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Dissertation: Gerd Schmitz


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Dissertation: Gerd Schmitz

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Institut für Physiologie und Anatomie
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Schmitz, Gerd (2010): Mechanismen von visuomotorischer und audiomotorischer Adaptation. Transfer zwischen Sinnesmodalitäten und Effektoren

Zusammenfassung:
Eine genaue Kenntnis der Adaptationsmechanismen im sensomotorischen System bildet die Voraussetzung für gezielte Interventionen in der Sportmotorik oder Rehabilitation. In der vorliegenden Arbeit wurden visuomotorische und audiomotorische Adaptation, sowie deren Transfer auf nicht-adaptierte Sinnesmodalitäten und Effektoren untersucht. In mehreren Experimenten konnte jeweils beidseitiger, aber unvollständiger Transfer zwischen dem visuomotorischen und audiomotorischen System, zwischen linker und rechter Hand, sowie zwischen Hand und Augen belegt werden. Die Transferraten stehen im Widerspruch zu einem seriellen Aufbau des adaptiven Systems und im Einklang mit einer zentralen Lokalisation adaptiver Mechanismen, zu denen Modalitäten und Effektoren Zugriff erhalten können.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde geprüft, inwieweit sensomotorische Adaptation kognitiven Einflüssen unterliegt. Dazu wurde Adaptation bei Alzheimer-Patienten, unter normobarer Hypoxie (12,6 Vol.% O2) und in mehreren Aufgabenvariationen (Faktoren: Diskordanzgröße, Arbeitsfläche, Zielpunktanzahl) untersucht. Es konnte kein direkter Einfluss der Alzheimer-Erkrankung, aber der Hypoxie und allen drei Faktoren der Aufgabenvariation auf unterschiedliche Adaptationskomponenten nachgewiesen werden. Es konnten zudem gleichzeitig Korrelationen zwischen einigen kognitiven Leistungen und dem Adaptationsvorgang, nicht aber den Nacheffekten, belegt werden. Dies kann mit einem Einfluss kognitiver Fähigkeiten auf strategische Adaptationskomponenten interpretiert werden. Andere kognitive Leistungen korrelierten mit unterschiedlichen Nacheffekten, was auf einen Zusammenhang zwischen spezifischen kognitiven Fähigkeiten und dem Zugang zu adaptiven Mechanismen hindeutet.

Detailed knowledge about adaptive mechanisms in the sensorimotor system is one of the conditions for specific interventions in sport and rehabilitation. The present work investigated visuomotor and audiomotor adaptation, as well as their transfer to not-adapted sensory modalities and effectors. In several experiments bilateral but incomplete transfer between the visuomotor and audiomotor system, left and right hand as well as between hand and eyes was found. The transfer rates are inconsistent with a serial structure of the adaptive system and compatible with a central localization of adaptive mechanisms that can be accessed by sensory modalities and effectors.
The second part of this work investigated how sensorimotor adaptation is influenced by cognitive factors. Therefore adaptation was studied in patients with Alzheimer’s disease, during exposure to normobaric hypoxia (12.6 Vol.% O2), and at different task-arrangements (factors were size of discordance, workspace, number of targets). Alzheimer’s disease had no direct effect, whereas hypoxia and all task-factors had differential effects on adaptive components. Furthermore, cognitive performance indices correlated with adaptive improvement, but not with aftereffects. This can be interpreted as an influence of cognitive factors on strategy. Other cognitive performance indices correlated with several aftereffects. This finding suggests a relation between specific cognitive functions and access to adaptive mechanisms.


23.10.2017 - 03:17