Flimmerverschmelzungsfrequenz (FVF) und allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau (AZAN)

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1 Trainingswissenschaftliche Experimente Flimmerverschmelzungsfrequenz (FVF) und allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau (AZAN) Gitta Rohde

2 Übersicht allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau (AZAN) Flimmerverschmelzungsfrequenz (FVF) Zusammenhang zwischen AZAN und FVF Forschungsergebnisse aktuelle Studie von Jan Lennartz Gitta Rohde 2

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 3

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 4

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 5

6 allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition Aktivierung: dynamischer Aspekt (Aktivierung als Prozess) Aktivierungsniveau: statischer Aspekt (Aktivierung als Zustand) Desaktivierung: dynamischer Aspekt Gitta Rohde 6

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 7

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 8

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 9

10 allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition Dimensionen zentralnervöser Aktivierung: Intensität Umfang Verlauf Konfiguration habituelle Eigenarten Gitta Rohde 10

11 allgemeines zentralnervöses Aktivierungsniveau: Definition Intensität zentralnervöses Aktivierungsniveau niedrig mittel hoch Tief- Schläfrig- entspannte wache starke schlaf keit Wachheit Aufmerksamkeit Erregung Gitta Rohde 11

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 12

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 13

14 AZAN Begleiterscheinungen 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 14

15 AZAN Einflussgrößen 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 15

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 16

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 17

18 Flimmerverschmelzungsfrequenz FVF abhängig von: Leuchtintensität (muss konstant bleiben) Wellenlänge und -form Pupillenweite Adaptions- und Akkomodationszustand des Auges monokulares vs. binokulares Sehen Gitta Rohde 18

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 19

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 min: probandenabhängige Des- bzw. Aktivierung Gitta Rohde 20

21 Forschungsergebnisse 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 Gitta Rohde 21

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23 Forschungsergebnisse Wiemeyer (1990): anaerober-alaktazider anaerober-laktazider aerober Belastung welche Auswirkung hat die jeweilige Belastung auf die FVF und damit die zentralnervöse Aktivierung? 1. Messung 2. Messung 3. Messung 4. Messung 5. Messung Aufwärmen 20m Sprint 300m Sprint anaerobalaktazid anaeroblaktazid 15 min Lauf aerob Gitta Rohde 23

24 Forschungsergebnisse Ergebnisse: Aufwärmen führt zu Aktivierung anaerob-alaktazid: keine Auswirkung auf AZAN anaerob-laktazid: Desaktivierung aerob: Aktivierung 1. Messung 2. Messung 3. Messung 4. Messung 5. Messung Aufwärmen 20m Sprint 300m Sprint 15 min Lauf AZAN: Gitta Rohde 24

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26 Vorbereitung auf Leistung 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 Gitta Rohde 26

27 Vorbereitung auf Leistung Stretching 10 min 15 min 20 min Isometrisches Anspannen leichtes dynamisches Programm intensives dynamisches Programm gemischtes Programm 10 min 15 min 20 min 10 min 15 min 20 min 10 min 15 min 20 min 10 min 15 min 20 min Gitta Rohde 27

28 Vorbereitung auf Leistung 10 min Stretching 15 min Stretching vorher nachher +10min vorher nachher +10min 20 min Stretching Gitta Rohde 28 vorher nachher +10min

29 Vorbereitung auf Leistung 10 min isometr. Anspannen 15 min isometr. Anspannen vorher nachher +10min vorher nachher +10min 20 min isometr. Anspannen Gitta Rohde 29 vorher nachher +10min

30 Vorbereitung auf Leistung 10 min dyn.-leicht 15 min dyn.-leicht vorher nachher +10min vorher nachher +10min 20 min dyn.-leicht Gitta Rohde 30 vorher nachher +10min

31 Vorbereitung auf Leistung 10 min dyn.-intensiv 15 min dyn.-intensiv vorher nachher +10min vorher nachher +10min 20 min dyn.-intensiv Gitta Rohde 31 vorher nachher +10min

32 Vorbereitung auf Leistung 10 min Mix 15 min Mix vorher nachher +10min vorher nachher +10min 20 min Mix Gitta Rohde 32 vorher nachher +10min

33 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 33

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 34

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. Gitta Rohde 35