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Dissertation: Wolfgang Engel


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Dissertation: Wolfgang Engel

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Psychologisches Institut
Symbol

Engel, Wolfgang (2009): Kortikale Aktivierung und mentale Repräsentationen von komplexen Bewegungen.~\\ Ein integrativer Ansatz zur Erfassung neuro-kognitiver Zusammenhänge der Bewegungsorganisation.

Zusammenfassung:
Kortikale Aktivierung und mentale Repräsentation von komplexen Bewegungen
Ein integrativer Ansatz zur Erfassung neuro-kognitver Zusammenhänge der Bewegungsorganisation
Komplexe Bewegungshandlungen im Sport entstehen aus der funktionalen Interaktion mit der Umwelt unter Rückgriff auf sensorische Informationen, welche über kortikale Prozesse vermittelt werden.
Wird davon ausgegangen, dass Wahrnehmungseindrücke und Handlungsaktionen in einem gemeinsamen Code repräsentiert sind, dann liegt die Vermutung nahe, dass sich auch strukturelle und funktionale Merkmale von Handlungen auf mentaler und kortikaler Ebene abbilden.
Vor dem Hintergrund dieser Annahme war es zentrales Ziel der vorliegenden Arbeit, mentale Handlungsrepräsentationen und zugrunde liegende kortikale Prozesse bei komplexen sportlichen Bewegungen im Hinblick auf ihre funktionelle Verschaltung experimentell zu analysieren.
In vier aufeinander aufbauenden Experimenten wurden dabei die Struktur und lernbedingte Veränderung mentaler Handlungsrepräsentationen sowie ihre zugrunde liegenden kortikalen Verarbeitungsprozesse experimentell analysiert. In der ersten Untersuchung konnte in einer Stichprobe von n = 30 Experten und Fortgeschrittenen strukturelle Unterschiede hinsichtlich der mentalen Organisation von Bewegungsknotenpunkten (Basic-Action-Concepts) nachgewiesen werden. Bei Experten findet sich eine funktionale, an den Erfordernissen der Bewegungsaufgabe ausgerichtete Struktur mentaler Repräsentationen während Fortgeschrittene eine eher unfunktionale Strukturierung aufweisen, welche sich auf Ebene der Bewegungsausführung in signifikanten Bewegungsfehlern manifestiert. Die Ergebnisse bestätigen vorherige Studien, nach denen die Struktur mentaler Repräsentationen unmittelbar mit der beobachteten Bewegungsausführung zusammenhängt.
In der zweiten Untersuchung wurde an einer Stichprobe von 20 Studierenden und 15 Schwimmern konnte eine lernbedingte Veränderung mentaler Repräsentationen experimentell induziert. Nach lernbasierter Intervention über ein Studiensemester näherte sich die von Schwimmanfängern signifikant der Struktur der mentalen Repräsentation einer Referenzstruktur an.
So kann an dieser Stelle festgehalten werden, dass beobachtbare Bewegungsausführungen im Zusammenhang mit entsprechenden mentalen Repräsentationen stehen.
In der dritten Untersuchung der vorliegenden Untersuchung wurden kortikale Verarbeitungsprozesse bei der Wahrnehmung von Schwimmexperten in Abhängigkeit der Art des Stimulusmaterials (sportartspezifisch vs. allgemein). Neben einem Symbol-Distanz Effekt konnten beispielsweise signifikante Unterschiede an der P4 Elektrode gefunden werden, welche mit einer Aktivität des hinteren Scheitellappens in Verbindung steht, der bei komplexer Raum- und Bewegungsorientierung aktiv ist, assoziiert werden. Sportler nehmen auf kortikaler Ebene offenbar sportartspezifisches Stimulusmaterial anders wahr, als allgemeines Stimulusmaterial, da bei der Wahrnehmung auch Areale aktiviert werden, welche funktional an der Bewegungssteuerung der wahrgenommenen Bewegung beteiligt sind.
Das Ziel der vierten Untersuchung war die Überprüfung des funktionalen Zusammenhangs zwischen der Verarbeitung unterschiedlicher Stimulusmaterialien und der Struktur zugrunde
liegender mentaler Repräsentationen. Dabei konnte festgestellt werden, dass unabhängig vom Stimulusmaterial die gleichen Clusterlösungen quantifiziert wurden. die Verarbeitung hingegen sich signifikant unterschied.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hier gefundenen Ergebnisse einen amodalen
Ansatz der Repräsentation bewegungsbasierter Wissensbestände unterstützen. Dabei
scheinen die Basic Action Concepts auch auf kortikaler Ebene eine integrierende Funktion für komplexe sportliche Bewegungen zu übernehmen. An dieser Stelle werden beispielsweise Anknüpfungspunkte zum Ansatz des common codings oder der Theory of event coding offensichtlich.

Cortical activation and mental representation of complex motion
An integrated approach to record neuro-cognitive connectivity of motion

In sport, complex movements develop through functional interaction with the environment and through the help of sensory information. This information is being transmitted through a cortical process.
The underlying assumption is that impression of perception and action are represented within one code. Furthermore, structural and functional characteristics of actions are displayed on a mental and cortical platform.
Based on these assumptions, the central goal of this work analyzes mental representation of actions and their cortical process of motion in terms of functional neuronal networks.
Through a series of four interconnected experiments, structures and changes of memorized mental actions and their cortical processes were analyzed.
The first experiment proved that in a sample of n=30 experts and advanced athletes, structural differences in their mental organization of junctional motion nodes (basic-action-concepts). Expert athletes showed a functional mental representation of the demanded motion, while advanced athletes showed a less functional structure which manifested itself in considerable flaws for the demanded motions. These findings confirm earlier studies, which demonstrated that the structure of mental representations and the observed motion are related to one another.
The second examination of 20 students and 15 swimmers showed an induced change of their mental representation through correct instructions. With the help of this intervention, beginning swimmers significantly changed their mental representation of motion within a semester. This reveals that observed motion is directly interconnected with their mental representation.
In the third experiment of this examination, swimming experts were evaluated with respect to their cortical evaluation and analysis of perception in connection with the kind of stimulus (sport specific or general) they received. Next to the symbol-distance-effect, significant differences could be found on the P4 electrode. This stands in direct relation with the activity of the posterior parietal lobe, which plays an important role in complex ambient perception and motion. On a cortical platform, it appears that athletes experience sport specific stimuli differently then general stimuli. Specifically, areals are being activated which have a functional impact on motion control.
The goal of the fourth examination was to verify the functional interrelationship between the processing of different stimuli and the structure of their mental representations. It was ascertained that independently from the stimuli received, the same Results of Cluster solution were quantified. The evaluation and analysis of different stimuli on the other hand vary.
To recapitulate, the results of these studies support an amodal approach of the presented motion-based knowledge model. The basic-action-concepts hereby assume an integrated role of complex motion in sport on a cortical platform. Based on these results, the interconnected factors to the approach of the common coding and the theory of event coding become evident.


30.04.2017 - 03:18