenzten Feld (Spielfeld) zurechtfinden. 3 Unterkapitel basiert auf: Hegner, Jost (2012): Training fundiert erklärt. Handbuch der Trainingslehre. 5. überarbeitete Auflage. Herzogenbuchsee: Ingold Verlag, S Weineck, Jürgen (2010): Sportbiologie. 10. überarbeitete und erweiterte Auflage. Balingen: Spitta Verlag, S Spring, Hans et. al. (1997): Theorie und Praxis der Trainingstherapie. Beweglichkeit-Kraft-Ausdauer- Koordination. Stuttgart: Georg Thieme Verlag, S. 81 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 6

8 Rhythmisierungsfähigkeit: Die Rhythmisierungsfähigkeit ist zuständig für das Erfassen einer taktmässigen Gliederung (Rhythmus) und das Umsetzen vom erfassten Rhythmus. Kopplungsfähigkeit: Die Kopplungsfähigkeit ermöglicht es, Teilbewegungen räumlich und zeitlich aufeinander abzustimmen und im Hinblick auf ein konkretes Handlungsziel zu koordinieren. 6 Lernfähigkeit: Die Lernfähigkeit beinhaltet das Erlernen von neuen Bewegungs- und Koordinationsmustern, das Speichern dieser Muster sowie das Abrufen derjenigen. Differenzierungs-, Anpassungs- und Umstellungsfähigkeit: Diese Fähigkeiten sind zuständig für das Lösen von koordinativen Herausforderungen sowie der Anpassung von Bewegungen an rasch ändernde Situationen. 4.2 Entwicklung der koordinativen Fähigkeiten Die koordinativen Fähigkeiten erreichen den höchsten Grad ihrer Entwicklung im Kindesalter. In diesem Zeitraum hat das Zentralnervensystem eine schnellere Reifung als in anderen Altersgruppen. Dies wiederum wiederspiegelt sich in einer Verbesserung der Informationsverarbeitung. Aus diesen Gründen ist eine frühe Schulung der koordinativen Fähigkeiten von grosser Bedeutung. Je älter man wird desto mehr nehmen die koordinativen Fähigkeiten wieder ab. Dieser Prozess kann jedoch mit genügendem Training verlangsamt werden. 7 Kinder sollten bereits im Vorschulalter (3-7 Jahre) in Bezug auf ihre koordinativen Fähigkeiten genügend gefordert werden. Mangelhafte Koordination ist oft auf fehlende Förderung im Vorschulalter zurückzuführen. In diesem Alter ist es wichtig, dass die Kinder die Bewegungsabläufe richtig erlernen, denn was falsch erlernt ist, braucht später einen viel grösseren Trainingsaufwand um verbessert zu werden. Das frühe Schulalter (7-10 Jahre) wird als intensivste Entwicklungszeit für die Reaktionsfähigkeit, die Differenzierungsfähigkeit, der Koordination unter Zeitdruck und der Gleichgewichtsfähigkeit (nur bei den Mädchen) beschrieben. Nach dem frühen Schulalter kommt eine Phase (spätes Schulalter, Jahre) bei der die motorische Lernfähigkeit am grössten ist. Was in dieser Zeit versäumt wird, ist dementsprechend schwer nachzuholen. Während der Pubeszenz (12-15 Jahre) durchläuft jedes Kind einen Gestaltwandel mit einer Grössenzunahme von ca cm pro 6 Hegner, Training fundiert erklärt, S Weineck, Jürgen (2010): Optimales Training. Leistungsphysiologische Trainingslehre unter besonderer Berücksichtigung des Kinder- und Jugendtrainings. 16. durchgesehene Auflage. Balingen: Spitta Verlag, S. 794 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 7

9 Jahr. Durch diese Veränderung erfahren die koordinativen Fähigkeiten eine Beeinträchtigung, d.h. es kommt oft zu einer Stagnation. Diese Stagnation ist jedoch nur vorübergehend und nicht bei allen Jugendlichen gleich zu beobachten. In der Adoleszenz (15-19 Jahre) kommt es zu einer weiteren Phase guter motorischer Lernfähigkeit. Diese ist bei den Männern ausgeprägter als bei den Frauen. Die Abnahme der koordinativen Fähigkeiten im Alter scheint bereits ab dem 40. Lebensjahr stattzufinden. Diese Abnahme ist an folgenden Merkmalen erkennbar: Bewegungen werden weniger Bewegungsabläufe werden langsamer Kombination von Bewegungen wird schwieriger motorische Handlungen werden schlechter Im Allgemeinen kann man somit sagen, dass es im Alter zu einem Rückgang der koordinativen Fähigkeiten kommt. Dieser kann jedoch mit Training aufgehalten werden, Wer rastet, der rostet 8. Die Trainierbarkeit ist in jüngerem Alter jedoch nach wie vor höher. Die Belastbarkeit und das Erlernen unterscheiden sich im Kinder- und Jugendalter von dem im Erwachsenenalter. Im Kinder- und Jugendalter zeigen sich sogenannte sensitive Phasen, in welchen die Entwicklung in gewissen Bereichen schneller vorangeht und mehr gefördert wird, wobei Erwachsene diese Phasen nicht haben und alles gleich trainieren müssen. 9 8 Weineck, Sportbiologie, S Weineck, Sportbiologie, S , 562 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 8

10 4.3 Definition Hirnaktivität 10 Merkfähigkeit: Die Merkfähigkeit ermöglicht es uns einen Inhalt im Gedächtnis zu speichern. Genauer gesagt ist die Merkfähigkeit, die Fähigkeit einen Inhalt der im Bewusstsein mehr oder weniger präsent war im Gedächtnis einzuspeichern, um ihn sodann zu einem späteren Zeitpunkt durch die Assoziation wieder zu erinnern 11. Konzentration: Mit Hilfe der Konzentration ist es uns möglich, Problemstellungen zu lösen, kurzfristige Ziele zu erreichen und unsere Aufmerksamkeit spezifisch auf eine Aufgabe zu richten. Weiter bedeutet Konzentration, dass man seine Energie auf einen Bereich (z.b. eine bestimmte Tätigkeit) richtet und diesen dann intensiv bearbeitet. Je nachdem in welchem Alter eine Person ist, kann sie sich verschieden lang auf etwas konzentrieren. Wobei man sich Konzentration auch antrainieren kann. 4.4 Definition Höhe 12 Mit Höhe ist die Anzahl Meter über Meer, die ein gewisser Ort hat, gemeint. Für meine Arbeit sind unter anderem die Zusammensetzung der Luft sowie auch der Luftdruck spezifisch wichtig. Die Konzentration des Gasgemischs in der Luft verändert sich nicht, egal auf welcher Höhe man sich befindet. Die Luft setzt sich überall aus 21% Sauerstoff, 78% Stickstoff und 1% Kohlendioxid und Edelgasen zusammen. Dies gilt für Höhen von bis zu Metern. Was sich jedoch mit der Höhe verändert, ist der Luftdruck. Der tiefere Luftdruck ist der Grund, dass wir Menschen mit zunehmender Höhe oft Probleme bekommen. Die Gasmoleküle der Luft drücken infolge der Schwerkraft auf die Erde. Dieser Druck wird Luftdruck genannt. Eine gedachte Luftsäule vom Erdboden (Meereshöhe) bis an den Rand der Atmosphäre lastet mit einem Gewicht von 1013 Hectopascal (hpa) auf einer Einheitsfläche. 13 Je grösser die Höhe ist, desto kleiner wird der Luftdruck. 10 Unterkapitel basiert auf: Bucher, Claudia: Definitionen Konzentration: [Stand: ] 11 Mäser, Othmar: Merkfähigkeit: [Stand: ] 12 Unterkapitel basiert auf: Bruckmann, Basic (2005): Höhenanpassung. Höhenkrankheiten und Gesundheitsrisiken, Vorbereitung und Training, Bergsteigen, Trekking, Expeditionen. München: Bruckmann Verlag, S Bruckmann, Höhenanpassung S. 7 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 9

11 Am oberen Rand der Troposphäre 14 erreicht der Luftdruck 225 hpa. Der Luftdruckabfall beträgt bis 2500m 25%, bis 5000m 50% und bis Everesthöhe (8850m) 67%. Parallel zum Luftdruck nimmt der Sauerstoffpartialdruck ab. Der Sauerstoffpartialdruck ist der Druck mit dem Sauerstoff in unsere Lungen gedrückt wird. Durch einen tieferen Sauerstoffpartialdruck nimmt die Sauerstoffsättigung in den arteriellen Gefässen ab. Er erreicht auf Meereshöhe einen Wert von 213 hpa. Mit fallendem Luftdruck verändert sich zusätzlich die Dichte der Gasmoleküle und der Anteil an Sauerstoffmolekülen wird somit kleiner. Daher ist der Anteil an Sauerstoffmolekülen, die wir mit einem Atemzug aufnehmen können, kleiner. Höhe ist nicht gleich Höhe. 15 Der Luftdruck ist noch von anderen Faktoren abhängig. Einer dieser Faktoren ist der Breitengrad. Da die Atmosphäre sich über dem Äquator mehr ausdehnt als über den Polen ist der Luftdruck über dem Äquator höher als an den Polen. Wenn der Mt. Everest um 10 Breitengrade nach Norden verschoben würde, betrüge sein Luftdruck rund 13,5 hpa weniger. Ein anderer Faktor sind die Jahreszeiten und die Wetterverhältnisse. Je nach Temperatur der Jahreszeit und ob Hoch- oder Tiefdruck herrscht, verändert sich der Luftdruck. Bei wärmeren Temperaturen und stabilem Hochdruck ist der Luftdruck höher. 14 Troposphäre wird im Glossar erklärt 15 Bruckmann, Höhenanpassung, S. 8 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 10

12 4.5 Auswirkungen des tiefen Sauerstoffpartialdrucks 16 Der Sauerstoffpartialdruck ist der wichtigste leistungshemmende Faktor für den Menschen, wenn er in grossen Höhen unterwegs ist. Da der Sauerstoffpartialdruck mit zunehmender Höhe abnimmt und dadurch weniger Sauerstoff in die arteriellen Gefässe gelangt, sinkt die maximale Sauerstoffaufnahme. Die geringere Sauerstoffaufnahme beeinflusst die Leistungsfähigkeit im Bereich Ausdauer negativ. Am meisten sind die Bewegungen beeinträchtigt bei denen grosse Muskelgruppen länger als zwei Minuten belastet werden. Eine weitere Auswirkung hat der tiefe Sauerstoffpartialdruck auf die Funktionsfähigkeit des Zentralnervensystems. Dies kommt daher, weil das Gehirn sehr empfindlich auf Sauerstoffmangel reagiert. Die Abnahme der Funktionsfähigkeit des Zentralnervensystems zeigt sich an folgenden Merkmalen: Die analytische Denkfähigkeit, die Entscheidungsfähigkeit und das Urteilsvermögen nehmen ab. Nervosität, mangelnde Kooperationsbereitschaft und Disziplinlosigkeit nehmen zu. Die Sehkraft lässt nach. Die Reaktionsfähigkeit nimmt ab. Es kann zu Schlafstörungen kommen. 4.6 Höhenbereiche 17 Es gibt drei verschiedene Höhenbereiche. Diese werden anhand von Art und Umfang der Höhenanpassung aufgeteilt. Es wird unterschieden zwischen mittleren Höhen ( m), grossen Höhen ( m) und extremen Höhen (oberhalb von 5300m). Mittlere Höhen ( m): Auf diesen Höhen ist keine Akklimatisation erforderlich. Der Körper passt sich der Höhe sofort an und kompensiert den Sauerstoffmangel komplett (Adaption). Es kann einzig eine leicht verstärkte Atmung auftreten. 16 Unterkapitel basiert auf: Weineck, Sportbiologie, S Unterkapitel basiert auf: Berghold, Franz, Schaffert, Wolfgang (2009): Handbuch der Trekking- und Expeditionsmedizin. Praxis der Höhenanpassung - Therapie der Höhenkrankheit. 7. Auflage. München: DAV Summit Club, S Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 11

13 Grosse Höhen ( m): Ab 2500m ist der Bereich, in dem man sich akklimatisieren muss, erreicht. Deshalb wird der Bereich um 2500m Schwellenhöhe genannt. Eine Akklimatisierung ist nötig, da der Körper die Sauerstoffunterversorgung nicht sofort ausgleichen kann und sich zuerst anpassen muss. Akute Höhenkrankheiten 18 treten bevorzugt in diesen Höhen auf. Extreme Höhen (oberhalb von 5300m): In diesen Höhen ist eine vollständige Akklimatisation nicht möglich und somit auch keine Daueraufenthalte. Aufgrund der fehlenden Akklimatisation wird diese Zone auch Todeszone genannt. 4.7 Akklimatisation Es gibt Anpassungen die sofort einsetzen um den niedrigeren Sauerstoffpartialdruck auszugleichen. Die Atmung wird vertieft und beschleunigt. Das Atemminutenvolumen nimmt um das 2 bis 3-fache des Wertes auf Meereshöhe zu. Dieser Vorgang wird als Hyperventilation beschrieben. Weitere Anpassungen die stattfinden, sind eine vermehrte Lungendurchblutung und die Steigerung des Herzminutenvolumens. Das Herzminutenvolumen wird durch Erhöhung der Herzfrequenz gesteigert, das Herzschlagvolumen 19 bleibt gleich. Weiter werden die Kapillaren zusätzlich geöffnet und weitgestellt. Somit ergibt sich eine grössere Sauerstoffausschöpfung. 20 Bei längerem Aufenthalt steigt die Hyperventilation immer mehr und erreicht nach zwei Wochen ihr Maximum. Ausserdem findet bei längerem Aufenthalt eine Zunahme der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) statt. Das hat zur Folge, dass das Blutplasma verringert wird und somit das Blut zähflüssiger wird. Dies ist fördernd für den Sauerstofftransport. 21 Die Akklimatisation dauert bei 4000m einige Tage bis eine Woche und bei 5000m zwei Wochen. Verlängert man den Aufenthalt, wird die Anpassung immer besser, da noch mehr rote Blutkörperchen gebildet werden können. Oberhalb von 5300m kann keine Akklimatisation mehr stattfinden, weil die Luft bereits zu dünn ist Akute Höhenkrankheiten werden später erklärt 19 Atemminutenvolumen, Herzminutenvolumen und Herzschlagvolumen werden im Glossar erklärt 20 Weineck, Sportbiologie, S Berghold, Handbuch der Trekking- und Expeditionsmedizin, S Bruckmann, Höhenanpassung, S. 24 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 12

14 4.8 Akute Höhenkrankheit 23 Es gibt drei verschiedene Arten von akuten Höhenkrankheiten: milde akute Höhenkrankheit (AHK), Höhenlungenödem (HLÖ) und Höhenhirnödem (HHÖ) 24. HLÖ und HHÖ sind Folgen einer starken AHK. Auslöser für eine AHK ist eine fehlende oder nur langsam vorangehende Anpassung des Körpers an den tieferen Sauerstoffpartialdruck. Dies ist oft nach zu schnellem Aufstieg der Fall. AHK bekommt man meistens in einer Höhe zwischen 3000m und 4500m. Wobei bei schneller Aufstiegsgeschwindigkeit bereits ab 2500m Symptome auftreten können. Es wird zwischen leichten und schweren Symptomen unterschieden. Leichte Symptome: Kopfweh Kurzatmigkeit Schlaflosigkeit Appetitlosigkeit Schwäche Husten Periphere Ödeme 25 Schwere Symptome: Übelkeit Schwindel Erbrechen Teilnahmslosigkeit Angst Die Symptome können einzeln oder in verschiedensten Kombinationen auftreten. Bei schweren Symptomen ist sofortiges Handeln angesagt und man muss unverzüglich absteigen. Treten nur leichte Symptome auf, kann man einen weiteren Ruhetag einlegen, um sich zu akklimatisieren. Verschwinden diese nicht innerhalb von 24 Stunden, wird ein Abstieg empfohlen. Die meisten Symptome verschwinden nach einem Abstieg erstaunlich schnell. 23 Unterkapitel basiert auf: Hochholzer, Thomas (1998): Trekking und Höhenbergsteigen. Ein medizinischer Ratgeber. 2. überarbeitete Auflage. München: Lochner Verlag, S HHÖ und HLÖ werden im Glossar erklärt 25 Periphere Ödeme werden im Glossar erklärt Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 13

15 5.0 Methodik 5.1 Bestimmung der Methode Mit dem Entscheid, welches Thema meine Maturaarbeit beinhalten soll, fiel zugleich der Entscheid, dass es ein Selbstversuch werden wird. Dieser Entschluss war jedoch noch nicht ganz durchdacht. Nach den ersten Gesprächen mit meiner Betreuungsperson und nachdem ich mir vertieft Gedanken darüber machte, wurde mir klar, dass die Resultate von nur einer Person so gut wie nichts aussagen. Deshalb entschied ich mich daraufhin meine Arbeit mit zehn Testpersonen durchzuführen. Mit dieser Anzahl an Probanden habe ich eine gute Bandbreite an Resultaten. 5.2 Festlegung der Tests Als erstes entschied ich mich auf welche Bereiche der koordinativen Fähigkeiten ich mich fokussieren wollte. Der Entschluss mich näher mit der Reaktion und dem Gleichgewicht auseinanderzusetzen, basiert auf meinen eigenen Erfahrungen. Ich fühlte mich bei Anstrengungen in grosser Höhe in diesen zwei Bereichen am meisten eingeschränkt. Die Entscheidung im Bereich Hirnaktivität fiel mir einiges schwerer. Denn der Bereich als Ganzes ist riesig und somit steht eine reichliche Auswahl an Teilbereichen an. Schlussendlich entschied ich mich für zwei simple Tests: das Kopfrechnen und ein Test im Bereich der Merkfähigkeit. Diese beiden Tests decken für mich einen wichtigen Teil der Hirnaktivität ab. Das Kopfrechnen erfordert das Kombinieren von zwei unterschiedlichen Dingen. Ohne die Merkfähigkeit hätten wir im Alltag keine Chance, da wir uns an nichts erinnern könnten. Zum Schluss kam mir die Idee zusätzlich einen Test auszuwählen, der beide Bereiche beinhaltet. Als nächstes stand die Auswahl der Tests in den jeweiligen Bereichen an. Die Tests sollten simpel und ohne viel Material durchführbar sein. Simpel daher, weil es einfacher ist die Resultate ohne Verfälschung zu vergleichen. Kompliziertere Übungen bringen oft Abweichungen mit sich. Das Kopfrechnen und das Dinge merken erbringen glasklare Resultate und sie decken wichtige Teile des Bereichs der Hirnaktivität ab. Die Übung mit dem Stab fallen lassen, habe ich schon oft in verschiedenen Zentren (Museen etc.) gesehen. Die Resultate sind genau und es ist schwierig sie zu verfälschen. Bevor ich mich auf den 60s Reaction Tester festgelegt habe, probierte ich einige andere Apps aus. Doch dieses kam mir am effektivsten und am besten messbar vor. Vom Einbeinstand habe ich von Freunden, die die Aushebung bereits absolvierten, gehört. Dies kam mir sehr gelegen, da ich lange überlegte, wie man das Gleichgewicht mit einem Test feststellen kann. Der Einbeinstand wird mir aussagekräftige Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 14

16 Resultate liefern. Das Sypoba habe ich selbst schon oft gebraucht und es schien mir eine gute Ergänzung zum Einbeinstand zu sein. Beide Übungen sind ähnlich aufgebaut und meiner Meinung nach ist es gut möglich, die Resultate zu vergleichen. Der Bändel-Parcours verbindet die beiden Bereiche Hirnaktivität und koordinative Fähigkeiten. Somit kann ich beide Bereiche zusammen untersuchen. Pro Bereich habe ich jeweils immer zwei Übungen ausgewählt. Dies habe ich getan damit ich eine breitere Grundlage habe und meine Resultate nicht nur auf einer Übung abstützen muss. 5.3 Testbeschrieb Hirnaktivität Test 1: Kopfrechnen Die Probanden bekommen jeweils 20 verschiedene Rechnungen. Die Rechnungen sind nicht zu komplex. Denn ich möchte nicht die mathematischen Kenntnisse testen, sondern hauptsächlich den kombinatorischen Aspekt. Bei jeder Person wird die Zeit gestoppt und es gibt pro Fehler fünf Sekunden Zuschlag. Dabei habe ich für jeden der drei Durchgänge, die auf der gleichen Höhe stattfinden, verschiedene Rechnungen. Damit möchte ich verhindern, dass die Probanden sich noch an die Resultate erinnern können. Bei den unterschiedlichen Aufgabenblättern ist das Niveau der mathematischen Aufgaben identisch, um die Resultate vergleichen zu können. An den verschiedenen Orten werden immer die drei gleichen Aufgabenblätter vorgelegt. Meiner Meinung nach reicht die Pause von zwei Wochen aus, um sich nicht mehr erinnern zu können. Test 2: Dinge merken Beim zweiten Test stelle ich 20 verschiedene Dinge auf. Dann haben die Probanden 15 Sekunden Zeit, um sich so viele Dinge wie möglich einzuprägen. Sobald die 15 Sekunden um sind, drehen sich die Probanden weg und beginnen die Dinge aufzuzählen. Für das Aufzählen haben sie eine Minute Zeit. Es gilt möglichst viele Dinge aufzuzählen. 26 Bilder zu den einzelnen Tests sind im Anhang zu finden Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 15

17 5.3.2 Koordinative Fähigkeiten Reaktion Test 3: Stab fallen lassen Das Ziel dieses Tests ist den Stab so schnell wie möglich aufzufangen. Der Stab ist ein Meter lang und es befindet sich eine Skala auf ihm. Die Probanden platzieren ihre gestreckte und offene Hand direkt unter dem Stab. Eine andere Person hält diesen Stab und lässt ihn willkürlich fallen. Die Probanden fassen den Stab so schnell wie möglich. An der oberen Handkante wird die Distanz bis zum untersten Punkt des Stabes gemessen. Jeder Proband absolviert drei Versuche. Test 4: Reaktionsspiel Dieses Spiel wird auf einem IPad ausgeführt. Es handelt sich dabei um ein App mit dem Namen 60s Reaction Tester. Dabei erscheinen 13 Punkte auf dem Bildschirm. Diese Punkte leuchten abwechselnd nacheinander auf. Das Ziel ist es, den leuchtenden Punkt schnellstmöglich zu berühren. Die Probanden haben 60 Sekunden Zeit, um so viele Punkte wie möglich anzutippen. Fehlberührungen geben keinen Abzug. Gleichgewicht Test 5: Einbeinstand Die Probanden stehen auf einem Bein, welches dürfen sie selbst aussuchen. Den freien Fuss legen sie in die Kniekehle des Standbeins. Die Arme werden hinter dem Rücken verschränkt. Dies ist die Ausgangsposition. Sobald die Probanden in dieser Position sind, beginnt die Zeit zu laufen. Nach zehn Sekunden bekommen die Probanden den Befehl die Augen zu schliessen. Nach weiteren zehn Sekunden müssen sie zusätzlich den Kopf in den Nacken legen. Diese zwei weiteren Befehle sollen die Aufgabe erschweren. Die Zeit wird gestoppt, sobald die Ausgangsposition nicht mehr schön ausgeführt wird, d.h. wenn das zweite Bein frei in der Luft ist oder sogar den Boden berührt, wenn die Arme nicht mehr verschränkt sind, wenn die Augen geöffnet werden oder der Kopf nicht mehr im Nacken liegt. Umherhüpfen ist auch nicht erlaubt. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 16

18 Test 6: Sypoba Das Sypoba besteht aus einem Brett und einem Rohr. Das Rohr wird unter das Brett gelegt, sodass man auf dem Brett balancieren kann. Nun ist es das Ziel so lange wie möglich auf diesem Brett zu stehen. Nach 15 Sekunden müssen die Probanden in die Hocke gehen. Nach weiteren 15 Sekunden werfe ich ihnen zusätzlich einen Tennisball zu. Hat es der Proband bis hierhin geschafft, kommt nach weiteren 15 Sekunden ein zweiter, grösserer Ball hinzu. Die Bälle werden nacheinander geworfen. Sobald ein Ende des Bretts den Boden berührt, wird die Zeit gestoppt. Test 7: Bändel-Parcours Beim Bändel-Parcours verteile ich auf einer Strecke von sechs Metern im Abstand von je 30 Zentimetern jeweils ein Bändel. Die Bändel haben drei verschiedene Farben und werden willkürlich durcheinander gemischt. Danach bestimme ich welche Farbe für was steht. Beispiel: Grün: rechtes Bein, Gelb: linkes Bein und Rot: beide Beine. Der Parcours wird somit hüpfend absolviert. Das Ziel ist es nun schnellstmöglich und fehlerfrei den Parcours zu durchlaufen. Die Probanden haben kurz Zeit, um sich den Parcours einzuprägen und dürfen einen Probeversuch machen. Danach haben sie zwei Versuche. Für jeden Fehler gibt es 0.2 Sekunden Zuschlag. Jeder Parcours sieht anders aus, um einen möglichen Übungseffekt zu verhindern. 5.4 Ablauf der Tests Zu Beginn musste ich drei Orte auf verschiedenen Höhenmetern zur Testdurchführung bestimmen. Um das Maximum herauszuholen, entschloss ich mich, den höchstmöglichen Punkt in der Schweiz, bei dem die Durchführung der Tests möglich ist, zu suchen. Dabei stiess ich auf die Glacier Paradise Lodge in Zermatt, welche auf 3883m liegt. Der tiefste Ort sollte Nuolen sein (410m). Damit musste noch der letzte Ort bestimmt werden, der von der Höhe möglichst in der Mitte der beiden liegen sollte. Diesen fand ich mit der Fluebrighütte im Innerthal (1588m). In einem zweiten Schritt überlegte ich, wie der ganze Ablauf aussehen sollte. Da sich unsere Körper an ihre Umgebung anpassen, kam ich zu dem Schluss die Tests drei Mal durchzuführen. Direkt bei der Ankunft erfolgt der erste Durchgang, drei Stunden später der zweite und am nächsten Morgen der letzte. Somit sollte ich kurzfristige, mittelfristige und langfristige Auswirkungen aufdecken können. Eine Ausnahme ist dabei der Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 17

19 Durchgang in Nuolen. Dort absolvieren die Probanden nur einen Durchgang, da wir auf dieser Höhe leben und uns daran gewöhnt sind. Zwischen der Durchführung an den verschiedenen Orten, werden mindestens zwei Wochen Unterschied sein. Meine Überlegung hierzu ist, dass sich in der Zwischenzeit eventuelle bereits gebildete Automatismen wieder verflüchtigen können. Somit werden die Testresultate nicht verfälscht. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 18

20 Sekunden Sekunden 6.0 Auswertung 6.1 Kopfrechnen Durchschnittswerte: Kopfrechnen bei der Ankunft m 1500 m 3800 m Abb Durchschnittswerte: Kopfrechnen 3h später m 1500 m 3800 m Abb. 2 Beim Kopfrechnen kann ich bei der Ankunft und drei Stunden später einen klaren Unterschied zwischen den Werten auf 400m und 3800m erkennen. Die Resultate der Durchgänge auf 1500m unterscheiden sich nicht wesentlich von denjenigen auf 400m. Dieser kaum merkliche Unterschied kommt daher, da bis 2500m keine Akklimatisation notwendig ist. Somit sind die Bedingungen für unseren Körper identisch. Die starke Zeitzunahme auf 3800m kann ich mit der Abnahme des Sauerstoffpartialdruckes erklären. Durch dessen Abnahme lässt unsere analytische Denkfähigkeit nach, was sich negativ auf unsere mathematischen Fähigkeiten auswirkt. Die Werte der jeweiligen Höhen unterscheiden sich jedoch kaum massgeblich. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 19

21 Sekunden Durchschnittswerte: Kopfrechnen am nächsten Morgen 400 m 1500 m 3800 m Abb. 3 Im Gegensatz zu den Werten bei der Ankunft und drei Stunden später sehen die Resultate am Morgen danach leicht anders aus. Die Werte auf 400m sind nach wie vor die Besten. Die Resultate auf 1500m sind jedoch schlechter als diejenigen von 3800m. Im Vergleich zu den vorangehenden Versuchen auf dieser Höhe (1500m) haben die Werte zugenommen. Weshalb dies der Fall ist, könnte ich mir durch Verschlafenheit am frühen Morgen erklären. Dies kann ich nicht nachweisen. Die Werte auf 3800m sind am nächsten Morgen erheblich besser als am Abend zuvor. Nach einer ganzen Nacht hat sich der Körper erholt und bereits ein bisschen an die neue Umgebung angepasst. Als Fazit kann gesagt werden, dass die Resultate auf 400m klar besser sind als diejenigen auf 3800m. Die Werte von 400m und 1500m unterscheiden sich nur gering. Diese Erkenntnisse weisen darauf hin, dass die Höhe einen Einfluss hat. Dieser Einfluss muss eingegrenzt werden, denn er gilt nur für grosse und extreme Höhen. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 20

22 Anzahl Dinge Anzahl Dinge Anzahl Dinge 6.2 Dinge merken 13 Durchschnittswerte: Dinge merken bei der Ankunft 13 Durchschnittswerte: Dinge merken 3h später m m 1500 m 1500 m m m 10 Abb Abb. 5 Bei beiden Graphiken sind nur minime Unterschiede zwischen den Resultaten erkennbar. Dies deutet darauf hin, dass die Höhe keinen Einfluss hat, denn ansonsten wäre ein merklicher Unterschied zu sehen. 13 Durchschnittswerte: Dinge merken am nächsten Morgen m 1500 m 3800 m 10 Abb. 6 Am nächsten Morgen wiederum unterscheiden sich die Resultate und jenes auf 3800m ist eindeutig das Beste. Im Vergleich zu den vorangehenden Tests sind die Werte besser geworden. Ich nehme an, dass die Durchschnittswerte zugenommen haben, weil sich die Probanden ausruhen konnten. Das kann ich aber nicht belegen. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 21

23 Zentimeter Zentimeter Aus diesen Endergebnissen ziehe ich das Fazit, dass die Höhe keinen Einfluss auf unsere Merkfähigkeit hat. Das liegt daran, dass der Sauerstoffpartialdruck keine negativen Einwirkungen auf unsere Merkfähigkeit hat. Somit muss sich der Bereich unseres Gehirns, der für die Merkfähigkeit zuständig ist, nicht an eine neue Begebenheit anpassen und funktioniert gleich wie sonst. 6.3 Stab fallen lassen Durchschnittswerte: Stab fallen lassen bei der Ankunft 400 m 1500 m 3800 m Abb. 7 Bei dieser Graphik kann sehr gut erkannt werden, dass die Werte auf 3800m mit Abstand die Schlechtesten sind. Diejenigen auf 1500m sind besser als jene auf 400m. Der Abfall auf 3800m kommt daher, weil der tiefere Sauerstoffpartialdruck sich negativ auf die Reaktionsfähigkeit auswirkt. Der Unterschied von 400m zu 1500m entspricht der Theorie nicht. Ich könnte mir vorstellen, dass dies auf die Tagesform der Probanden zurückzuführen ist. Das ist jedoch nur eine Annahme. Im Gegensatz zu der letzten Graphik sind die Resultate auf 1500m drastisch gestiegen und somit schlechter als jene auf 3800m. Diejenigen auf 400m sind nun die Besten. Die Resultate auf 1500m und 3800m entsprechen meiner Hypothese. Diejenigen auf 3800m kann ich nach wie vor mit dem tieferen Sauerstoffpartialdruck erklären, der einen negativen Einfluss auf unsere Reaktionszeit hat. Weshalb die Werte auf 1500m so stark gestiegen sind, ist schwieriger zu beantworten. Ich nehme an, dass es mit der Müdigkeit zusammenhängt Durchschnittswerte: Stab fallen lassen 3h später 400 m 1500 m 3800 m Abb. 8 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 22

24 Zentimeter Durchschnittswerte: Stab fallen lassen am nächsten Morgen 400 m 1500 m 3800 m Abb. 9 Bei diesem Diagramm sind alle Werte näher beieinander. Die Werte auf 400m sind nur knapp besser als jene auf 3800m. Die Resultate von 1500m tanzen wieder aus der Reihe und sind am schlechtesten. Die Werte auf 3800m sind im Vergleich zu den vorherigen Tests besser geworden. Unser Körper hatte bereits genügend Zeit um sich an die neuen Umstände anzupassen. Bei allen drei Graphen sind die Werte auf 3800m konstant gefallen. Dies ist ein Anzeichen für die kontinuierlichen Anpassungen die unser Körper macht. Der Sauerstoffpartialdruck wird ausgeglichen. Die Resultate auf 1500m kann ich mit Hilfe der Theorie nicht erklären, denn sie zeigen grosse Unterschiede auf und passen auch nicht zu meiner Hypothese. Ich könnte mir denken, dass sie mit der Müdigkeit zusammenhängen und sich die Probanden somit nicht richtig konzentrieren können. Dies kann ich wissenschaftlich jedoch nicht belegen. Aufgrund der Resultate von 400m und 3800m kann man erkennen, dass die Höhe einen Einfluss auf die Reaktionsfähigkeit hat, jedoch nur in den Bereichen grosse und extreme Höhen. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 23

25 Anzahl Treffer Anzahl Treffer Anzahl Treffer 6.4 Reaktionsspiel Durchschnittswerte: Reaktionsspiel bei der Ankunft m 1500 m 3800 m Abb Durchschnittswerte: Reaktionsspiel 3h später 400 m 1500 m 3800 m Abb. 11 Die Resultate auf 400m sind bei beiden Diagrammen die Besten. Die Werte auf 1500m und 3800m verbessern sich drei Stunden später erheblich. Dabei spielt auf 3800m die Anpassungsfunktion unseres Körpers eine Rolle und hat bis dann bereits einen Teil ihrer Arbeit verrichtet. Auf 1500m könnte ich mir den Anstieg mit der nachlassenden Erschöpfung erklären, denn in diesem Höhenbereich braucht der Körper keine Anpassungszeit. Diese Überlegung kann ich jedoch nicht belegen Durchschnittswerte: Reaktionsspiel am nächsten Morgen m 1500 m 3800 m Abb. 12 Bei diesem Diagramm sind die Werte auf 3800m die Besten. Zugleich sind sie wieder ein Stück angestiegen. Das kann daher kommen, dass sich unsere Körper vollständig an die Höhe angepasst haben. Die Werte auf 1500m sind im Vergleich zum vorangegangenen Test wieder schlechter geworden. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 24

26 Sekunden Sekunden Das Fazit für das Reaktionsspiel lautet somit wie folgt: Die These, dass die Resultate in der Höhe schlechter werden stimmt. Aber sie stimmt nur für einen gewissen Zeitraum nach der Ankunft. Und zwar für den Zeitraum bis sich unser Körper vollständig anpassen kann. Der tiefere Sauerstoffpartialdruck wirkt sich negativ auf unsere Reaktionszeit aus, deshalb hat die Höhe zu Beginn einen Einfluss auf unsere Reaktion. Die Werte von 1500m scheinen willkürlich zu sein, doch ich vermute das hängt damit zusammen, dass unser Körper sich an diese Höhe noch nicht anpassen muss. Somit spielt der Einfluss von anderen Faktoren, wie z.b. die Müdigkeit, eine grössere Rolle. 6.5 Einbeinstand Durchschnittswerte: Einbeinstand bei der Ankunft 400 m 1500 m 3800 m Der Durchschnittswert von 1500m ist der Höchste und somit der Beste. Derjenige auf 400m ist besser als jener auf 3800m. Der Unterschied aller drei Resultate ist jedoch nur gering. Somit kann es gut möglich sein, dass die Höhe keinen Einfluss hat. Ansonsten wäre ein klarer Unterschied ersichtlich Abb. 13 Bei dieser Graphik ist der Wert auf 400m der Beste. Der Abfall auf 3800m ist nun deutlich erkennbar. Anhand der Theorie sollte sich unser Körper an die geänderten Umstände anpassen. Dies ist jedoch hier gerade nicht der Fall, denn die Resultate werden schwächer nach drei Stunden Anpassungs- zeit. Das Resultat könnte tiefer ausgefallen sein, weil die Probanden langsam Zeichen der Müdigkeit verspürten. Wiederum kann ich das wissenschaftlich nicht belegen. Der Wert auf 1500m ist leicht schlechter geworden, aber immer noch nahe beim Wert auf 400m. Der Unterschied von 400m und 1500m ist so klein, da die Umstände für unseren Körper an beiden Orten identisch sind Durchschnittswerte: Einbeinstand 3h später 400 m 1500 m 3800 m Abb. 14 Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 25

27 Sekunden Durchschnittswerte: Einbeinstand am nächsten Morgen 400 m 1500 m 3800 m Bei dieser Graphik ist der Durchschnittswert auf 3800m der Beste. Der Unterschied ist klar ersichtlich. Die Werte auf 3800m sind nun wieder angestiegen. Die Ruhezeit könnte hier eine Rolle gespielt haben. Die Werte auf 1500m sind wieder ein bisschen gesunken Abb. 15 Somit stimmt meine Hypothese in Bezug auf den Einbeinstand nicht. Dies kommt daher, weil der Sauerstoffpartialdruck keine negativen Auswirkungen auf unseren Gleichgewichtssinn hat. Da die Höhe keine Auswirkungen hat, könnten die besseren Resultate auf 3800m mit einer ergiebigeren Ruhephase erklärt werden. Diese Ruhephase kann ich nicht nachweisen. Die Werte auf 1500m sind immer ähnlich wie diejenigen auf 400m, was gegen meine Hypothese spricht. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 26

28 Sekunden Sekunden Sekunden 6.6 Sypoba Durchschnittswerte: Sypoba bei der Ankunft 400 m 1500 m 3800 m Abb. 16 Hier ist gut ersichtlich, dass der Wert auf 400m der Beste ist und jener auf 3800m der Schlechteste. Den Abfall auf 3800m kann ich mit der Theorie nicht begründen, denn der Sauerstoffpartialdruck hat keinen Einfluss auf das Gleichgewicht Durchschnittswerte: Sypoba 3h später 400 m 1500 m 3800 m Abb Durchschnittswerte: Sypoba am nächsten Morgen 400 m 1500 m 3800 m Abb. 18 Wird der erste Graph mit diesen beiden verglichen, zeigt sich gleich ein gegensätzliches Bild auf. Die Werte auf 3800m sind die Besten und jene auf 400m die Schlechtesten. Diese fast gegensätzlichen Werte lassen sich mit dem Übungseffekt erklären. Ich konnte sehr gut beobachten, wie sich die Probanden immer besser an das Gerät gewöhnt haben. Es bleibt jedoch bei der Beobachtung und kann nicht bewiesen werden. Die Werte auf 3800m sind insgesamt die Höchsten und steigen stetig an. Dies bestärkt mich in meiner Annahme mit dem Übungseffekt. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 27

29 Sekunden Sekunden Somit ist glasklar, dass meine Hypothese nicht auf das Gleichgewicht zutrifft. Begründet wird dies durch den fehlenden Einfluss des Sauerstoffpartialdrucks. 6.7 Bändel-Parcours Durchschnittswerte: Bändel-Parcours bei der Ankunft m 1500 m 3800 m Abb Durchschnittswerte: Bändel-Parcours 3h später 400 m 1500 m 3800 m Abb. 20 Direkt bei der Ankunft sind alle drei Werte sehr nah beieinander, wobei derjenige auf 1500m der Beste ist. Der Durchschnittswert auf 3800m ist der Schlechteste. Drei Stunden später sehen die Resultate ein bisschen anders aus. Nun ist der Wert auf 400m der Beste und jener auf 3800m immer noch der Schlechteste. Somit sieht es danach aus als würde die Höhe eine Mitwirkung bei den Leistungen haben. Die Werte auf 3800m verschlechtern sich drei Stunden später. Somit kann gesagt werden, dass der Körper noch keine Anpassungen vornehmen konnte. Die Werte auf 400m und 1500m sind bei beiden Graphen ziemlich nah beieinander. Das kommt daher, da in diesem Höhenbereich der Körper noch keine Anpassungen vornehmen muss. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 28

30 Sekunden Durchschnittswerte: Bändel-Parcours am nächsten Morgen 400 m 1500 m 3800 m Abb. 21 Diese Graphik zeigt, dass die Werte auf 400m die Besten sind und jene auf 1500m die Schlechtesten. Bei diesem Graph sieht es, wie im vorherigen Graph, ganz danach aus, dass die Höhe einen Einfluss hat. Wenn man die Werte auf 3800m mit denjenigen des vorangehenden Tests vergleicht, kann gesehen werden, dass sie besser wurden. Das deutet auf eine Anpassung der Körperfunktionen hin. Die Werte auf 1500m wurden schlechter. Ich nehme an, dass dies mit der Verschlafenheit der Probanden zu tun haben könnte. Dies kann ich jedoch nicht belegen. Bei allen Graphen zeigt sich, dass die Höhe einen Einfluss auf die Resultate hat. Somit kann gesagt werden, dass meine Hypothese auf diese Übung zutrifft. Der tiefere Sauerstoffpartialdruck hat eine Auswirkung auf die analytische Denkfähigkeit sowie unsere Entscheidungsfähigkeit. Beide Komponenten sind wichtig für diese Übung. Aus diesem Grund muss sich unser Körper an die Höhe anpassen. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 29

31 6.8 Fazit Meine Hypothese trifft auf das Kopfrechnen, das Stab fallen lassen, das Reaktionsspiel und den Bändel-Parcours zu. Somit kann gesagt werden, dass die Höhe einen Einfluss auf eine bestimmte Hirnaktivität (Kopfrechnen), auf unsere Reaktionsfähigkeit und auf die Lernfähigkeit hat. Bei allen vier Tests gilt dies jedoch nur für einen gewissen Zeitraum, bis unser Körper sich an die neue Umgebung angepasst hat. Weiter gelten diese Erkenntnisse nur für grosse und extreme Höhen. Dies kann daran erkannt werden, dass nur auf 3800m signifikante Unterschiede zu sehen sind und auf 1500m nicht. Die Höhe hat einen Einfluss, weil der tiefere Sauerstoffpartialdruck sich negativ auf bestimmte Funktionen unseres Körpers auswirkt. Das Dinge merken, der Einbeinstand und das Sypoba und werden nicht von der Höhe beeinflusst. 6.9 Weitere Erkenntnisse Während der Durchführung der verschiedenen Tests sind mir noch einige weitere sehr spannende Dinge aufgefallen. Beim Dinge merken haben konstant alle Probanden meistens sieben oder acht Dinge rasch und ohne Probleme aufzählen können. Nach diesen gab es längere Denkzeiten bevor das Nächste gesagt wurde. Weiter hat selten ein Proband die ganze Zeit genutzt, die ihm zur Verfügung stand. Die Mehrheit hat vorher abgebrochen und gesagt sie wissen nichts mehr. Bei drei weiteren Versuchen konnte ich einen Übungseffekt erkennen. Beim Stab fallen lassen und beim Reaktionsspiel war dieser nur schwer zu erkennen, im Gegensatz zu der Übung mit dem Sypoba. Ich kann mir vorstellen, dass dies beim Sypoba so war, da es sich um eine reine Fleissübung handelt. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 30

32 7.0 Schlusswort & Ausblick Meine Hypothese, dass die Höhe einen Einfluss auf die Hirnaktivität und die koordinativen Fähigkeiten hat, bestätigte sich nur teilweise. Zu Beginn hatte ich Angst davor, dass genau dies passieren wird. Denn was soll ich dann tun? Doch als es wirklich dazu kam, war meine Angst verflogen. In der Zwischenzeit war mir bewusst geworden, dass nicht immer alles so kommen kann wie man gerne möchte. Die Hauptsache ist, dass man weiss weshalb es so geschehen ist. Dies gilt auch für meine Arbeit. Solange ich alle Werte begründen kann, ist es nicht schlimm, wenn sich nicht die erwarteten Resultate herauskristallisieren. Denn wie man so sagt: Irren ist menschlich. Für mich persönlich war dies eine sehr wichtige Erkenntnis, welche mir noch manchmal in meinem Leben eine Hilfe sein wird. Ein weiterer wichtiger Punkt für mich in dieser Arbeit war meine Organisation. Normalerweise bin ich mir sicher, dass ich mich gut organisieren kann. Insofern wurde das auf die Probe gestellt, da zehn Probanden gebraucht wurden, drei verschiedene Orte für die Durchführung der Tests gefunden werden mussten und zusätzlich sollte ich mir meine Zeit so einteilen, dass ich rechtzeitig mit meiner Arbeit fertig werde. Doch mein Gefühl hat sich als richtig erwiesen und das Meiste klappte nach Plan und bestärkte mich in meiner Annahme. Somit bin ich im Grossen und Ganzen mit meiner Arbeit zufrieden. Insgesamt ist meine Meinung, dass man an solch einer Arbeit nur wachsen kann. Man lernt ständig etwas Neues hinzu, sei es in Bezug auf die Resultate der Arbeit oder auf persönlicher Ebene. Beim nächsten Mal würde ich meine Hypothese ausführlicher aufstellen. Es gäbe sehr viele weitere spannende Aspekte zum Untersuchen statt nur diesen einen. Einer davon wäre zum Beispiel, ob sich in Bezug auf das Alter auch etwas verändert. Bei solch einer Untersuchung wäre es meiner Meinung nach jedoch erforderlich mehr Probanden zur Verfügung zu haben, um eindeutige Resultate zu erhalten. Ich würde diese Tests auch sehr gerne im Bereich der extremen Höhen ausprobieren, um zu sehen ob die Resultate gleich bleiben oder der Unterschied eventuell sogar grösser wird. Weiter würde ich beim Aussuchen der Tests darauf achten, dass ein Übungseffekt vermieden werden kann. Denn dies kann die Resultate verfälschen. Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 31

33 8.0 Quellenverzeichnis WEINECK, Jürgen (2010): Sportbiologie. 10. überarbeitete und erweiterte Balingen: Spitta Verlag. Auflage. 8.1 Gedruckte Quellen BERGHOLD, Franz, Schaffert, Wolfgang (2009): Handbuch der Trekking- und Expeditionsmedizin. Praxis der Höhenanpassung - Therapie der Höhenkrankheit. 7. Auflage. München: DAV Summit Club BRUCKMANN, Basic (2005): Höhenanpassung. Höhenkrankheiten und Gesundheitsrisiken, Vorbereitung und Training, Bergsteigen, Trekking, Expeditionen. München: Bruckmann Verlag HEGNER, Jost (2012): Training fundiert erklärt. Handbuch der Trainingslehre. 5. überarbeitete Auflage. Herzogenbuchsee: Ingold Verlag. HOCHHOLZER, Thomas (1998): Trekking und Höhenbergsteigen. Ein medizinischer Ratgeber. 2. überarbeitete Auflage. München: Lochner Verlag SPRING, Hans et. al. (1997): Theorie und Praxis der Trainingstherapie. Beweglichkeit-Kraft- Ausdauer-Koordination. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. WEINECK, Jürgen (2010): Optimales Training. Leistungsphysiologische Trainingslehre unter besonderer Berücksichtigung des Kinder- und Jugendtrainings. 16. durchgesehene Auflage. Balingen: Spitta Verlag 8.2 Internetquellen BUCHER, Claudia: Definitionen Konzentration: psychomotorik/1889-konzentration-definition.html [Stand: ] BURKHARDT, Tom: Der Einfluss des Sauerstoffmangels auf die Koordination bzw. die Technik beim Bergsport: rl=http%3a%2f%2fwww.uni- mainz.de%2ffb%2fsport%2fphysio%2fpdffiles%2fburkhardt_diplkurzf_xi- 07.pdf&ei=GbPVcThHsivUcW2svgP&usg=AFQjCNGPmBTwGSxM_TzR88FtvOz8ZBaljw &bvm=bv ,d.d24 [Stand: ] Maturaarbeit 2015, Jennifer Diethelm 32