10 Fakultät Wirtschafts- und Sozialwissenschaften
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Item Open Access Einfluss von visuellem Feedback und interne Bewegungsrepräsentation auf die Bewegungsprogrammierung bei Kontraktionen im Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus(2001) Rapp, Walter; Gollhofer, Albert (Prof. Dr.)Das Kontraktionsverhalten im Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus (DVZ) ist der grundlegende Aspekt reaktiver Bewegungsformen. Durch eine muskuläre Voraktivierung kann einer anschließenden Dehnungsphase ein größerer Widerstand entgegengesetzt werden was durch energetische Speicherprozesse zu erklären ist. Voraussetzung dafür aber ist, dass ein zentral generiertes Bewegungsprogramm die motorischen Befehle über das ZNS an die Muskulatur leitet. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss von sensorischen Informationen auf die Bewegungsprogrammierung bei fehlendem visuellem Feedback und variierenden Dehnungsbelastungen zu untersuchen. Hierzu führten Probanden reaktive Tief-Hochsprünge aus 24 cm, 34 cm, 44 cm und 54 cm ohne visuelle Kontrolle aus. Durch Variation in den Absprunghöhen und der, den Probanden zur Verfügung gestellten, verbalen Höheninformation wurden unterschiedliche Aspekte der Bewegungssteuerung und Bewegungskontrolle beleuchtet. Für eine quantitative und qualitative Darstellung der Bewegungsausführung wurden Bodenreaktionskräfte und die muskuläre Aktivierung mittels Oberflächenableitungen registriert. Die Ergebnisse zeigen, dass fehlende visuelle Informationen kompensiert werden können wenn aus vorhergehenden Sprüngen kinästhetische Informationen zur Verfügung stehen. Ein Transfer von gespeicherten Bewegungserfahrungen über die Bewegungsparameter erscheint nur eingeschränkt möglich. Stehen diese nicht zur Verfügung erfolgt ein Wechsel in der Bewegungsstrategie dahingehend, dass primär eine Stabilisation des Körperschwerpunktes angestrebt wird um damit das individuelle, gespeicherte Körperschema zu sichern.Item Open Access Item Open Access Die neuromuskuläre Kontrolle des Kniegelenks vor und nach einem spezifischen sensomotorischen Training beim unverletzten Sportler(2001) Gruber, Markus; Alt, Wilfried (PD Dr.)Die neuromuskuläre Kontrolle hat einen großen Einfluß auf die Qualität der sportlichen Bewegung. Um eine zielgerichtete Verbesserung der neuromuskulären Kontrolle zu erreichen, wird häufig ein sensomotorisches Training durchgeführt. Für die neuromuskuläre Kontrolle des Kniegelenks liegen zu dieser Thematik bisher keine Untersuchungen vor. Um am Kniegelenk stärkere Anpassungen zu erreichen, bietet sich eine Fixierung des Sprunggelenks während der Trainingsintervention an. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb die neuromuskuläre Kontrolle des Kniegelenks vor und nach einem speziellen sensomotorischen Training untersucht. An der Untersuchung nehmen 63 Sportstudenten (32 männlich / 31 weiblich) der Universität Stuttgart teil. Es werden Parameter zur Bestimmung der Standstabilität, der funktionellen Gelenkstabilität und der isometrischen Maximalkraftfähigkeit erhoben. Eine adäquate Beurteilung der neuromuskulären Kontrolle kann dabei nur in Verbindung von mechanischen (Innensicht) und neurophysiologischen (Außensicht) Parametern erfolgen. Alle Trainingsgruppen zeigen deutliche Anpassungseffekte bezüglich der Standstabilität. Für die funktionelle Gelenkstabilität des Knies kommt es zu einer Vergrößerung der Gelenkstiffness. Es lassen sich reizadäquate Anpassungen der neuromuskulären Kontrolle feststellen, die hochfunktionell im Sinne der Reduktion einer ventralen Verschiebung des Unterschenkels sind. Für die Kraftfähigkeit ergeben sich, durch das sensomotorische Training mit fixiertem Sprunggelenk, Verbesserungen in einem sehr frühen bis frühen Bereich der Kraftentwicklung. In diesem Bereich kommt es zu einer Verbesserung der Explosivkraft, die von einer verstärkten neuromuskulären Aktivität des Quadrizeps begleitet ist. Diese Verbesserungen sind nur durch eine Fixierung des Sprunggelenks während des sensomotorischen Trainings zu erreichen.Item Open Access The influence of sex, stroke and distance on the lactate characteristics in high performance swimming(2013) Holfelder, Benjamin; Brown, Niklas; Bubeck, DieterBackground: In order to achieve world-class performances, regular performance diagnostics is required as an essential prerequisite for guiding high performance sport. In high performance swimming, the lactate performance diagnostic is an important instrument in testing the sport specific endurance capacity. Although the role of lactate as a signaling molecule, fuel and a gluconeogenic substrate is accepted, lactate parameters are discussed concerning stability, explanatory power and interpretability. Methods: We calculated the individual anaerobic threshold (IAT) of Bunc using the swimming-specific lactate threshold test by Pansold. Results: The cross-sectional analysis (ANOVA) of n = 398 high performance swimmers showed significant effects for sex, stroke and distance on the IAT, the percentage of personal best time on the IAT (% of PB on IAT) and maximal lactate values (max. bLA). For the freestyle events the IAT decreased, % of PB on IAT and max. bLA increased from 100 to 400 m significantly in men and women. Women showed significantly higher % of PB on IAT with descriptive lower IAT in 7 of 8 analyzed events. Men showed significantly higher max. bLA in 5 of 8 events. In the second step, the analysis of 1902 data sets of these 398 athletes with a multi-level analysis (MLA) showed also significant effects for sex, swimming distance and stroke. For initial status and development over time, the effect sizes for the variables distance and sex were medium to large, whereas for stroke there were no or small effect sizes. Discussion: These significant results suggest that lactate tests in swimming specifically have to consider the lactate affecting factors sex and distance under consideration of the time period between measurements. Anthropometrical factors and the physiology of women are possible explanations for the relative better performance for lower lactate concentrations compared to men.Item Open Access Digital assessments of motor-cognitive performance in young and older adults : behavioral and neural correlates(2024) Park, Soo-Yong; Schott, Nadja (Prof. Dr.)Today's technological advances enable us to have a healthy life. Maintaining mental and physical health is one of the most critical aspects of our healthy life with increasing age. Moreover, one of the many ways to stay healthy is to detect problems of motor or cognitive impairment early and accurately in terms of assessment. Digital assessment can help uncover subtle differences in specific motor and cognitive declines. This early detection can lead to an adequate intervention on time, allowing for preliminary prevention before symptoms occur. From a different perspective, exercise effect on our bodies and minds is indescribable. Physical exercise induces cellular and molecular changes in our body, which positively change the structure and function of the brain. These positive changes in our brains can result in improved cognitive function. These effects are attributed to physical activity over a long-term period. However, understanding the acute effects of exercise-induced changes is also essential to potentially explain chronic effects. Also, identifying exercise-induced cortical activation patterns should be considered for cognitive function enhancements. For this reason, it is necessary to investigate the effect of exercise protocol composition, such as exercise intensity and duration, on cognitive function based on neural correlates. Based on these aspects, the present thesis is divided into two parts. In the first part (Part I: Assessment), the paper-pencil version of Trail-Making-Test (ppTMT), a neuropsychological assessment commonly used to investigate cognitive functions, was compared with the digital Trail-Making-Test (dTMT) developed on a tablet version. We verified its reliability and validity by comparing these two versions of TMT. Also, the dTMT was applied in patients with Parkinson's disease to detect subtle differences in fine motor and cognitive performance deterioration. As a strength of the dTMT, the measurement of additional variables for examining the applicability to the clinical field allowed the decomposition of cognitive abilities and observation of changes in performance during the task. The second part (Part II: exercise intervention) investigated the acute effects of exercise-induced cortical activation on cognitive performance using the dTMT. We used functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) to measure hemodynamic response in the brain's frontal lobe and motor cortex for immediate and sustained effects of acute exercise with different exercise intensities. Finally, the interaction of these two parts (assessment and exercise intervention) and the neural mechanisms led to the following discussions. First, we confirmed the value of digital assessment as an early detection tool for motor and cognitive impairment. Second, we identified which exercise intervention positively induces cortical changes in our brain by accompanying the improvement of cognitive performance. The present thesis discussed the role of digital measurement and exercise intervention in maintaining our health and in which direction we should go for our future.Item Open Access Older people’s perceptions of friendliness and traffic safety : an experiment using computer-simulated walking environments(2015) Kahlert, Daniela; Schlicht, WolfgangItem Open Access Der Einfluss eines bewegten Kognitionstrainings als Einzel- und multiple Intervention auf verschiedene Sturzrisikofaktoren und die Sturzrate bei älteren Erwachsenen(2014) Kurz, Ann-Katrin; Schott, Nadja (Prof. Dr.)Physische, mentale und kognitive alters- und krankheitsbedingte Veränderungen können die Leistungsfähigkeit des älteren Menschen beeinträchtigen und sich derart manifestieren, dass das Sturzrisiko erheblich ansteigt. Stürze zählen zu den häufigsten Unfallereignissen im höheren Lebensalter und tragen zu einer erheblichen Erhöhung der Multimorbidität bei. Für den Einzelnen implizieren Stürze insbesondere funktionelle Einbußen und die Angst erneut zu stürzen. Dies führt wiederum häufig zu Einschränkungen in der selbstständigen Lebensführung der älteren Menschen und folglich zu einer enormen Belastung für das Gesundheitswesen. Stürze resultieren in der Regel aus der Interaktion verschiedener Sturzrisikofaktoren und Umweltbedingungen. Verschiedene einzelne und multifaktorielle Interventionsmaßnahmen können eine Vielzahl der Sturzrisikofaktoren positiv beeinflussen und die Sturzrate senken. Für die selbstständig lebenden Senioren haben sich diesbezüglich vor allem Bewegungs-programme, die auf die Stärkung physischer und funktioneller Ressourcen abzielen als wirksam erwiesen. Dennoch fehlen weiterhin eindeutige Nachweise für die effektivsten Interventionsinhalte und die optimalen Belastungsparameter. In den letzten Jahren rückte verstärkt die Identifikation der nachlassenden kognitiven Fähigkeiten als Sturzrisikofaktor in den Fokus der Forschungsbemühungen. Die Stärkung der kognitiven Ressourcen fand jedoch bislang kaum Beachtung bei der Planung von Interventionsmaßnahmen zur Sturzprävention. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist die Überprüfung der Effizienz von drei verschiedenen Bewegungsinterventionen, die unterschiedliche bedeutungsvolle Sturzrisikofaktoren fokussieren hinsichtlich physischer, funktioneller, mentaler und kognitiver Sturzrisikofaktoren und der Sturzrate. 87 selbstständig lebende Senioren im Alter von durchschnittlich 72,7 Jahren (± 8,3 Jahre) nahmen an der Studie teil. Die Interventionsmaßnahmen gliederten sich in zwei Einzelinterventionen - (1) ein motorisches Bewegungsprogramm mit Kraft- und Gleichgewichtstraining (n = 25) sowie (2) ein bewegtes Kognitionstraining, in dem kognitive Aufgaben mit motorischen Übungen – z. B. in Form von Doppelaufgaben – kombiniert wurden (n = 22), (3) eine multifaktorielle Intervention, die die Inhalte der beiden Einzelinterventionen miteinander kombinierte (n = 19) sowie (4) eine Kontrollgruppe (n = 21), die kein spezifisches Training erhielt. Die Trainingsinterventionen wurden in Kleingruppen zweimal wöchentlich über einen Zeitraum von 12 Monaten durchgeführt. Vor Beginn der Intervention, nach 4, 8 und 12 Monaten wurden verschiedene physische, funktionelle, mentale und kognitive Parameter sowie die Stürze erhoben. Das kombinierte Bewegungsprogramm erweist sich am wirksamsten. Insbesondere in Bezug auf die Reduzierung physischer und kognitiver Sturzrisikofaktoren ergeben sich hier teilweise signifikante Effekte. Die Sturzrate reduziert sich von 53 % auf 16 % (IRR = 0.16, 95 % KI 0.08 0.40). Bei den Einzelinterventionen zeigen sich ebenfalls positive Entwicklungen hinsichtlich der verschiedenen Sturzrisikofaktoren. Diese fallen jedoch unterschiedlich stark aus. Das Kraft- und Gleichgewichtstraining stärkt in erster Linie – teilweise signifikant – die physischen Ressourcen und reduziert die Sturzrate von 44 % auf 24 % (IRR = 0.24, 95 % KI 0.02 0.46). Durch das bewegte Kognitionstraining werden vorrangig die kognitiven Fähigkeiten gesteigert, aber auch die physischen und mentalen Ressourcen weitestgehend positiv beeinflusst. Signifikante Effekte ergeben sich jedoch kaum und die Sturzrate bleibt für diese Trainingsintervention konstant (IRR = 0.41, 95 % KI 0.11 0.70). Bewegtes Kognitionstraining allein kann Stürze im höheren Alter nicht vorbeugen, wenngleich diese Intervention verschiedene Sturzrisikofaktoren positiv beeinflusst. Als multiple Intervention in Kombination mit einem Kraft- und Gleichgewichtstraining ist das bewegte Kognitionstraining effektiver. Um eine konkrete Aussage über die sturzpräventive Effektivität eines bewegten Kognitionstrainings zu ermöglichen, sind weiterführende Untersuchungen mit einem langfristig angelegten Follow-Up anzustreben. Die Interventionsinhalte sollten dabei hinsichtlich ihrer Intensität und Zusammen-setzung überdacht und weiterentwickelt werden.Item Open Access Das untere Sprunggelenk als biomechanischer Einflussfaktor : Entwicklung und Anwendung eines IMU-Systems zur Beschreibung der Orientierung der Achsen des Sprunggelenks(2020) Schlechtweg, Sascha; Alt, Wilfried (Prof. Dr.)Item Open Access Effects of acute exercise at different intensities on fine motor‐cognitive dual‐task performance while walking : a functional near‐infrared spectroscopy study(2021) Park, Soo‐Yong; Reinl, Maren; Schott, NadjaStudies on the effects of acute exercises on cognitive functions vary greatly and depend on the duration and intensity of exercise and the type of cognitive tasks. This study aimed to investigate the neural correlates that underpin the acute effects of high‐intensity interval (HIIE) versus moderate‐intensity continuous exercise (MCE) on fine motor‐cognitive performance while walking (dual‐task, DT) in healthy young adults. Twenty‐nine healthy right‐handers (mean age: 25.1 years ± 4.04; 7 female) performed the digital trail‐making‐test (dTMT) while walking (5 km/h) before and after acute exercise. During task performance, the hemodynamic activation of the frontopolar area (FPA), dorsolateral prefrontal (DLPFC), and motor cortex (M1) was recorded using functional near‐infrared spectroscopy (fNIRS). Both HIIE and MCE resulted in improved dTMT performance, as reflected by an increase in the number of completed circles and a reduction in the time within and between circuits (reflecting improvements in working memory, inhibition, and decision making). Notably, HIIE evoked higher cortical activity on all brain areas measured in the present study than the MCE group. To our knowledge, these results provide the first empirical evidence using a mobile neuroimaging approach that both HIIE and MCE improve executive function during walking, likely mediated by increased activation of the task‐related area of the prefrontal cortex and the ability to effectively use, among other things, high fitness levels as neural enrichment resources.Item Open Access Associations of motor performance and executive functions: comparing children with Down syndrome to chronological and mental age-matched controls(2022) Klotzbier, Thomas J.; Holfelder, Benjamin; Schott, NadjaBackground. Children with Down syndrome (DS) exhibit lower motor and cognitive performance than typically developing children (TD). Although there is a relationship between these two developmental domains, only a few studies have addressed this association in children with DS compared to groups of the same chronological age (CA) or mental age (MA) within one study. This study aimed to fill this research gap. Method and Procedures. The Movement Assessment Battery for Children-2 and the Trail-Making Test was used to assess motor and cognitive performances in 12 children (M = 10.5 ± 10.08) with DS, 12 CA-matched, and 12 MA-matched controls. Results. There are significant group differences in the motor dimension (total test score; p < 0.001, η2p = 0.734), for processing speed (p < 0.001, η2p = 0.396), and cognitive flexibility (p < 0.001, η2p = 0.498). Between TD-CA and both other groups, the differences in the magnitude of correlations for the motor dimension balance are also significant (compared to DS: z = −2.489; p = 0.006, and to TD-MA: z = −3.12; p < 0.001). Conclusions. Our results suggest that the relationships depend on the studied cognitive and motor skills. It seems crucial to select a wide range of tasks for both domains that are as isolated as possible for future studies, to better understand the relationships between cognitive and motor skills in children with DS.