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Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Paderborn

Sportliche Belastungsauswirkungen im Abbild hirnelek-

trischer Veränderungen und Perspektiven für die

sportmedizinische Forschung

Analyse bewegungsevozierter Potentiale (MRCPs) und

spontaner Elektroenzephalographie (EEG)

Dissertation

zur Erlangung des akademischen Grades eines

Doktor rerum medicinalium

(Dr. rer. medic)

vorgelegt von

Thorsten Barthel

Paderborn

Paderborn, den 24. Mai 2005

Widmung

Diese Arbeit widme ich meiner lieben Oma, Annemarie Mix,

die sich in aufopfernder Weise immer einsetzt, wenn Hilfe benötigt wird. Ohne ihren

Beistand bei familiären Ereignissen hätte diese Arbeit nie entstehen können. Außer-

dem lebt sie mir immer die wahren Werte vor.

Danksagung

Mein ganz besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. med. Michael Weiß (Universität Pader-

born, Department Sport und Gesundheit), der nicht nur durch sein fachliches Engage-

ment bei unzähligen Diskussionen seine wissenschaftliche Erfahrung wohlwollend zur

Verfügung stellte, sondern mich auch das ein oder andere Mal aus Sinnkrisen befreite.

Er war es, der mich in unaufdringlicher Art zur Fertigstellung dieser Arbeit führte.

Ebenfalls möchte ich mich herzlich bei Herrn Prof. Dr. med. Heinz Liesen (Leiter des

Sportmedizinischen Instituts der Universität Paderborn) für sein Vertrauen bedanken,

mich als wissenschaftlichen Mitarbeiter in seinem psychophysiologischen Arbeitsbe-

reich einzusetzen. Trotz der sehr grundlagenorientierten Forschung unterstützte er den

Arbeitsbereich immer, auch mit seinen visionären Ideen, und gab uns freie Entfal-

tungsmöglichkeiten.

Herzlich bedanken möchte ich mich bei meinen Freunden und Kollegen Reinhard

Schnittker, Tobias Wehr und Dr. Claus Reinsberger, die mit ihrem überdurchschnittli-

chen Engagement die Studien erst ermöglichten und darüberhinaus für den einen oder

anderen Spaß sorgten.

Dank an die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen der Sportmedizin, insbesondere Michaela

Langrock und Barbara Götte, die alle Laboruntersuchungen durchführten. Ebenso dan-

ke ich Bernd Bartsch (Dipl. Ing. in der Elektrotechnik) für die Hilfe bei technischen Ent-

wicklungen. Mein demütiger Dank gilt Dirk Harnischmacher, der mir vermutlich inner-

lich die Freundschaft kündigt, wenn er mir hilft, diese auf Winword basierende Arbeit zu

formatieren. Die lupenreine Orthographie verdankt der Leser Katja Cramer.

Aufrichtig möchte ich mich bei all unseren treuen und verantwortungsvollen Studien-

teilnehmern bedanken, ohne die unsere Forschungsarbeit nicht durchführbar gewesen

wäre.

Auch Dieter und Jutta Böddeker möchte ich danken, die uns in der Umbauphase so

entlastet haben, dass diese Arbeit entstehen konnte.

Unendlicher Dank gilt meiner Partnerin Tanja, die mich durch die arbeitsintensive Pro-

motionsphase mit viel Geduld, Nachsicht und Verständnis begleitet hat und die, wie

ich, es kaum erwarten kann, dass dieses “Kapitel“ endlich schließt.

Index und Verzeichnisse - I -

1 Inhaltsverzeichnis

1 Inhaltsverzeichnis.................................................................................................. I

1.1 Abbildungsverzeichnis........................................................................................IV

1.2 Tabellenverzeichnis............................................................................................IX

1.3 Abkürzungsverzeichnis.......................................................................................XI

2 Einleitung............................................................................................................... 1

3 Theoretische Betrachtung zu körperlichen Belastungsauswirkungen und

zentralnervösen Mechanimen.............................................................................. 4

3.1 Exkurs zur Betrachtung sportlicher Belastungsauswirkungen............................. 4

3.2 Psychophysiologie: Methodische Möglichkeiten.................................................. 8

3.2.1 Brainscan-Untersuchungen: Erkenntnisse zum Einfluss höherer Zentren bei

der Bewegungsplanung nach erschöpfenden Beanspruchungen ............... 10

3.2.2 EEG-Untersuchungen bei sportlicher Beanspruchung ................................ 12

4 Übergang vom Theoretischen zum Praktischen, eigene Forschungsansätze

und -hypothesen ................................................................................................. 19

4.1 Hypothesen zum Belastungskomplex 1:............................................................ 20

4.2 Hypothesen zum Belastungskomplex 2:............................................................ 20

5 Methodik .............................................................................................................. 22

5.1 Methodik A: Untersuchungsansätze für Belastungskomplex 1 und 2................ 22

5.1.1 Belastungskomplex 1................................................................................... 23

5.1.2 Belastungskomplex 2................................................................................... 34

5.2 Methodik B: Allgemeine Studienbedingungen................................................... 37

5.2.1 Probanden ................................................................................................... 37

5.2.2 Belastungsbedingungen und Studiendesigne.............................................. 38

5.3 Methodik C: Messmethoden und Statistik ......................................................... 39

5.3.1 Periphere Beanspruchungsparameter und Bestimmungsmethoden ........... 39

5.3.2 Periphere metabolische Beanspruchungsparameter aus dem Kapillarblut . 40

5.3.3 Beanspruchungsparameter aus dem Stress- und stressreaktivem System 40

5.3.4 Zentralnervale (ZNS), kortikale Beanspruchungsparameter und messtech-

nische Erfassung ......................................................................................... 42

5.3.5 Biomechanische Antritts-Parameter ............................................................ 46

5.3.6 Psychometrische Parameter........................................................................ 47

5.3.7 Statistik ........................................................................................................ 49

6 Ergebnisse........................................................................................................... 51

6.1 Belastungskomplex 1 ........................................................................................ 51

Index und Verzeichnisse - II -

6.1.1 Anthropometrie, Leistungen und Beanspruchung........................................ 51

6.1.2 Periphere Beanspruchung ........................................................................... 52

6.1.3 Metabolische Beanspruchung...................................................................... 54

6.1.4 Stress-System.............................................................................................. 55

6.1.5 Blutbilder...................................................................................................... 56

6.1.6 Psychometrie ............................................................................................... 57

6.1.7 Bewegungssystem....................................................................................... 59

6.1.8 Belastungsauswirkungen im zentralen Abbild ............................................. 60

6.1.9 Korrelationen................................................................................................ 68

6.1.10 Ergebniszusammenfassung zum Belastungskomplex 1 ............................ 70

6.2 Belastungskomplex 2 ........................................................................................ 72

6.2.1 Beanspruchungsparameter.......................................................................... 72

6.2.2 Stress-System und Blutparameter............................................................... 72

6.2.3 Spontan-EEG Frequenzspektrum im Regenerationsverlauf........................ 75

6.2.4 Symphatico-adrenerge Downregulation (korrelative Betrachtung) .............. 80

6.2.5 Ergebniszusammenfassung zum Belastungskomplex 2.............................. 80

7 Diskussion........................................................................................................... 82

7.1 Belastungskomplex 1 ........................................................................................ 83

7.1.1 Belastungsabstufung ................................................................................... 83

7.1.2 MRCPs......................................................................................................... 86

7.1.3 Einfluss der Beanspruchung durch unterschiedliche Belastungsregime auf

das MRCP.................................................................................................... 88

7.2 Belastungskomplex 2 ........................................................................................ 92

7.2.1 Wie stellt sich der elektrophysiologische Erholungsprozess im Gehirn nach

erschöpfender Beanspruchung dar?............................................................ 92

7.2.2 Welche Beziehung besteht zu sympathico-adrenerger Downregulation? ... 93

7.2.3 Welchen Einfluss hat die aerobe Leistungsfähigkeit auf die kortikale

Downregulation?.......................................................................................... 94

7.3 Schlussfolgerungen........................................................................................... 96

8 Zusammenfassung ............................................................................................. 97

9 Ausblick ............................................................................................................. 101

10 Literaturverzeichnis.......................................................................................... 103

11 Anhang.................................................................................................................... I

11.1 Probandeninfo und Einverständnis (Belkom. 1)................................................ I

11.2 Untersuchungsablauf (Belkom. 1).................................................................... II

11.3 Trainingsprotokollvorlage (Belkom. 1)............................................................. III

11.4 Probandeninfo, Einverständnis (Belkom. 2)....................................................IV

Index und Verzeichnisse - III -

11.5 Untersuchungsablauf, Checkliste (Belkom. 2) .................................................V

11.6 Übersetzte Fassung des Händigkeitstests......................................................VI

11.7 Schalteinheit für Trigger..................................................................................VI

11.8 Basler Befindlichkeitstest (Grundversion) ......................................................VII

11.9 Deskription (Belkom. 1).................................................................................VIII

11.10 Zusammenfassung: Prüfstatistik (Belkom. 1)................................................XIV

11.11 Korrelationen (Belkom. 1) ..............................................................................XV

11.12 Deskription (Belkom. 2)...............................................................................XVIII

11.13 Zusammenfassung: Prüfstatistik (Belkom. 2)...............................................XXII

12 Publikationen....................................................................................................XXIII

Index und Verzeichnisse - IV -

1.1 Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Untersuchungsschema zum Belastungskomplex 1: Erfassung der MRCPs bei

willkürlichen Pedalantritten mit dem rechten Bein nach vorausgehenden

Belastungsregimen: Nach individuell angepasster, erschöpfender

Fahrradergometer- (FB) bzw. Oberarmergometrie- (OB) sowie „Kognitiver

Belastung“ (KB). ............................................................................................. 23

Abb. 2: Foto vom Vortest zeigt Probanden mit Messaufnehmern; im Hintergrund den

Untersucher, der den Probanden über den späteren Untersuchungsablauf

instruiert.......................................................................................................... 26

Abb. 3: Schematische Darstellung der Leistungsvortests zu Studie FB und OB nach

Vorbereitung und Ruhephase......................................................................... 26

Abb. 4: Untersuchungsabläufe, Belastungsregime und Messinterventionen im Belas-

tungskomplex 1: FB Fahrradergometrie-, OB Armkurbelergometrie- und KB

„Kognitive Belastung“: T Testgetränk, Q Befindlichkeitsfragebogen, QB Bean-

spruchungsfrage, BS Blutabnahme, La Laktat, NH3 Ammoniak (angelehnt an

BARTHEL ET AL. 2002). .................................................................................... 33

Abb. 5: Untersuchungsschema zum Belastungskomplex 2. Messungen: Blutabnahmen

/ EEG-Ableitungen jeweils 3 min (Augen geschlossen) M1=Referenzmessung

3 min-, M2=45 min-, M3=60 min-, M4=75 min-, M5=135 min nach Belastung.

Nach M1 tranken die Probanden 330 ml eines Fruchtsaftgetränkes ohne

Wirkeinfluss (Placebo).................................................................................... 36

Abb. 6: Schematische Darstellung der EEG- und MRCP- Registrierung in Anlehnung

an MECHAU (1998, S. 45)................................................................................ 42

Abb. 7: Platzierung und Bezeichnung der Elektroden im 10-20 System und Kortex-

kartierung (Anlehnung an BIRBAUMER & SCHMIDT 1996, S. 490).................... 43

Abb. 8: Darstellung der Parameter zur MRCP-Charakterisierung................................ 45

Abb. 9: Relative Testleistungen [%] bei den verschiedenen Belastungsregimen (Fahr-

radergometrie- (FB), Armkurbelergometrie- (OB) und „Kognitive Belastung“

(KB). Belastungsrelation [%] der Stufenbelastungen bezogen auf die maxi-

male Leistungsfähigkeit. Konzentrationsleistung von der Normreferenz und

Fehleranteil [%] sowie Normfehleranteil und Fehlerquote.............................. 52

Index und Verzeichnisse - V -

Abb. 10: Mittlere Herzfrequenzen [1/min] nach Belastungshöhe (R=Ruhe, 1.-5.=Belas-

tungsstufe) bei Belastungsregime Fahrradergometrie- (FB), Armkurbelergo-

metrie- (OB) und „Kognitive Belastung“ (KB). ................................................ 53

Abb. 11: Mittlere Laktatkonzentration [mmol/l] nach Belastungshöhe (R=Ruhe, 1.-

5.=Belastungsstufe) bei Belastungsregime Fahrradergometrie- (FB),

Armkurbelergometrie- (OB) und „Kognitive Belastung“ (KB).......................... 54

Abb. 12: Mittleres Ammoniak (NH3) [µmol/l] nach R=Ruhe –submaximaler (4) und ma-

ximaler Belastung (5) bei Belastungsregime Fahrradergometrie- (FB),

Armkurbelergometrie- (OB) und „Kognitive Belastung“ (KB).......................... 54

Abb. 13: Noradrenalinsulfat (NAs) [nmol/l] bei R=Ruhe und 5=25‘ nach maximaler Be-

lastung in unterschiedlichen Belastungsregimen: Fahrradergometrie- (FB),

Armkurbelergometrie- (OB) und Kognitiver Belastung (KB)........................... 55

Abb. 14: Dopaminsulfat (DOPs) [nmol/l] bei R=Ruhe und 5=25‘ nach maximaler Be-

lastung in unterschiedlichen Belastungsregimen: Fahrradergometrie- (FB),

Armkurbelergometrie- (OB) und Kognitiver Belastung (KB)........................... 55

Abb. 15: Mittlere Vitalitätsempfindung (VT) [Punkte], ausgeruht (R) und nach maxima-

ler Testbelastung (5) im Belastungsregime FB, OB, KB. ............................... 58

Abb. 16: Mittlere „Wachheitsempfindung“, „Vigilanz“ (VG) [Punkte], ausgeruht (R) und

nach maximaler Testbelastung (5) im Belastungsregime FB, OB, KB........... 58

Abb. 17: Mittlere „Ausgeglichenheitsempfindung“, „Intrapsychisches Gleichgewicht“(IG)

[Punkte], ausgeruht (R) und nach maximaler Testbelastung (5) im

Belastungsregime FB, OB, KB. ...................................................................... 58

Abb. 18: Mittlere „Außenzuwendungsempfindung“, Soziale Extrovertiertheit (SE) [Pun-

kte], ausgeruht (R) und nach maximaler Testbelastung (5) im Belastungs-

regime FB, OB, KB......................................................................................... 58

Abb. 19: Subjektiv erlebte Ausbelastung in Häufigkeiten [N]. Belastungsfrage nach ma-

ximaler Belastung (5) bei Belastungsregime FB, OB, KB gestellt.................. 58

Abb. 20: Mittlere Konzentrationsleistung [Aufgabenanzahl] der Untersuchungsgruppe

KB im Vergleich zur Normreferenz (Studenten, n=40) n. 30 Minuten Konzen-

trations-Leistungs-Test................................................................................... 58

Abb. 21: Antrittskraftäquivalent [V] nach Belastungshöhe R=Ruhe, 1. – 5. Belastungs-

stufe im Belastungsregime FB, OB, KB.......................................................... 59

Index und Verzeichnisse - VI -

Abb. 22: Mittlere Kraftzunahme pro Zeit [V/s] nach Belastungshöhe R=Ruhe, 1. – 5.

Belastungsstufe im Belastungsregime FB, OB, KB........................................ 59

Abb. 23: Mittlere Bewegungsverzögerung [s] nach Belastungshöhe R=Ruhe, 1. – 5.

Belastungsstufe im Belastungsregime FB, OB, KB........................................ 60

Abb. 24: Mittlere Kraftlatenz [s] nach Belastungshöhe R=Ruhe, 1. – 5. Belastungsstufe

im Belastungsregime FB, OB, KB. ................................................................. 60

Abb. 25: Typischer MRCP-Kurvenverlauf 2000 ms vor Bewegung im Grand Average

(n=14) bei willkürlichen rechtsbeinigen Antritten, mit Herausstellung der

Potentialkomponenten (letzten 100 ms vor Bewegung), die in die Map-

Darstellung (Ausschnitt) eingehen.................................................................. 61

Abb. 26: MRCP im Grand Average vor dem Test in Ruhesituation, als Map- und Ana-

logkurvendarstellung bei Belastungsregime FB, OB, KB. .............................. 62

Abb. 27: MRCP im Grand Average nach 1. Belastungsstufe, Warm-up-Messsituation,

als Map- und Analogkurvendarstellung bei Belastungsregime FB, OB.......... 62

Abb. 28: MRCP im Grand Average nach 4. Belastungsstufe, submaximale Messsitua-

tion, als Map- und Analogkurvendarstellung bei Belastungsregime FB, OB.. 63

Abb. 29: MRCP im Grand Average nach 5. Belastungsstufe, maximale Messsituation,

als Map- und Analogkurvendarstellung bei Belastungsregime FB, OB, KB... 63

Abb. 30: Maximale MRCP-Amplitude an der Elektrodenposition (Cz) [µV] bei R=Ruhe

und nach 1. – 5. Maximaler Belastungsstufe bei Belastungsregime FB, OB,

KB................................................................................................................... 65

Abb. 31: FzPower (Fläche zwischen MRCP Kurve und Baseline) [µV²] in Median und

75% Perzentil an der Elektrodenposition (Fz) bei R=Ruhe und nach 1. – 5.

maximaler Belastungsstufe bei Belastungsregime FB, OB, KB. .................... 66

Abb. 32: Mittelwerte der maximalen MRCP-Amplituden an der Elektrodenposition (Fz)

[µV] bei R=Ruhe und nach 1. – 5. maximaler Belastungsstufe bei Belas-

tungsregime FB, OB, KB. ............................................................................... 66

Abb. 33: Fz100=Mittelwerte der MRCP-Amplituden an der Elektrodenposition (Fz) [µV]

100 ms vor Trigger bei R=Ruhe und nach 1. – 5. maximaler Belastungsstufe

bei Belastungsregime FB, OB, KB. ................................................................ 67

Abb. 34: Fz5-100=mittlere MRCP-Amplituden an der Elektrodenposition (Fz) [µV] zwi-

schen 500 und 100 ms vor Trigger bei R=Ruhe und nach 1. – 5. maximaler

Belastungsstufe bei Belastungsregime FB, OB, KB....................................... 67

Index und Verzeichnisse - VII -

Abb. 35: Mittlere Leistungsfähigkeit (Pmax) [Watt] nach Leistungsgruppen (mäßig-, gut

trainiert) differenziert....................................................................................... 72

Abb. 36: Herzfrequenzen [S/ min] in Mittelwert und Standardabweichung während pas-

siv liegender Regeneration nach individuell maximaler Ergometerbelastung

bei mäßig (n=10) und gut trainierten (n=11) Sportlern. .................................. 72

Abb. 37: Mittelwert u. Standardabweichung bzw. Mediane der Katecholamine [ng/l]

(Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin) während passiv liegender

Regeneration zur Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min, M4= 75 min,

M5= 135 min nach individuell maximaler Ergometerbelastung bei mäßig

(n=10) und gut trainierten (n=11) Sportlern. Die Ergebnisse der post hoc

Prüfstatistik ohne Gruppeneffekt n=21 für p<0,001: *** nach t-Test und +++

nach Wilcoxon. ............................................................................................... 73

Abb. 38: Stressreaktive Parameter: Prolaktin (Pro), Cortisolwerte (Cor) und Glucose

(gluc) [mmol/l] in Mittelwert u. Standardabweichung während passiv liegender

Regeneration zur Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min, M4= 75 min,

M5= 135 min nach individuell maximaler Ergometerbelastung bei mäßig

(n=10) und gut trainierten (n=11) Sportlern. Die Ergebnisse der post hoc

Prüfstatistik ohne Gruppeneffekt, n=21 für p<0,001: *** nach t-Test und +++

nach Wilcoxon. ............................................................................................... 73

Abb. 39: Blutzellen: Erythrozyten (ery) [106/µl], Leukozyten (leu) [10³/µl] während pas-

siv liegender Regeneration zur Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min,

M4= 75 min, M5= 135 min nach individuell maximaler Ergometerbelastung bei

mäßig (n=10) und gut trainierten (n=11) Sportlern. Die Ergebnisse der post

hoc Prüfstatistik ohne Gruppeneffekt, n=21 für p<0,001: *** nach t-Test und

+++ nach Wilcoxon......................................................................................... 74

Abb. 40: Qualitative Darstellung der spektralen Leistungsdichten, statistisch relevanter

Frequenzbänder (Delta=1,25-4,5Hz, Alpha2=9,75-12,5Hz, Beta1=12,75-18,5

Hz, Beta2=18,75-35 Hz) im EEG während passiv liegender Regeneration zur

Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min, M4= 75 min, M5= 135 min

nach individuell maximaler Ergometerbelastung bei gesunden Sportlern

(n=21). Die spektralen Leistungsdichten sind im Glühfarbenmodus (ab

unterem Skalenniveau schwarz mit zunehmender Leistungsdichte über rot,

gelb bis oberem Skalenniveau hellblau und darüber weißlich) als Hirnkarten

dargestellt. Die Skalen für das jeweilige Frequenzband stehen in der rechten

Spalte, die Farbkodierung ist oben links zu entnehmen. Die Hirnkarten stellen

Index und Verzeichnisse - VIII -

eine Aufsicht auf den Kortex dar, die Orientierung ist dabei links=frontal (siehe

oben links). ..................................................................................................... 76

Abb. 41: Fronto-zentrale Thetaleistungsdichte [µV²/Hz] in Mittelwert u. Standardab-

weichung während passiv liegender Regeneration zur Messzeit M1= 3 min,

M2= 45 min, M3= 60 min, M4= 75 min, M5= 135 min nach individuell max-

imaler Ergometerbelastung bei mäßig (n=10) und gut trainierten (n=11)

Sportlern. Die Ergebnisse der post hoc Prüfstatistik nach Gruppeneffekt für

p<0,05: * nach t-Test für unabhängige Stichproben....................................... 79

Abb. 42: Parieto-zentrale Alpha2 Leistungsdichte [µV²/Hz] in Mediandarstellung wäh-

rend passiv liegender Regeneration zur Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min,

M3= 60 min, M4= 75 min, M5= 135 min nach individuell maximaler

Ergometerbelastung bei mäßig (n=10) und gut trainierten (n=11) Sportlern.

Die Ergebnisse der post hoc Prüfstatistik nach Gruppeneffekt für p<0,05: +

nach Mann Whitney-U Test............................................................................ 79

Index und Verzeichnisse - IX -

1.2 Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Sportdisziplinbezogene Probandengruppierung der einzelnen Studien (Studien:

Fahrrad- (FB), Armkurbelergometrie- (OB) und Kognitive Belastung (KB)) in

Anzahl [n] und Mittelwert / Standardabweichung (Mw) / (SD)........................ 24

Tab. 2: Anthropometrische Daten der Probanden (Studien: Fahrrad- (FB), Armkurbel-

ergometrie- (OB) und Kognitive Belastung (KB)) in Mittelwert und Standard-

abweichung .................................................................................................... 25

Tab. 3: Ermittlung der Belastungsabstufungen für die Hauptuntersuchungen und An-

gleichung anhand definierter Stoffwechselcharakteristika.............................. 27

Tab. 4: Belastungsregime für FB mit Stufenangabe und Stufenzeit. Die geforderte

Stoffwechsellage ist repräsentiert durch die Laktatkonzentration und den

Leistungsanteil [%] der Vortest Leistung (Pmax) in Mittelwert und

Standardabweichung...................................................................................... 27

Tab. 5: Belastungsregime für OB mit Stufenangabe und Stufenzeit. Die geforderte

Stoffwechsellage ist repräsentiert durch Laktatkonzentration und den

Leistungsanteil [%] der Vortest Leistung (Pmax) in Mittelwert und

Standardabweichung...................................................................................... 28

Tab. 6a u. b: Systemkreise, Beanspruchungsgrößen und Parameter sowie deren

Messzeiten bei Belastungsregime FB, OB, KB im Belastungskomplex 1

(1= nur bei FB, 2=nur bei KB, 3=nicht bei KB) ............................................... 29

Tab. 7: Anthropometrische Daten und Leistungsfähigkeit der Untersuchungsgruppen in

Mittelwert (MW) und Standardabweichung (SD) und Anzahl (n).................... 34

Tab. 8: Systemkreise, Beanspruchungsgrößen und Parameter sowie deren Messzeiten

im Belastungskomplex 2................................................................................. 35

Tab. 9: Frequenzspektrum und Bezeichnung des spontanen EEG’s sowie die Map-

Farbcodierung im CATEEM für 17 Elektrodenpositionen............................... 42

Tab. 10: MRCP-Parameter (in der Darstellung MRCP durch Elektrode: Fz, Cz, Pz

ersetzt)............................................................................................................ 45

Tab. 11: Statistisch auffällige Blutbildparameter in Mittelwert und Standardabweichung

nach Messzeit (Mz): Ruhe=R und maximal Belastung=5 im Belastungsregime

Fahrradergometrie- (FB), Armkurbelergometrie- (OB), Kognitive Belastung

(KB); p<0,05=*, p<0,01=**, p<0,001=*** ........................................................ 57

Index und Verzeichnisse - X -

Tab. 12: „Regenerationszeiteffekte“ im EEG: Leistungsdichten zu M1 Mittelwert [MW]

und Standardabweichung [SD] (nichtparametrische Parameter als Median

[MD]) nach post hoc Prüfstatistik (t-Test bzw. Wilcoxontest). Richtungstrend

der Werte und Signifikanz (*/+= p<0,05, **/++= p<0,001) .............................. 78

Tab. 13: Ausgewählte Korrelationen zum ersten Messzeitpunkt (M1) zwischen

Katecholaminen und statistisch auffälligen EEG- bzw. Beanspruchungspara-

metern: mit Pearson- oder Sperman=Fettdruck Korrelationskoeffizienten und

Irrtumswahrscheinlichkeit (p).......................................................................... 80

Index und Verzeichnisse - XI -

1.3 Abkürzungsverzeichnis

A Adrenalin

AA temporales Areal (temporalis superior, BA 22)

AI temporales Areal (temporalis transversi, BA 41)

a1 Alpha1

a2 Alpha2

AC Alternating Current

ACS:180 Analysegerät Automatic-Chemie-Luminescence-System

AMP Adenosinmonophosphat

As Adrenalinsulfat

BA Brodman Area, Kortexarealkartierung mit Nummer

b1 Beta1

b2 Beta2

BBK Belastungs-Beanspruchungs-Konzept

Belkom. Belastungskomplex

Bel.rel. Belastungsrelation (Belastungsanteil zur maximalen Vortestbelastung)

BISp Bundesinstitut für Sportwissenschaft

BP Bereitschaftspotential (engl. Readiness Potential)

C3 Elektrode links-zentraler Kortex

C4 Elektrode rechts-zentraler Kortex

CATEEM Computer Aided Topographical Electro-Encephalometry Measurement

CATERPA Computer Aided Topographical Events-Related Potential Analysis

CLIA Chemie-Luminescence Immuno Assey

cm Zentimeter

CNV Contingent-Negativ-Variation

Cor Cortisol

Cz Centro-zentrale Elektrode

dDelta

DC Direct Current

DMS Dehnungs-Messstreifen

Dop Dopamin

Dops Dopaminsulfat

ebd. ebenda

ECG Electro-Cardiogram (deutsch: Elektro-Kardiogramm EKG)

EEG Elektroenzephalographie

EHI Edinburgh Handedness Inventory

Index und Verzeichnisse - XII -

EKG Elektro-Kardiogramm (engl. Electro-Cardiogram ECG)

EKP Ereigniskorreliertes Potential (engl. Events Related Potential (ERP))

EMG Elektro Myographie

engl. englisch

EOG Elektro-Okulogramm

EPSP Exitatorisches Postsynaptisches Potential

ERP events related potential (deutsch: ereigniskorreliertes Potential EKP)

Ery Erythrozyten

F Force

FB Fahrradergometrie Belastung

FDG [18F]-2-Fluro-Deoxy Glycose

FFQ Food Frequency Quastionaire

FFT Fast- Fourier-Transformation

fMRI funktional Magnet-Resonanz-Imaging

fpro relativer Fehleranteil

FQ Fehlerquotient

F-Ratio Prüfgröße zur Varianz innerhalb und zwischen den Gruppen

frw Fehler-Roh-Wert

Fz fronto-zentrale Elektrode

GLM General Linear Model

glu Glucose

HF Herzfrequenz

HPLC-ED High Pressure Liquid Chromatography and Electrochemical Detection

htc Hämatokritwert

Hz Hertz (Schwingung pro Sekunde)

IG Intrapsychischer Gleichgewichtszustand

IMP Inosinmonophosphat

IPSP Inhibitorisches Postsynaptisches Potential

kΩKilo-OHM (103 Ω)

KB Kognitive Belastung

kg Kilogramm

KLT Konzentrations-Leistungs-Test

Krea Kreatinin

lLiter

La Laktat

lat Latenz

Leu Leukozyten

Index und Verzeichnisse - XIII -

LQ Lateralitätsquotient

lrel relativer Konzentrationsleistungswert

lrw Leistungs-Roh-Wert

lsw Leistungs-Standard-Wert

M Messzeitpunkte

MΩMega-OHM (106 Ω)

MAF Mittlere Alpha Frequenz

MANOVA Mehrfaktorielle Analysis of Variance

max Lass maximaler Laktat-Steady-State

max maximal

MD Median (geometrisches Mittel)

MEP Motor Evoked Potential

mI Milliliter (10-3 Liter)

MI Primary Motor Area

MII Secondary Motor Area

min Minute

mmol Millimol (10-3 mol)

mol Mol (Substanzmenge zum Kohlenstoffnuclids12C)

MP Motor Potential

MRCP Movement-Related-Cortical Potential

ms Millisekunde (10-3 Sekunde)

MU Motor Unit

MVC Maximal Voluntary Contraction

Mw Mittelwert (arithmetisches Mittel)

Mz Messzeit

n Anzahl

NA Noradrenalin

Nanomol (10-9 mol)

NAs Noradrenalinsulfat

ng/l Nanogramm pro Liter (weitere Einheit für Katecholamine)

NH3Ammoniak

NS Negative Slope

OB Armkurbelergometrie Belastung

p Signifikanzniveau

P1-P5 Stufenleistungen (bei Belastungsstufen 1-5)

PET Positronen-Emissions-Tomographie

Pmax Vortest Leistung maximal

Index und Verzeichnisse - XIV -

PNC Purinnukleotidzyklus

Pro Prolaktin

Pz parieto-zentrale Elektrode

r Korrelationskoeffizient

R Ruhemessung

1 Aufwärmung (Belastungsstufe 1)

2 Belastungsstufe 2

3 Belastungsstufe 3

4 submaximale Belastung (Belastungsstufe 4)

5 maximale Belastung (Belastungsstufe 5)

rCBF regionaler zerebraler Blutfluss

RP Readiness Potential (deutsch: Bereitschaftspotential)

RR Blutdruck nach Riva Rocci Methode

s Sekunde

SAA Somatosensory Association Area

SD Standardabweichung

SE Soziale Extrovertiertheit

SI Primary Somatosensory Area

SII Secondary Somatosensory Area

SMA Supplementary Motor Area

SP Silent Period

tTime

tanaf Tangenz Alpha (Steigung)

Throm Thrombozyten

TMS Transkraniale Magnet Stimulation

UUnit

VVolt

VG Vigilanz

VT Vitalität

ZNS Zentrales Nervensystem

µmol Mikromol (10-6 mol)

µV Mikrovolt (10-6 Volt)

µV² Power (Leistung eines Frequenzbandes oder MRCP Kurvenverlaufes)

µV²/Hz Spektrale Leistungsdichte (Leistung dividiert durch Frequenzbandbreite)

Einleitung 1

2 Einleitung

Sportliche Aktivität belastet den menschlichen Organismus in vielfältiger Art und Weise

und ruft Anpassungen hervor, die allgemein unter den Begriffen Adaptation (biologisch)

oder Trainingseffekt (trainingswissenschaftlich) bekannt sind. Die Kenntnisse über

Auswirkungen von Trainingsbelastungen auf unsere organismischen Teilsysteme sind

von außerordentlicher Bedeutung für eine langfristige und gesunde Leistungsopti-

mierung. Die wissenschaftliche Betrachtung des Sports und dessen Einflussnahme auf

den Menschen hat verschiedenste Forschungsdisziplinen und Fachausrichtungen aus

Sportwissenschaft, Biologie, Psychologie und Sportmedizin bemüht. Die Forschungs-

arbeit dieser und anderer Fachrichtungen führen zu der Überzeugung, dass das Gehirn

als steuerndes und kontrollierendes Organ wesentliche Voraussetzungen für die

sportmotorische Leistungserbringung unter Einbeziehung motivationaler und emotio-

naler Faktoren schafft (vgl. MECHAU 2001; BEYER ET AL. 1994; SCHUMANN ET AL.1993a;

1993b; HOLLMANN ET AL. 1993).

Sportliche Belastungen und daraus resultierende Beanspruchungen führen zu soforti-

gen Adaptationen des steuernden „Zentralen Nervensystems“ (ZNS) bei der Gene-

rierung von willkürlichen Bewegungen. Erst wenn diese Anpassungen nicht mehr ge-

lingen, kommt es zu Veränderungen des Bewegungsablaufes, zu dessen Abbruch oder

- im Extremfall - zu Verletzungen. Diese Zusammenhänge werden im Allgemeinen mit

Ermüdungsphänomenen diskutiert, die in ihrer Begrifflichkeit nicht unumstritten sind

(OLIVIER 2001; OLIVIER & DILLINGER 2003). Als Ermüdung wird die durch körperliche

und geistige Belastungen hervorgerufene vorübergehende Einschränkung der Lei-

stungsfähigkeit verstanden. In der Nachbelastungsphase geschehen dann Anpassun-

gen, die den allgemeinen Funktionszustand wiederherstellen. Man unterscheidet mo-

dellhaft zwei Arten von Ermüdung:

a) Modell der peripheren Ermüdung: die „Ermüdung“ des Muskels aufgrund mangeln-

der Energiebereitstellung;

b) Modell der zentralen Ermüdung: die „Ermüdung“ des Nervensystems aufgrund ver-

änderter Transmittersubstanzen (NEWSHOLME 1986, NEWSHOLME & BLOMSTRAND

1995).

Beide Formen der „Ermüdung“ sind insofern schwer voneinander trennbar, als sie bei-

de je nach Beanspruchungssituation lokal und/oder allgemein auftreten können

(JONATH 1986).

Insbesondere die zentralen Einflüsse machen die Erforschung des informationsverar-

beitenden Systems im ZNS auch für bewegungswissenschaftliche Ansätze zu einem

neuen Zielgebiet, das HOLLMANN ET AL. (2003 zitiert nach HOLLMANN & LÖLLGEN 2002)

Einleitung 2

als „Bewegungs-Neurowissenschaft“ bezeichnet. Als Methode zur Erforschung der

zeitlich sehr schnell ablaufenden Prozesse des ZNS im Sport hat sich die nicht-

invasive Elektroenzephalographie (EEG) bei kortikalen Aktivierungen (MECHAU 2001,

S. 140; SCHUMANN 1996, S. 113; BEYER ET AL. 1994, S. 120), als auch die Erfassung

von movement related cortical potentials (MRCP) im EEG (BARTHEL ET AL. 2002,

JOHNSTON ET AL. 2001; SLOBOUNOV ET AL. 1998) erwiesen. Somit bieten sich geeignete

„Werkzeuge“ zur Erforschung der zentralen Bewegungsorganisation sowie Re-

gulationsvorgänge auf kortikaler Ebene.

In der vorliegenden Arbeit werden zentrale Bewegungsorganisationen in Abhängigkeit

von verschiedenen sportlichen Beanspruchungssituationen erfasst. Hierbei erfolgt

erstmals eine methodische Trennung zwischen zentralen und peripheren Ermüdungs-

einflüssen durch den Einsatz unterschiedlicher Belastungsregime mit Fahrrad- und

Armkurbelergometrie sowie rein kognitiver Belastung. Dadurch entstehen drei Bedin-

gungen unterschiedlicher Beanspruchung: Die ersten beiden basieren auf physischen

Beanspruchungen, in denen die Testbewegungsmuskulatur einmal gleichzeitig mitbe-

ansprucht und einmal ausgeruht ist. Im dritten Fall dient eine kognitive Beanspruchung

zur Aufdeckung möglicher psychischer Belastungseinflüsse auf die zentrale Bewe-

gungsgenerierung.

In einem weiteren Untersuchungsansatz werden zur Analyse des richtigen Verhält-

nisses von Beanspruchung und Regeneration zentrale Regulationsmechanismen in der

Umstellung von Ergotropie zu Trophotropie nach erschöpfender physischer Belastung

anhand hirnelektrischer Aktivitätsverschiebung beurteilt. Hieraus lassen sich unter-

schiedliche Regenerationsphasen charakterisieren.

Zum Einstieg erfolgt ein Exkurs in die sportwissenschaftliche Diskussion über die

Sichtweise von Belastung und Beanspruchung. Hierzu werden zwei unterschiedliche

Arbeitsmodelle vorgestellt.

Danach wird der wissenschaftliche Kenntnisstand zum Einfluss des Gehirns bei der

Bewegungsplanung mit besonderer Berücksichtigung sportlicher Beanspruchungen

anhand neuer hochauflösender bildgebender Messverfahren und des EEGs aufgear-

beitet.

Anschließend folgt die Darstellung des derzeitigen Wissensstandes zu den For-

schungsansätzen dieser Arbeit. Mit Betrachtung elektrophysiologischer Belastungs-

auswirkungen auf die zentralnervale Bewegungsplanung und –steuerung, wird die Er-

fassungsmöglichkeit über MRCPs bei willkürlicher sportmotorischer Bewegung herge-

leitet. Nachfolgend wird die derzeitige Vorstellung zum Einfluss der Leistungsfähigkeit

bei kortikaler Downregulation nach physisch erschöpfenden Beanspruchungen behan-

delt.

Einleitung 3

Aus den Forschungsdefiziten leiten sich die untersuchungsrelevanten Forschungsan-

sätze und Hypothesen ab, die fortan als Belastungskomplex 1 und Belastungskomplex

2 bezeichnet werden.

Im weiteren Verlauf werden umfassend die Methodik und die Ergebnisse vorgestellt.

Aufgrund der Vielfalt der Messparameter sind diese Systemkreisen zugeordnet und im

Ergebnisteil für beide Belastungskomplexe getrennt dargestellt.

Die Diskussion ist fokussiert auf die Hauptziele der Arbeit und mündet in eine Beurtei-

lung der aufgestellten Forschungshypothesen und eine Schlussfolgerung.

Im Ausblick wird auf neue, weiterführende Ansätze mit dem gewählten Verfahren und

auf die Zukunft psychophysiologischer Forschung bei sportwissenschaftlichen Frage-

stellungen Bezug genommen.

Theoretische Betrachtung 4

3 Theoretische Betrachtung zu körperlichen Belastungsaus-

wirkungen und zentralnervösen Mechanimen

3.1 Exkurs zur Betrachtung sportlicher Belastungsauswirkungen

In den frühen achtziger Jahren wurde von den Arbeitsmedizinern Rohmert und Ruten-

franz (ROHMERT 1984; ROHMERT & RUTENFRANZ 1983) das Belastungs-

Beanspruchungs-Konzept (BBK) zur Schaffung menschengerechter Arbeitsbedin-

gungen erstellt. Vornehmlich wurde eine begriffliche Trennung der Bezeichnungen

Belastung und Beanspruchung vereinbart. Dieses Konstrukt hielt in den Neunzigern

Einzug in die Sportwissenschaft und erfuhr zunehmende Unterstützung von verschie-

denen Bewegungswissenschaftlern (POLLMANN 1993, S. 251; OLIVIER 1996; POLLMANN

& WILLIMCZIK 2001, S. 59FF).

Die Begriffsbestimmung stimmt heutzutage grundsätzlich mit der von ROHMERT und

RUTENFRANZ (1975, S. 8) in den siebziger Jahren verfochtenen Trennung der Begriffe

Belastung (engl. load) und Beanspruchung (engl. strain) in der Arbeitspsychologie

überein. SCHÖNPFLUG (1987, S. 133) übernimmt die Definitionen von ROHMERT und

RUTENFRANZ (1975, S. 8), in der unter Belastung nur „...objektive, von außen her auf

den Menschen einwirkende Größen und Faktoren...“ zählen sollten. Der Begriff Bean-

spruchung bedeutet vielmehr die subjektive „...Ausfärbung“ der Belastungsaus-

wirkungen auf den Organismus. Er meint also „...deren Auswirkungen im Menschen

und auf den Menschen“ (SCHÖNPFLUG 1987, S. 133).

Im sportwissenschaftlichen Kontext sorgte in den letzten Jahren besonders die Ar-

beitsgruppe um OLIVIER (1996; 2001; OLIVIER ET AL. 2001; OLIVIER & DILLINGER 2003)

mit Hilfe von SCHÖNPFLUGs Ressourcentheorie (1991) für ein dem sportlichen Training

und Wettkampf angepasstes, ausdifferenziertes phänomenorientiertes BBK. Demnach

werden Belastungen durch Faktoren wie Komponenten, Arten, Höhe und zeitliche Ab-

folge differenziert. Deren Folgewirkungen sind abhängig von Eigenschaften, Fähigkei-

ten und Fertigkeiten des Individuums und werden in Teilbeanspruchungen verschie-

denster Organsysteme darstellbar. Hierdurch sind die Belastungsauswirkungen auf

Subsysteme bzw. deren Beanspruchungen differenzierter beschreibbar und mit geeig-

netem Methodeninventar besser erforschbar (OLIVIER & DILLINGER 2003, S. 336; 340).

Legt man dem BBK rationale Stresskonzepte zugrunde, so erfolgt die Beanspruchung

aufgrund subjektiv wahrgenommener, sportlicher Belastung und es spielt zukünftig ei-

Theoretische Betrachtung 5

ne zentrale Rolle in vielen Feldern des Sports, der Psychologie und der Stressfor-

schung (STOLL 2004, Internetquelle).

Bei der Beurteilung von Einflüssen konditioneller Beanspruchungen auf sportliche Be-

wegungsqualitäten sollte trotz einer differenzierten Betrachtung einzelner organis-

mischer Teilsysteme, Raum für Kompensationserklärung zwischen den Systemen ver-

bleiben. Vor dem Hintergrund, dass im Sport häufig Situationen auftreten, in denen

trotz beanspruchter bzw. erschöpfter Teilsysteme vom Organismus Spitzenleistungen

vollbracht werden. Beispielsweise sei die erhöhte Körpertemperatur in der Endphase

beim Marathonlauf angeführt, die unter Normalbedingungen gefährliches Fieber be-

deuten würde (PICKENHAIN 1992, S. 17).

Auch eine sportlich „gute Technik“ zeichnet sich nach POLLMANN & WILLIMCZIK (2001)

dadurch aus, dass sie offensichtlich eine bessere Kompensation von Bean-

spruchungseffekten bewirkt. Zudem scheinen auch Verletzungsrisiken nach HOT-

TENROTT & HOOS (2003) nicht durch die Beanspruchungsauswirkungen an sich gege-

ben, sondern aufgrund nachlassender Kompensationseigenschaften der beanspruch-

ten Organsysteme. Olivier schlägt in diesem Kontext (1996; OLIVIER & DILLINGER 2003)

ein drei Faktorenmodell vor, welches die Einflussvariation individueller, zentralnervöser

und neuromuskulärer1 Teilsysteme beim Zustandekommen des Bewegungsergebnis-

ses einer motorischen Aufgabe, berücksichtigt.

Kompensation ist also ein wichtiges Stichwort, bei einer nach Differenzierung streben-

den Betrachtungsweise von Beanspruchungen in organischen Teilsystemen.

Bei allen Differenzierungsbestrebungen wissenschaftlicher Disziplinen werden mög-

licherweise die Berührungspunkte und Systemüberschneidungen, gewissermaßen die

Verzahnungen der Subsysteme und deren Beeinflussung untereinander, vernachläs-

sigt.

Eine weitere, in der Psychophysiologie weitverbreitete Betrachtungsweise von Belas-

tung und Beanspruchung entstammt dem „Synergistischen Ansatz“.

PICKENHAIN erweiterte die Diskussionen um das BBK im Sport bereits (1992, S. 9FF),

indem er dem derzeitigen Modell eine synergistische Betrachtungsweise unterzog.

Diese basiert auf der Grundannahme, dass ein selbstorganisiertes biologisches Sys-

tem „Mensch“ eine komplexe interaktive Einheit zwischen Organismus und Umwelt

darstellt, die sich ständig neu organisiert und stabilisiert. Demnach sind innerhalb die-

1 Als „neuromuskuläre“ Teilsysteme verstehen die Autoren alle efferenten und afferenten Ver-

bindungen zwischen Rückenmark und Muskulatur. Dagegen meint „zentralnervös“ den höhe-

ren Einfluss des ZNS (DILLINGER 2001, S.73).

Theoretische Betrachtung 6

ser Betrachtung Ordnungsparameter entscheidend, die die selbstorganisierten Unter-

systeme „versklaven“, also einer vorrangigen Zielvorstellung unterordnen, um auf

breiterem Niveau Stabilität aufrecht zu erhalten (also zu kompensieren).

Bei der Suche nach den Ordnungsparametern kommt der mentalen Repräsentations-

ebene mit ihren psychischen Ausprägungen eine entscheidende Rolle zu (PICKENHAIN

1996, S. 39). Zur Unterstreichung dieser These stellt PICKENHAIN (1992, S. 17) eigene

Ergebnisse aus mentalen Trainingsstudien vor, in denen bei Leistungsschwimmern

idiomotorische Bewegungsvorstellungen Atemveränderungen wie beim realen

Schwimmen hervorriefen, obwohl sie ruhig auf einem Stuhl saßen (PICKENHAIN 1979).

Auch bei BERNSTEINS (1975) Thesen zur „probabilistischen Programmierung des Künf-

tigen“ spielt die interne Repräsentation in unserem Gehirn die entscheidende Rolle.

Hier bilden Ereignisse und Empfindungen der Vergangenheit und Gegenwart Reprä-

sentationen, die einen wahrscheinlichen Entwurf zukünftiger Handlungen zu schaffen

vermögen (siehe auch SPITZER 2002, S. 176; PICKENHAIN 1992, S. 24; 1996, S. 35),

wobei es zur Kontrolle und Korrektur der Bewegungshandlung ständiger interner und

externer Rückmeldungen bedarf (SPITZER 2002, S. 118FF).

NITSCH & MUNZERT (1997, S. 67) stellen diesen synergistischen Ansatz der Bewe-

gungsorganisation in der Sportwissenschaft als bisher wenig quantifizierbar bezüglich

psychosozialer Einflussfaktoren dar.

Je nach Forschungsstandpunkt sind bspw. die Psychophysiologen mit zentralen Mess-

verfahren (ZNS) eher der synergistischen Betrachtungsweise, die Bewegungswissen-

schaftler mit exakter Differenzierung und begrifflichen Definitionen eher dem BBK zu-

geneigt.

PICKENHAIN (1992, S. 21) stellt heraus, dass innerhalb einer synergistischen Betrach-

tung des BBK eine begriffliche Trennung von Belastung und Beanspruchung bezogen

auf die zentrale Repräsentationsebene (ZNS) unangebracht erscheint. Bezogen auf

Teilsysteme (periphere Organsysteme, Annahme des Verfassers) stellt sie allerdings

ein durchaus hilfreiches Konstrukt bei der Erforschung von sportlichen Belastungsaus-

wirkungen dar. Auf der anderen Seite räumen OLIVIER & DILLIGER (2003, S. 339) ein,

dass zentrale Einflussnahmen (Kompensationen) auf Kortexebene (also Repräsen-

tationsebene, Annahme des Verfassers) immer möglich sind.

Beide Modellansätze scheinen sich demnach gegenseitig zu akzeptieren. Es ist ab-

hängig vom Betrachtungsstandpunkt, welcher Ansatz verfolgt wird.

Eine umfangreichere Darstellung diverser Modelle verschiedenster Forschungsdis-

ziplinen, die sich auf die Bewegungsorganisation beziehen, findet sich bei NITSCH &

Theoretische Betrachtung 7

MUNZERT (1997, S. 109FF), die aus den jeweiligen Vorteilen eine handlungstheo-

retische Sichtweise entwickelt haben.

Da sich die vorliegende Arbeit mit den Belastungsauswirkungen im „Zentralen Nerven-

system“ (ZNS) und deren Repräsentationen mit Ableitungen der elektrischen Hirn-

aktivität beschäftigt, wird bei Erklärungen dem synergistischen Ansatz gefolgt. Dage-

gen hilft die Sichtweise des phänomenorientierten BBK auch im Methodikteil dieser Ar-

beit bei der Einschätzung und Beschreibung peripherer Systemkreise und Beanspru-

chungsparameter zur Belastungsabschätzung und Normierung.

Zusammenfassend scheinen bei der Beurteilung sportlicher Belastungsauswirkungen

die individuellen Fertigkeiten in den motorischen Hauptbeanspruchungen im Bewusst-

sein mit psychischen Faktoren wie Motivation, Aufmerksamkeit, Leistungswillen, Affek-

tivität mit Persönlichkeitseigenschaften wie Zielstrebigkeit, Ehrgeiz und Selbstkonzept

zu verschmelzen. Hierbei entstehen mannigfaltige psychophysische Kompensations-

möglichkeiten zur Handlungserfüllung trotz hoher Beanspruchung.

Dies geschieht im ZNS, dem höchsten Steuerungsorgan, und kann dort mit modernen

Messverfahren erfasst werden (HOLLMANN & STRÜDER 1996, S. 47).

Die neue Forschungsrichtung des „Brainmappings“ (bildgebende Hirnmessverfahren),

welches die zentralen Repräsentationen bei Beanspruchung sichtbar zu machen ver-

mag, bringt möglicherweise einen Entwicklungsfortschritt in der Hirn- und Bewegungs-

forschung mit sich (BIRBAUMER & SCHMIDT 1999, S. 7). Jüngste Symposien der Sport-

medizin „Exercise and Brain2 2000“ (KÜNSTLINGER 2000) und der Bewegungswissen-

schaft „EWOMS3" 2003 (SCHÖLLHORN ET AL. 2003) zeigen, dass diese Methoden Ein-

zug in die Sportwissenschaft finden und helfen können, die „black box“ allmählich auf-

zuhellen. Die folgende Arbeit soll helfen, neue Erkenntnisse zu sportlichen Belastungs-

auswirkungen auf kortikaler Steuerungsebene zu gewinnen und mögliche kompensato-

rische Einflussnahme gegen Ermüdung darzustellen, sowie die hirnelektrische Um-

stellung von Ergotropie zu Trophotropie abzubilden.

Im nächsten Abschnitt werden gängige Hirnmessverfahren kurz vorgestellt. Anschlie-

ßend folgt ein kurzer Literaturüberblick, der den wissenschaftlichen Kenntnisstand und

das Forschungsdefizit markiert. Hieraus begründet sich das Thema dieser Arbeit.

2 Internationales Satellitensymposium „Exercise and Brain“ im Rahmen des Eröffnungskongres-

ses „Dekade des menschlichen Gehirns 2000“ auf dem Petersberg in Bonn, Germany.

3 Der European Workshop of Movementscience (EWOMS) hat stattgefunden im Mai 2003 in

Münster, Germany.

Theoretische Betrachtung 8

3.2 Psychophysiologie: Methodische Möglichkeiten

Beim Überblick über den Forschungsstand zu sportlichen Belastungsauswirkungen auf

das ZNS, ist es sinnvoll, nach Messmethoden und Versuchsanordnungen zu unter-

scheiden. Der Grund: gewonnene Schlussfolgerungen sind sehr eng an die Untersu-

chungsbedingungen geknüpft und lassen sich nur schwer verallgemeinern.

Die Messung des regionalen zerebralen Blutflusses (rCBF) nutzt die Abhängigkeit der

Strahlungsintensität radioaktiv markierter Substanzen von der lokalen Hirndurchblu-

tung. Durch Markierung und Verabreichung diverser Substanzen (Glucose, Sauerstoff,

Edelgas) können verschiedene Aspekte des Hirnstoffwechsels sichtbar gemacht wer-

den (BIRBAUMER 1999, S. 503). Häufig wird die rCBF-Bestimmung mit funktioneller

Magnet-Resonanz-Imaging (fMRI) oder Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

durchgeführt, welche die momentan dominierenden, bildgebenden Brainmapping-

Verfahren darstellen.

Funktionelle Magnet-Resonanz-Imaging (fMRI) ist ein bildgebendes Instrumentarium

zur Erzeugung von Schnittbildern des menschlichen Körpers mit Beurteilung der Stoff-

wechselsituation. Hierbei wird z.B. um den Kopf ein homogenes Magnetfeld platziert.

Durch dieses Feld werden die Wasserstoffatomkerne, die normalerweise im Körper ei-

ne eher zufällige Anordnung besitzen und deren elektrische Felder sich gegenseitig

kompensieren, angeregt. Damit ändern sie ihren Energiezustand, indem sie sich ent-

weder parallel oder antiparallel an dem angelegten Feld ausrichten (Anregung). Da-

nach kehren die Wasserstoffatomkerne wieder in den Ausgangszustand zurück (Rela-

xation). Der Kontrast der MRIs beruht darin, dass sich die verschiedenen Gewebe in

ihren Relaxationszeiten differenzieren und somit erfassbar unterscheiden lassen (GALL

ET AL. 2002, S. 155). Die Messung der Durchblutungsänderung mit fMRI ist in ihrer

zeitlichen Auflösung beschränkt, aber räumlich sehr genau. In Kombination mit der

Elektroenzephalographie (EEG) stellt es derzeit das optimale Messverfahren der Neu-

rowissenschaften dar.

Positronen-Emissions-Tomographie (PET) basiert auf der Detektion radioaktiver Zer-

fälle von Positronen in Radioisotopen (BIRBAUMER 1999, S. 505). Die Zahl der Kollisio-

nen (Zerfälle) wird gezählt und als Bild (Image) des Blutflusses für eine Minute nach

der Injektion des Radioisotopes dargestellt. Durch Verwendung verschiedener Radioi-

sotope als Markierungssubstanzen lassen sich spezifische Transmitter und Stoffwech-

selprodukte im Gehirn beobachten. Aufgrund der geringeren zeitlichen, aber der aus-

gezeichneten räumlichen Auflösung, erlaubt diese Methode strukturelle anatomische

Lokalisation neuronaler, metabolischer Aktivität (auch in subkortikalen Hirnregionen).

Theoretische Betrachtung 9

Die beschriebenen Methoden finden aufgrund ihrer hohen Kosten4, der Strahlenbela-

stung und ihres apparativen Aufwandes selten Anwendung bei sportwissenschaftlichen

Fragen zu ZNS-Beanspruchungen.

Allerdings liefern diese Verfahren zur Zeit die räumlich genauesten Einblicke in unser

ZNS, finden aber aufgrund der erwähnten Nachteile (teuer, zeitlich beschränkt, große

Apparatur) derzeit vorrangig in den klinischen molekularbiologischen Grundlagenfor-

schungen und weniger in den Bewegungswissenschaften Anwendung. Das bedeutet

nicht, dass diese Forschungsergebnisse nicht zum bewegungswissenschaftlichen Er-

kenntnisgewinn beitragen können. Durch interdisziplinären Wissenstransfer können

neue Sinnzusammenhänge geschaffen werden (siehe HOLLMANN ET AL. 2003, S. 65FF;

PICKENHAIN 1996, S. 44FF).

Die Elektroenzephalographie (EEG) ist ein nicht-invasives Verfahren zur Untersuchung

neuronaler Aktivitäten des Gehirns. Das Messergebnis repräsentiert Erregungsprozes-

se größerer Neuronenverbände, die primär aus der Hirnrinde (Kortex) stammen (GALL

ET AL. 2002, S. 74FF). Man geht heute davon aus, dass die synchronen und manchmal

rhythmischen Erregungen ihrerseits durch subkortikale Hirnregionen (Thalamus, Hip-

pocampus) gesteuert oder moduliert werden (MAIER ET AL.1994, S. 220; BIRBAUMER &

SCHMIDT 1999, S. 493). Insofern stellt das EEG das elektrische Korrelat summierter er-

regender Nervenzellaktivitäten5 (EPSP) dar (BIRBAUMER & SCHMIDT 1999, S. 492). Die

EEG-Kurven bilden periodische Spannungsverläufe ab, die durch Amplituden (1-

200µV) und Frequenzen (0,5-50 Hz) oder Leistungsdichten6 (µV²/Hz) beschreibbar

sind (MEIER ET AL. 1994, S. 221). Mit ansteigender Frequenz unterscheidet man Delta-,

Theta-, Alpha- und Beta-Frequenzen. Sie liefern neuerdings auch farblich codierte, to-

pographische Hirnkarten und können als „Kompromissmethode“ auch zu den Brain-

mapping- Verfahren gezählt werden.

Man unterscheidet allgemein zwischen spontaner7 EEG- und evozierter8 (reizabhängi-

ger) Potentialaktivität (MAIER ET AL.1994, S. 22). Zur letzteren werden u.a. auch die in

dieser Arbeit behandelten movement-related-cortical Potentials (MRCPs) gezählt.

4 PET zählt zu den teuersten neurowissenschaftlichen Messverfahren (Birbaumer 1999, S.

505).

5 EEG Wellen beruhen auf summierten exitatorischen postsynaptischen Potentialen (EPSP) der

Hirnrinde. Inhibitorische Postsynaptische Potentiale (IPSP) tragen kaum zur Generierung von

Feldpotentialen bei.

6 Leistungsdichte [µV²/Hz] gibt die Gesamtleistung einer Frequenz dividiert durch deren Band-

breite an (MECHAU 1998, S.10).

7 Spontanaktivität meint die kontinuierlichen Spannungsschwankungen, die ohne zeitlichen Be-

zug zu einem Ereignis- also spontan- im EEG auftreten.

Theoretische Betrachtung 10

Die hohe zeitliche Auflösung des EEGs (ms) und die „Nichtinvasivität“ sowie die kleine-

ren Apparaturen machen das EEG zum klassischen psychophysiologischen Messver-

fahren bei der Betrachtung höherer zentraler Steuerungsebenen (SCHUMANN 1996, S.

113). Trotz der heutzutage eingesetzten mathematisch statistischen Prozeduren mit

zunehmend genauerer Lokalisation der elektrischen „Generatoren“ bleibt eine örtliche

Ungenauigkeit des EEGs erhalten. Um absolut genaue räumliche Lokalisationen zu er-

halten, müssten die Messungen durch PET oder MRI ergänzt werden (BIRBAUMER &

SCHMIDT 1999, S. 490). Eine detaillierte Darstellung zur Entstehung des EEGs und

evozierten Potentialen findet sich bei BIRBAUMER & SCHMIDT (1999, S. 490FF) oder bei

MECHAU (1998, S. 10-13).

3.2.1 Brainscan-Untersuchungen: Erkenntnisse zum Einfluss höherer Zentren

bei der Bewegungsplanung nach erschöpfenden Beanspruchungen

Im sportmedizinischen Kontext existieren zum Teil theoretische Vorstellungen über die

positive Beeinflussung der „Hirngesundheit“ durch körperliche Aktivität, die aber über-

wiegend aus tierexperimentellen Untersuchungsergebnissen hergeleitet werden

(HOLLMANN ET AL. 2003, S. 65FF). Es ist aber nach wie vor umstritten, ob sich das

menschliche Gehirn in Untersuchungen wie das von Ratten oder Mäusen verhält. Das

menschliche Gehirn ist ein auf der „Neuronalen Plastizität“ basierendes, hochkomple-

xes dynamisches System, das sich im ständigen Austausch mit Umweltgegebenheiten,

den eigenen Körpersystemen und vererbten Eigenschaften befindet. Dabei lernt es,

entwickelt sich und bildet ein Gedächtnis aus (SCHIEPEK ET AL. 2003, S. 9FF;

BIRBAUMER & SCHMIDT 1999, S. 8). Bei Versuchstieren, wie auch bei Menschen, kön-

nen sich zwar Hirnfelder in ähnlicher Weise ausbilden, deren Zusammenwirken unter-

liegt aber externen und internen Entwicklungseinflüssen der Phylo- und Ontogenese.

Deshalb sollten vor der Übertragbarkeit von Tierexperimenten auf den Menschen diese

erst durch humane, neuropsychologische Untersuchungen nachgewiesen werden

(BIRBAUMER &SCHMIDT 1999, S. 4).

Es existieren nur wenige Studien zum Themenkomplex „Gehirn und Sport“. SCHMIDT ET

AL. (2001) beschäftigen sich z.B. mit dem Einfluss von Ausdauertraining auf die zere-

bralen Repräsentationen von episodischen Gedächtnisprozessen mit Wortpaarasso-

8 Hirnelektrische Erscheinungen, die einen zeitlichen und funktionellen Zusammenhang zu ei-

nem modalitätsspezifischen Reiz aufweisen, werden als evozierte Potentiale (EP) oder er-

eigniskorrelierte Potentiale (EKP), engl. events related potentials (ERP) bezeichnet (BARTHEL

1998, S. 16). Beide Begriffe werden synonym in dieser Arbeit verwendet.

Theoretische Betrachtung 11

ziationen und finden bei Untrainierten verstärkte präfrontale Stoffwechselaktivität, die

auf größere Anstrengung hinweist. Die meisten Arbeiten beschäftigen sich mit Reprä-

sentationen bei Bewegungsprogrammierung (REISER ET AL. 2003; WEILLER ET AL. 1996;

ROLAND ET AL. 1980).

In den letzten Jahren wurden viele Forschungsarbeiten mit PET und fMRI-Methodik

veröffentlicht. Die behandelten Forschungsarbeiten orientieren sich hauptsächlich an

klinischen, molekularbiologischen und medizinischen Basisfragen. Die jüngsten Studi-

en, die sich allgemein mit Bewegungen auseinandersetzen, zielen bspw. auf dopami-

nergen Einfluss am Belohnungssystem und dessen Zusammenhang zur Motivation ab

oder visualisieren funktional anatomische Hirngebiete bei kognitiver Bewegungsvorbe-

reitung und -ausführung (MARTIN-SOELCH ET AL. 2001; JOHANNSEN ET AL. 2001). Oder

sie haben die kortikalen Repräsentationen bei Bewegungsausführung und –kontrolle

zum Gegenstand (SAHYOUN ET AL. 2004; JOHANNSEN ET AL. 2001; EHRSSON ET AL.

2000). Diese werden aber meist nur bei Eingelenksbewegungen ermittelt (SAHYOUN ET

AL. 2004; BABILONI ET AL. 2003; JOHANNSEN ET AL. 2001; EHRSSON ET AL. 2000; MIMA ET

AL. 1999).

Wenige Arbeiten finden sich zu sportrelevanten Belastungsauswirkungen mit den

Themenbereichen „PET“, „exercise“ oder „brain“ (TASHIRO ET AL. 2001; CHRISTENSEN

ET AL. 2000; ITEMITSU ET AL. 2000; LOTZE ET AL. 1999).

CHRISTENSEN ET AL. (2000) zeigen mit PET bei der Generierung rhythmischer Bewe-

gungshandlungen im Vergleich aktiver zu passiver Tretkurbelarbeit die aktive Teilnah-

me höherer Hirnzentren (Primär-, supplementär motorische Kortizes). ITEMITSU ET AL.

(2000) analysieren indirekt die Energieverbräuche durch [18F]-2-fluro-deoxy glycose

(FDG) Aufnahme nach Laufbelastungen an verschiedenen Körperorganen mit PET.

Sie finden eine stabile Stoffwechselrate im Gehirn, vermehrten Glycogenverbrauch in

der Bein- und Herzmuskulatur und „kompensatorisch“ verringerten Glycogenstoffwech-

sel in der „Bauchregion“ im Vergleich zum Ruhezustand. Mit gleicher Methode stellen

TASHIRO ET AL. (2001) bei Läufern (4-5 Km) gegenüber einer Kontrollgruppe (Ruhe)

relativ vermehrten Energieverbrauch in parieto-okzipitalen Gebieten im Vergleich zur

motorischen Rindenregion fest. Die Autoren begründen dies mit höherem Energiever-

brauch bei multimodaler sensorischer Informationsverarbeitung gegenüber der reinen

Bewegungsgenerierung. LOTZE ET AL. (1999) untersuchen mit fMRI die reine Vorstel-

lung und die Ausführung von Handbewegungen und finden gleiche Beteiligung spezifi-

scher Hirnstrukturen (prä- und supplementärmotorischer Kortex sowie der Primär Mo-

torkortex) unter beiden Bedingungen. Aufgrund festgestellter Unterschiede im somato-

Theoretische Betrachtung 12

sensorischen Kortex und in den Kleinhirnstrukturen (nur ausführungsaktiv) formulieren

sie die These, dass das Kleinhirn bei Bewegungsvorstellung die Ausführung hemmt.

Insgesamt werden bei zitierten Brainscanstudien für einen möglichen Sportbezug nur

sehr geringe, unspezifische Belastungen erzeugt, während die Probanden in sportun-

typischer Körperlage bspw. in einem „Scannertunnel“ liegen (TASHIRO ET AL. 2001;

CHRISTENSEN ET AL. 2000; LOTZE ET AL. 1999) oder es wird ein „post exercise“ Zustand

erfasst (Itemitsu et al. 2000) und auf „exercise“ bezogen. Bei zuletzt zitierter Arbeit

werden z.B. keine Zeitangaben gemacht, welcher Zeitraum zwischen „exercise“ Termi-

nierung und Messbereitschaft verging. Bei Pausen, die eine längere Dauer als 3 Mi-

nuten haben, können sich die Probanden in der Frühphase der Erholung befinden, so

dass der pauschale Schluss auf „exercise“ Zustand angezweifelt werden darf.

Die Arbeiten, die sich mit der Vorstellung von Bewegungen (imagination of move-

ments) und deren zentralen Repräsentationen bei mentalem Training beschäftigen,

zeigen sehr gut, dass die Bewegungsausführungen und die reinen Vorstellungen da-

von dieselben Hirnareale involvieren (MALOUIN ET AL. 2003; SAHYOUN ET AL. 2004). Da-

bei beeinflussen möglicherweise Kleinhirnstrukturen mit ihrer Hemmfunktion die Nicht-

ausführung (LOTZE ET AL. 1999).

Es finden sich keine PET- und fMRI-Studien zum Themenkomplex ermüdender, er-

schöpfender Beanspruchung („exercise und fatigue“). Dies hängt vermutlich mit der

aufwendigen und sehr teuren Methodik zusammen, die eine stationäre große Appara-

tur verlangt. Darin müssen im zeitlichen Vorlauf die Markierungssubstanzen injiziert

werden. Erst durch Verwendung von Subtraktionsverfahren sind Veränderungen von

Grundzuständen methodisch hervorzuheben, so dass der Einsatz von fMRI-Methoden

bei Verlaufsuntersuchungen schwierig ist. Das zeitlich hoch-auflösende EEG hat somit

bei Verlaufsuntersuchungen zu kortikalen Auswirkungen sportlicher Belastungen be-

gründbare Vorteile.

3.2.2 EEG-Untersuchungen bei sportlicher Beanspruchung

Das EEG als klassisches Untersuchungsinstrumentarium der Psychophysiologie hat

bis Mitte der 90-er Jahre auch zu grundsätzlichen Erklärungshilfen mit Fokussierung

auf die „höchste Steuerungsebene“ bei sportwissenschaftlichen Fragen beigetragen

(SCHUMANN 1985; SCHUMANN 1996, S. 73). Ein Überblick über repräsentative EEG-

Arbeiten in verschiedenen Sportdisziplinen findet sich bei MECHAU (1998, S. 16F). Die

Hauptaussagen beziehen sich auf das kortikale Aktivierungsverhalten topographischer

Hirnregionen vor, während und kurz nach sportlichen Beanspruchungen (MECHAU

Theoretische Betrachtung 13

2001; KUBIZ & MOTT 1996; SCHUMANN 1996; BRACH ET AL. 1994; BEYER ET AL. 1994;

SCHRODE 1986; BEYER & SCHUMANN 1981; BEYER ET AL. 1981). Teilweise ergibt sich

bei Untersuchungen des Aktivierungsverhaltens die Einteilung von spezifischen „Be-

lastungssituationen“ (SCHOBER 1987, S. 103FF). Andere Autoren haben Asymmetrien

bei hirnelektrischen Aktivierungen festgestellt (PETRUZZELLO & LANDERS, 1994; WIESE

ET AL. 1983). Fast alle diese Arbeiten (mit Ausnahme von MECHAU 2001; SCHRODE

1986) betrachten ausschließlich die mittleren Alpha-Frequenzen (MAF) und Beta-

Frequenzen. Diese Frequenzen besitzen eine bessere Signalstabilität (geringere

Störanfälligkeit) (SCHUMANN & SEIBT 1993, S. 169). Damit erhöhen die Autoren die

Aussagekraft ihrer Forschungsergebnisse (Annahme des Verfassers).

Aus verschiedenen Arbeiten geht hervor (MECHAU 2001, STOCK ET AL. 1996

YOUNGSTEDT ET AL. 1983), dass sportliche Beanspruchungen in mehreren EEG-Fre-

quenzbändern für Veränderungen sorgen. Deshalb sollte auf deren Messung, trotz

noch fehlender Erklärungsansätze, nicht verzichtet werden (u.a. MECHAU 1998). Diese

These wird beim Literaturüberblick zum zweiten Forschungsschwerpunkt dieser Arbeit

verdeutlicht.

3.2.2.1 Ermüdende Belastungsauswirkungen auf elektrophysiologische, zen-

tralnervale Einflüsse bei kortikaler Bewegungsplanung und -steuerung

Resultat verschiedener Arbeiten ist, dass ermüdende Muskelarbeit Einfluss auf die

Qualität der Bewegungsausführung hat (BENDAHAN ET AL. 2004; NORDLUND ET AL.

2004; GANDEVIA 2001; LATASH ET AL.1994). Dies wird mit der Unfähigkeit, Kraftwerte

aufrecht zu erhalten begründet (ebd.). Beispielsweise wird das Beibehalten des

Gleichgewichts beeinflusst (GANDEVIA 2001; JOHNSTON ET AL. 1998), die Stabilität der

Muskelkoordination in Mitleidenschaft gezogen (CARPENTER ET AL. 1998) und die Be-

wegungskontrolle der Extremitäten erschwert (JARIC ET AL.1997).

Die Datenlage zu ermüdungsbedingten Veränderungen in biochemischen Prozessen

und Muskelstoffwechsel ist relativ gut (ALLEN & WESTERBLAD 2001; KENT-BRAUN 1999;

WESTERBLAD ET AL. 1998; SHALIN ET AL. 1998). Ebenso gut untersucht sind die Verän-

derungen im Rekrutierungs- und Feuerungsverhalten der motorischen Einheiten (MU)

der Muskulatur im ermüdeten Zustand (LATTIER ET AL. 2004; PAASUKE ET AL. 1999;

ESPOSITO ET AL. 1998; MORITANI ET AL. 1986; MORITANI ET AL. 1985). Weniger ist über

das ZNS und dessen „zentrale Einflussnahme“ bei Erschöpfung bekannt. Hieraus leitet

sich der erste Forschungsschwerpunkt dieser Arbeit ab. Häufig wird eine zentral ver-

mittelte Einflussnahme auf die MU Aktivität bei Ermüdung angenommen (BIGLAND-

Theoretische Betrachtung 14

RITCHIE ET AL. 1986, CORCOS ET AL. 1989; GOTTLIEB 1993; KROGH-LUND & JORGENSEN

(1992); NORDLUND ET AL. 2004; LEPERS ET AL. 2002; CORCOS ET AL. 2002) ohne direkt

zentrale Messungen vorzuweisen. BIGLAND-RITCHIE ET AL. (1986) vermuten eine Be-

einflussung der Motorik durch veränderte zentralnervale Prozesse mit der Folge des

“...declining motor drive“, ohne Ursachen und Größen des Einflusses zu spezifizieren.

LEPERS ET AL. (2002) stellen diese „zentrale Antriebsabnahme“ erst nach langer Belas-

tungsdauer fest. Auch GOTTLIEB (1993) und CORCOS ET AL. (1989) schließen auf die

zentrale Einflussnahme in ihren Modellen zur Organisation bei Eingelenksbewegungen

nach EMG-Studien. Bei diesen Forschungsansätzen wird häufig nur die agonistische

Muskelgruppe betrachtet, obwohl funktional die Bewegung nur in Koordination mit dem

Antagonisten gelingt. Bis auf JARIC ET AL. (1997), die den Agonisten mehr Beteiligung

an ermüdungsbedingter Veränderung zuschreiben als vergleichsweise der antagonisti-

schen Muskulatur, wurde die Rolle der Antagonisten bei ermüdender Muskelarbeit

nicht untersucht.

Ebenso untersuchen KROGH-LUND & JORGENSEN (1992) die Veränderungen im myo-

elektrischen Leistungsspektrum und stellen Zusammenhänge zwischen Leitgeschwin-

digkeit und Frequenzfeuerungsrate her. Hieraus leiten die Autoren (ebd.) die zentrale

Einflussnahme ab, obwohl nur periphere Messparameter vorliegen.

Studien, die die zentralen Einflüsse bei ermüdenden Muskelbeanspruchungen mess-

technisch zu erfassen versuchen, bedienen sich hauptsächlich der „Transkranialen

Magnet Stimulation“ (TMS). Bei dieser Methode wird der Kortex durch einen externen

Magnetimpuls stimuliert. Dessen elektrische Antworten rufen im Zielmuskel-EMG spe-

zifische Veränderungen hervor, die als „motor evoked potentials“ (MEPs) und „silent

periods“ (SP) Rückschlüsse auf kortikale Interaktionen zulassen (GANDEVIA 2001;

1998; LIEPERT ET AL. 2001; TERGAU ET AL. 2000; TAYLOR ET AL. 1996; MCKAY ET AL.

1996; LJUBISABLEJEVIC ET AL. 1996).

TMS kann aber keine Information über bewegungsvorbereitende, kontrollierende und

steuernde Prozesse bei und nach ermüdender Belastung liefern. Außerdem spiegelt

das Verfahren nicht die natürlichen elektrophysiologischen Prozesse wider, da das In-

itiierungssignal aus externer Stimulation und nicht aus willkürlichem Verhalten stammt.

Dies ist aber von Bedeutung, denn auch oder gerade die Willkür oder der Wille kann

neurophysiologisch gehemmt sein, z.B. als Folge eines ermüdenden Prozesses. Die-

ser Prozess besitzt einen lokalen Bezug zwischen MI versus SMA und limbischem Sy-

stem.

Theoretische Betrachtung 15

Eine Untersuchungsmöglichkeit bietet das EEG mit der Erfassung motorisch evozierter

kortikaler Potentialverläufe (MRCPs) während bzw. vor willkürlicher Bewegungshand-

lungen im Zustand zunehmender Ermüdung.

Die MRCPs beinhalten terminologisch die bewegungsabhängigen hirnelektrischen

Phänomene früherer Forschung, wie Contingent-Negativ-Variation (CNV), Bereit-

schaftspotentialverläufe (BPs) und langsame Gleichspannungsverschiebungen vor der

eigentlichen Bewegung. Da diese Potentialformen das bioelektrische Korrelat zerebra-

ler Entscheidungs- und Kontrollprozesse vor zielgerichteten, willkürlichen Bewegungs-

handlungen darstellen (KORNHUBER ET AL.1980, S. 239; SCHOBER 1987), können auch

die MRCPs so interpretiert werden. Als Generatoren für die MRCPs werden die sup-

plementär-motorischen Areale (SMA) bzw. der Primär- (MI) und Sekundär-Motorkortex

(MII) angesehen (KNÖSCHE ET AL. 1996, S. 186; PRAAMSTRA ET AL. 1996, S. 473;

DEECKE 1990, S. 617FF). Mit der Vielzahl von Verbindungen der SMA zum limbischen

System und den Basalganglien, Thalamus und Kleinhirn (BROOKS ET AL. 1986, S. 211),

wird über diese Hirnregionen eine steuernde Einflussnahme des Antriebs und/oder der

Motivation bei der Vorbereitung von Willkürbewegungen vermutet (ROLAND 1985, S.

160). Die SMA scheint neben der MI eine der Schlüsselstrukturen bei der kortikalen

Bewegungsplanung zu sein. Ihr wird besonders bei komplexeren bimanuellen Bewe-

gungsabläufen eine Timingfunktion zugesprochen (DEECKE ET AL. 1985, S. 151FF).

Magnetenzephalographische Untersuchungen von DEECKE (1990, S. 617) zeigen, dass

die SMA bei komplexeren Bewegungen zeitlich früher aktiv ist als die MI (vgl. DEECKE

ET AL. 1985, S. 151). Bei kortikaler „Bewegungsentstehung“, das verdeutlichen Blut-

flussuntersuchungen, ist die SMA bereits bei reinen Bewegungsvorstellungen aktiv

(ROLAND 1985, S. 157), während der primär-motorische Kortex (MI) nur bei tatsächli-

cher Ausführung aktiv ist. Das wird auch im Vergleich aktiver mit passiver Tretkurbel-

arbeit mittels PET Verfahren bestätigt (CHRISTENSEN ET AL. 2000). Bei der MI Aktivität

wird eine direkte Ansteuerung der korticospinalen Bahnen vermutet (ROLAND 1985;

KLINKE & SILBERNAGEL 1994, S. 618) mit Einfluss auf Kraft und Richtungseinstellung

(SCHMIDT & BIRBAUMER 1995, S. 121), während die SMA mehr Bewegungskontroll-

funktion besitzt (SHAYOUN ET AL. 2004; BABILONI ET AL. 2003). Vor der eigentlichen will-

kürlichen Bewegung zu den Zeiten der internen kortikalen Programmierung werden

über diese Kortexregionen die langsamen, negativen MRCPs registriert (PICKENHAIN ET

AL. 1985, S. 227). Unterschiede bei den MRCPs scheinen auf unterschiedliche Zell-

aktivität der motorischen Kortizes bei der Bewegungsgenerierung, durch Verrechnung

Theoretische Betrachtung 16

interner und externer Modalitäten zustande zu kommen (vgl. BRUNIA & VAN BOXTEL

2000, S. 510F).

Hierin scheint sich ein wissenschaftlicher Weg zur Erforschung der kortikalen Bewe-

gungsplanung und -kontrolle anzudeuten, der ebenso die kompensatorischen Verände-

rungen bei zunehmender physischer Beanspruchung zu erfassen vermag. (vgl. Hallett

1994).

Während die Grundlagen zum MRCP und Bewegungshandlungen gut erarbeitet sind -

ein zusammenfassender Überblick findet sich bei BARTHEL (1998) - existieren nur we-

nige Arbeiten, die sich mit ermüdenden Belastungsauswirkungen bei willkürlichen Be-

wegungshandlungen und deren elektrischen kortikalen Repräsentationen beschäftigen

(BARTHEL ET AL. 2002; JOHNSTON ET AL. 2001; SLOBOUNOV ET AL.1999; FREUDE &

ULLSPERGER 1987).

Der negative MRCP-Verlauf beinhaltet Komponenten bzw. Parameter, deren Amplitu-

den und Latenzen vor Bewegungsbeginn spezifische Informationsverarbeitung der kor-

tikalen Bewegungsplanung widerspiegeln. Zu frühen Komponenten zählen ausgehend

vom MRCP-onset: die langsam steigende Negativität ca.-1500 ms bis -400 ms vor Be-

wegungsbeginn, das Bereitschaftspotential (BP) (engl. (RP)). Zu den späten Kompo-

nenten von -400 ms bis Bewegungsbeginn zählen die durch stärker ansteigender Ne-

gativität geprägten Potentiale, wie die „negative slope“ (NS‘) und die „motor potentials“

(MP) unmittelbar vor Bewegungsbeginn (HALLETT 1994, 2002 Internetquelle). Letzteren

werden eindeutige Beziehungen zur aufgewandten Kraft und Geschwindigkeit der Ziel-

bewegung zugeschrieben (SLOBOUNOV ET AL. 1998, SIEMIONOV ET AL. 2000).

SLOBOUNOV ET AL. (ebd.) finden in den späten MRCP-Komponenten eine Belastungs-

abhängigkeit mit größerer frontaler und präzentraler Aktivierung (Negativierung). Diese

kraftabhängigen größeren MRCP-Negativierungen in fronto-zentralen und zentralen

Hirnarealen reflektieren größere SMA-Aktivität (ODA ET AL. 1996, S. 252). Die MPs re-

präsentieren nach SLOBOUNOV ET AL. (ebd.) die zentral organisierte neurale Aktivität

des planenden Subjekts zur Erfüllung seines Handlungsziels. Methodisch sind bei

SLOBOUNOV ET AL. (1999) Einflüsse durch Orientierungsreaktionen nicht ausgeschlos-

sen9.

Der Ermüdungsaspekt im MRCP wird von FREUDE & ULLSPERGER (1987) bei einfachen

repetitiven Handkontraktionen (Faustschlüssen) unterschiedlicher Beanspruchungen

(20%, 50% und 80% „maximal voluntary contractions“ (MVC)) untersucht. Sie stellen

9 Autoren arbeiteten mit visuellem Feedback zur Bewegungsstandardisierung (Geschwindigkeit,

Bewegungsausmaß) bei verschiedenen Belastungen.

Theoretische Betrachtung 17

ebenfalls eine Kraftabhängigkeit der MRCPs fest (ebd.). Mit zunehmender „Ermüdung“

(nachlassende Kraft bei 80%MVC) nehmen die BPs zu. Außerdem finden sie bei ge-

ringkräftigen Faustschlussbewegungen (20%MVC) ebenfalls ein ansteigendes BP.

Dieses Phänomen wurde von den Wissenschaftlern mit dem größeren Einsatz von

Konzentration und Aufmerksamkeit interpretiert (ebd.). Damit zeigen die Autoren, dass

affektive Fähigkeiten Einfluss auf kortikale Bewegungsplanung nehmen können und

fordern die weitere Untersuchung zum MRCP unter Ermüdung mit Berücksichtigung

dieser psychologischen Aspekte (vgl. FREUDE & ULLSPERGER 1987).

In einer zweiten MRCP-Studie mit progressiver Muskelermüdung bei Greifbewegungen

(„maximal voluntary contractions“ (MVCs)) stellen JOHNSTON ET AL. (2001) einen di-

rekten Zusammenhang zwischen Motorkortex und Aktionslevel des Alphamotoneu-

ronenpools in Aussicht. Sie finden bei zunehmender Ermüdung eine kortikale Aktivie-

rung (Zunahme der MRCPs), besonders im supplementär-motorischen Areal (SMA)

und den sensomotorischen Arealen. Dies wird jüngst in einer PET-Studie VON

KOROTKOV ET AL. (2005) unterstützt. Die Autoren bestätigen die zunehmende kortikale

Aktivierung in motorischen (u.a. MI, SMA) und somatosensorischen (SI, SII, SAA) Rin-

dengebieten und deuten diese als Anstrengung, um im Ermüdungszustand Kraftwerte

aufrecht zu erhalten. Nach Meinung der Autoren werden im Zustand zunehmender Er-

müdung insbesondere die sensorischen Hirnregionen auf höhere „Reizlevel“ aktiviert,

so dass Afferenzen weniger wirksam werden und der Kraftoutput erhalten bleibt. Der

Ermüdungszustand wird in der zitierten Arbeit mit nachlassendem Kraftniveau bei nur

50% MVC definiert und die übliche pre-post MVC nachträglich durch Kontolluntersu-

chung (ohne PET) überprüft und bestätigt. Aber auch wenn ein Ermüdungszustand

möglicherweise nicht erreicht wird, sind kortikale Kompensationen bei muskulären Be-

anspruchungen, infolgedessen möglicherweise sensorisch afferente Einflussänderun-

gen entstehen, denkbar. Zumindest sieht GANDEVIA (1998) die kompensatorischen Me-

chanismen bei Ermüdungsphänomenen bereits oder gerade vor den sichtbaren Bewe-

gungsbeeinträchtigungen. Zusammenfassend lässt sich folgendes festhalten:

Sowohl bei JOHNSTON ET AL. (2001) als auch bei allen Studien, die ermüdende, er-

schöpfende muskuläre Beanspruchungen und deren kortikale Auswirkungen auf die

Bewegungskontrolle untersuchen, ist keine Trennung zwischen zentralen und periphe-

ren Ermüdungsphänomenen möglich. Immer wird die ausführende Testbewegungs-

muskulatur im Untersuchungsdesign gleichzeitig mitbeansprucht und ermüdet. Außer-

dem handelt es sich überwiegend um kleine isolierte Bewegungen (Kontraktionsbewe-

gungen), die mehr dem Test dienen, als dass sie eine „Bewegungsbedeutung“ besit-

Theoretische Betrachtung 18

zen. Im übernächsten Kapitel wird der Untersuchungsansatz dieser Arbeit hergeleitet,

der eine sportmotorische Bewegungshandlung in das MRCP-Testparadigma integriert

und Beanspruchungssituationen so gestaltet, dass periphere Ermüdungseinflüsse

methodisch ausgeschlossen werden können.

3.2.2.2 Einfluss der Leistungsfähigkeit auf die kortikale Umstellung von Ermü-

dung auf Erholung und Wiederherstellung und deren elektrischer Dar-

stellung im EEG

Im folgenden zweiten Forschungsschwerpunkt wird der Einfluss der Ausdauerleis-

tungsfähigkeit auf die kortikale Umstellung im Nachbelastungs-EEG untersucht.

Die Kenntnisse über Auswirkungen von unterschiedlicher Ausdauerleistungsfähigkeit

bspw. auf die sympatho-adrenerge Regulation (LEHMANN & KEUL 1987; MEREDITH ET

AL. 1991; PLOURDE ET AL. 1991) und Regeneration im Muskelstoffwechsel (MCCULLY ET

AL. 1992; 1989; KUNO ET AL. 1992) sind recht fundiert. Nur wenige Arbeiten beschäfti-

gen sich mit den elektro-„physiologischen“ Vorgängen in der Umstellungsphase im ge-

sunden menschlichen Gehirn nach sportlicher Beanspruchung (ODA ET AL. 1999;

MECHAU ET AL. 1998; STOCK ET AL. 1996; KUBITZ & MOTT 1996). Die Untersuchung der

„Erholungsphase“ im EEG wird oft beschränkt auf Alpha1- bzw. Alpha2- und Beta1-

Frequenzen (KUBITZ & MOTT 1996; JACOBS ET AL. 1996). Aber STOCK ET AL. (1996) fin-

den in der Erholungsphase nach Krafttraining ebenfalls Veränderungen im Delta-,

Theta- und Beta2-Frequenzband. Ebenso kann man im Tierexperiment das Auftreten

langsamer EEG-Frequenzen mit Erschöpfungszuständen nachweisen (ANGYAN &

CZOPF 1998). Dass die hirnelektrischen Aktivitäten nach erschöpfenden Beanspru-

chungen längere Zeit verändert sind, zeigen die Arbeiten von MECHAU ET AL. (1998).

Obwohl bei der Autorin (ebd.) das Hauptinteresse der differenzierten Belastungsaus-

wirkungen auf die kortikale Hirnaktivität galt, ist hier selbst nach 30- minütiger Erholung

eine erhöhte Alpha1- und Beta-Leistungsdichte gegenüber der Ausgangsmessung

feststellbar. Unter Einfluss von autogenem Training finden JACOBS & LUBAR (1989)

beim Menschen eine Zunahme der Theta- und Abnahme der Alpha1-Leistung. Da bei

keiner dieser Arbeiten nach Leistungsfähigkeit differenziert wird, ist nach wie vor un-

klar, wie sich eine gute Ausdauerleistungsfähigkeit in der kortikalen Umstellung von

Ergotropie in Trophotropie auswirkt.

Da neben dem Trainingszustand auch die psychophysische Belastung die sympatho-

adrenerge Regulation beeinflusst (STOCK 1993), sind Unterschiede im zentralnervalen

Regenerationsprozess zu erwarten. Die downregulierende Aktivität im Zentralnerven-

Theoretische Betrachtung 19

system lässt sich mittels moderner EEG-Mappingmethoden analysieren und gibt somit

die Möglichkeit, grundsätzliche Umstellungsprozesse nicht nur auf peripherer Ebene zu

studieren. Zur Untersuchung der Ausdauerleistungsfähigkeit auf die Umstellungsfähig-

keit im zentralen Nervensystem nach standardisierter physischer Stressbelastung

diente das Studiendesign zum Belastungskomplex 2.

4 Übergang vom Theoretischen zum Praktischen, eigene For-

schungsansätze und -hypothesen

Nach vorangegangener Literaturübersicht lässt sich zusammenfassend feststellen,

dass es kaum wissenschaftlichen Kenntnisse gibt, wie das ZNS Ermüdungseinflüsse

bei willkürlicher kortikaler Bewegungsgenerierung zu kompensieren vermag. Die mei-

sten Studien basieren auf kleinen isolierten Testbewegungen und/oder maximalen

isometrischen willentlichen Kontraktionsaufgaben (MVC), oder sie stimulieren extern

(TMS) und schließen aus EMG Antworten auf kortikale Einflussnahme bei peripherer

Muskelaktivität (EMG-Quantifiziert). Mit den aus dem EEG ermittelten MRCPs scheint

sich ein wissenschaftlicher Weg zur Erforschung der kortikalen Bewegungsplanung

und –kontrolle zu eröffnen, der ebenso die kompensatorischen hirnelektrischen Verän-

derungen bei zunehmender physischer Beanspruchung zu erfassen vermag. Die

MRCPs stellen das bioelektrische Korrelat zerebraler Entscheidungs- und Kontrollpro-

zesse vor zielgerichteten, willkürlichen Bewegungshandlungen dar, die durch Nerven-

zellaktivität der motorischen Kortizes bei der Bewegungsgenerierung zustande kom-

men. Nur zwei Studien behandeln streng kontrolliert die kortikale Bewegungsgenerie-

rung in MRCPs bei muskulärer Ermüdung (JOHNSTON ET AL. 2001; FREUDE &

ULLSPERGER 1987).

Bei keiner Arbeit ist eine Trennung zwischen zentralen und peripheren Ermüdungs-

phänomenen möglich. Die ausführende Testbewegungsmuskulatur wird in den Unter-

suchungsdesignen immer gleichzeitig mitbeansprucht und „ermüdet“.

Für eine Weiterentwicklung ist es nötig, die erschöpfende, ermüdende Belastung mit

unterschiedlichen Muskelgruppen in vergleichbarer Weise zu erzeugen, so dass es

mindestens eine vergleichbare Bedingung mit ausgeruhter Testbewegungsmuskulatur

gibt. Darüber hinaus sollte eine kontrollierbare, willkürliche sportmotorische Bewe-

gungshandlung in das MRCP-Testparadigma eingebracht werden, um mögliche affek-

Theoretische Betrachtung 20

tive Einflüsse wie Leistungswille und Motivation in ihrer kortikalen Kompensationsei-

genschaft im MRCP besser widerzuspiegeln.

Unter diesen Aspekten entsteht der erste Untersuchungsansatz, der im Weiteren als

„Belastungskomplex 1“ bezeichnet wird.

Ferner gibt es nach Literatursichtung zum zweiten Forschungsansatz keine Kenntnis

über die kortikale Umstellung im gesamten elektrischen Leistungsspektrum in Abhän-

gigkeit von der individuellen maximalen Leistungsfähigkeit und deren Beziehung zu

bekannten peripheren Beanspruchungsparametern.

Aus diesem Grund werden im einem weiteren Projekt mit der Bezeichnung „Belas-

tungskomplex 2“ zur Erweiterung des Wissensstandes über den Beanspruchungs-Er-

holungs-Zyklus die natürlichen elektrophysiologischen Prozesse im Gehirn nach er-

schöpfender Belastung im gesamten EEG-Spektrum dargestellt. Weiterhin wird der

Einfluss der Leistungsfähigkeit auf die kortikale Downregulation untersucht und die kor-

relativen Zusammenhänge zur sympathico-adrenergen Regulation betrachtet.

Es ergeben sich folgende Hypothesen für die hirnelektrischen Untersuchungsansätze

im Belastungskomplex 1 und 2.

4.1 Hypothesen zum Belastungskomplex 1:

(1.1) MRCPs sind auch nach hoher dynamischer Beanspruchung ableitbar.

(1.2) Nach hoher dynamischer Beanspruchung zeigen diese MRCPs Unterschiede

gegenüber dem Zustand in Ruhe als Ursache einer veränderten „zentralnervö-

sen Aktivierungssituation“.

(1.3) Diese belastungsabhängigen MRCP-Veränderungen werden durch lokale Be-

anspruchungszustände der Testbewegungsmuskulatur beeinflusst.

(1.4) Die MRCP-Veränderungen sind ebenfalls nachweisbar, wenn die Testbewe-

gung mit nicht beanspruchter Muskulatur ausgeführt wird.

(1.5) Auch rein kognitiv erschöpfende Beanspruchungen beeinflussen die sich im

MRCP abbildende, kortikale Bewegungsvorbereitung.

4.2 Hypothesen zum Belastungskomplex 2:

(2.1) Zur Einschätzung der natürlichen elektrophysiologischen Umstellungsprozesse

im Gehirn nach erschöpfender Belastung reicht eine alleinige Betrachtung der

Alpha- und Beta-Frequenzen nicht mehr aus.

(2.2) Es zeigen sich Unterschiede der kortikalen „Downregulation“ in Abhängigkeit

zur aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit.

Theoretische Betrachtung 21

(2.3) Es gibt Zusammenhänge zwischen zentraler hirnelektrischer und peripherer

sympathico-adrenerger Umstellungsreaktionen nach erschöpfenden Beanspru-

chungen.

Methodik 22

5 Methodik

Das Kapitel Methodik gliedert sich in die folgenden drei Bereiche (A-C):

Der erste Teil (A) stellt die beiden Untersuchungsansätze vor und erklärt, bei wem was

zu welchem Zeitpunkt gemessen wurde. Es werden spezifische Bedingungen der

durchgeführten Studienreihen zum Belastungskomplex 1 und zum Belastungskomplex

2, aufgrund der unterschiedlichen Zielsetzungen, nacheinander vorgestellt.

Im weiteren Teil (B) werden allgemeine Bedingungen zu den durchgeführten Untersu-

chungsreihen und Studiendesigns aufgeführt.

Anschließend werden im dritten Abschnitt (C) die Messmethoden und die Registrier-

technik, der erhobenen Parameter sowie deren Bestimmung und die verwendeten sta-

tistischen Prozeduren für die beiden Untersuchungskomplexe dargestellt.

In der vorliegenden Abhandlung werden die zusätzlich durchgeführten Supplementa-

tionsuntersuchungen im Belastungskomplex 1 (Fahrradergometer Belastung) und Be-

lastungskomplex 2 nicht dargestellt. Hierbei sind unterschiedliche Substanzen rando-

misiert, placebo-kontrolliert und doppelblind auf ihre zentralnervöse Wirkung hin gete-

stet worden. Die in dieser Arbeit vorgestellten Studien stellen jeweils die Placebo-

Versuchsreihen dar und sind somit nicht durch die getesteten Substrate beeinflusst.

Einige Untersuchungen zum Belastungskomplex 1 und 2 erfuhren vom Bundesinstitut

für Sportwissenschaft (BISp) finanzielle Förderung (VF 0407/01/36/98 und Az

0407/01/30/2002). Folgende Veröffentlichungen sind daraus hervorgegangen: (WEHR

1998; BAUM ET AL. 1999; BARTHEL & WEIß 2002; BARTHEL ET AL. 2002; 2001; 2000;

BAUM & WEIß 2001; REINSBERGER ET AL. 2003; 2001; WEIß ET AL. 2001).

5.1 Methodik A: Untersuchungsansätze für Belastungskomplex 1 und 2

Die Untersuchungsansätze wurden so entwickelt, dass die Probanden einem reprodu-

zierbaren, standardisierten, individuell angepassten physischen/ psychischen Stress

ausgesetzt waren. In dessen Folge wurden hirnelektrische Vorgänge der Probanden in

einer Testbewegung (Belastungskomplex 1) oder bei deren Umstellprozessen in der

Nachbelastungsphase (Belastungskomplex 2) ermittelt.

Methodik 23

5.1.1 Belastungskomplex 1

Zur Untersuchung der kortikalen Belastungsauswirkungen diente die Messung der

MRCPs im EEG vor willkürlichen Pedalantritten in einem selbst entwickelten Testpara-

digma (BARTHEL 1998).

Es wurden drei Studien (unabhängige Variable) mit unterschiedlichem Belastungs-

regime durchgeführt, innerhalb derer die MRCPs bei willkürlichen Pedalantritten mit

beanspruchter oder unbeanspruchter Bewegungsmuskulatur nach unterschiedlich ho-

hen Belastungsintensitäten ermittelt wurden (abhängige Variablen) (siehe Abb. 1):

I. Fahrradergometrie (FB): erschöpfende10 Stufenbelastung (Beanspruchungs-

situation durch zunehmende Herz-Kreislaufbelastung mit gleichzeitiger Belas-

tung der Testbewegungsmuskulatur für die MRCPs)

II. Armkurbelergometrie (OB): erschöpfende10 Stufenbelastung (Beanspruchungs-

situation durch zunehmende Herz-Kreislaufbelastung ohne Belastung der Test-

bewegungsmuskulatur für die MRCPs)

III. Kognitive, mentale Belastung (KB): Ein auf vierzig Minuten ausgedehnter Kon-

zentrations-Leistungs-Test (KLT) (DÜKER & LIENERT 1959) (Beanspruchungssi-

tuation rein kognitive Belastung, ohne körperliche Belastung)

Abb. 1: Untersuchungsschema zum Belastungskomplex 1: Erfassung der MRCPs bei willkürli-

chen Pedalantritten mit dem rechten Bein nach vorausgehenden Belastungsregimen: Nach in-

dividuell angepasster, erschöpfender Fahrradergometer- (FB) bzw. Oberarmergometrie- (OB)

sowie „Kognitiver Belastung“ (KB).

10Zustand, der trotz großer Willensanstrengung zum Belastungsabbruch führte.

Methodik 24

5.1.1.1 Probanden

Insgesamt nahmen 17 freiwillige, trainierte Ausdauersportler11 an den Studien teil.

Krankheitsbedingt mussten zwei Teilnehmer nach den ersten Voruntersuchungen aus-

geschlossen werden. Tab. 1 zeigt Sportart- und Trainingsanamnese und Leistungsfä-

higkeit der Teilnehmer an den einzelnen Teilstudien. 15 Teilnehmer beendeten die FB-

Studie. Bei einem Teilnehmer gelang die MRCP-Auswertung aufgrund starker Gleich-

spannungsschwankungen nicht.

14 gesunde, ausdauertrainierte Sportler aus verschiedenen Disziplinen verblieben

schließlich zur Analyse der FB-Untersuchung (Tab. 1). Bis auf einen Teilnehmer12 wa-

ren hier alle ausgewiesene Rechtshänder (n=13) ermittelt durch die vom Autor über-

setzte Fassung (BARTHEL 1998) des „Edinburgh Handedness Inventory“ (EHI) nach

OLDFIELD (1971) (siehe Tab. 2 Lateralität).

In der Testreihe OB verblieben 11 männliche, ausdauertrainierte Sportler verschiede-

ner Disziplinen mit eindeutiger Rechtshändigkeit im (EHI) (Tab.1, Tab.2).

Den Testdurchgang KB absolvierten 10 rechtshändige Sportler (siehe Tab.1, Tab.2).

Tab. 1: Sportdisziplinbezogene Probandengruppierung der einzelnen Studien (Studien: Fahr-

rad- (FB), Armkurbelergometrie- (OB) und Kognitive Belastung (KB)) in Anzahl [n] und Mittel-

wert / Standardabweichung (Mw) / (SD)

Diszi-

plin

Grup-

Triathlon

Anzahl [n]

Radsport

Anzahl [n]

Laufen

Anzahl [n]

Trainings

-zeit

[Jahre]

Umfang

[Std/

Woche]

Leistungs-

fähigkeit

relativ

[Watt/Kg]

FB 7437

2,0 12

2,0 4,8

0,5

OB 7226

2,0 12

2,0 4,9

0,3

KB 6226

2,0 12

2,0 4,9

0,5

11 Einschlusskriterien: Trainingszeit >10h / Woche über Trainingsjahre> 3 Jahre.

12 Nach individueller Prüfung der MRCP-Daten konnte der Proband zwecks Probandenmaximie-

rung im Untersuchungskollektiv belassen werden.

Methodik 25

Tab. 2: Anthropometrische Daten der Probanden (Studien: Fahrrad- (FB), Armkurbelergometrie-

(OB) und Kognitive Belastung (KB)) in Mittelwert und Standardabweichung

Studie Anzahl

[n]

Alter

[Jahre]

Gewicht

[kg]

Größe

[cm]

Lateralität

[score]

Links-

füßig

[n]

Rechts-

FB 14 26

3 71,8

3,6 178,9

5,6 67,4

46 6 8

OB 11 25

4 72,2

3,8 178,6

4,6 76,1

24 5 6

KB 10 25

4 72,6

3,2 178,5

4,9 77,0

25 5 5

füßig

[n]

5.1.1.2 Untersuchungsdesigns

Die Gruppen der Studien FB und OB unterzogen sich jeweils einer wöchentlich vor-

ausgehenden Voruntersuchung und der eigentlichen Hauptuntersuchung, wohingegen

die Studie KB nur aus einer Hauptuntersuchung bestand.

5.1.1.2.1 Voruntersuchung

Bei der Vortestterminierung wurde das Probandenkollektiv nach Befragung im Vorfeld

in Vor- und Nachmittagsgruppen unterteilt, wobei die persönlichen Vorlieben wie

„Frühaufsteher“ oder „Morgenmuffel“ berücksichtigt wurden. Die persönlichen Vorlie-

ben fanden zur Vermeidung zirkadianer Einflussnahme (MECHAU 1998) bei den Vor-

untersuchungen und Hauptuntersuchungsterminen Berücksichtigung und wurden bei

allen Untersuchungsgängen eingehalten.

Der Gesundheitszustand und die sportliche Belastbarkeit wurden durch eine medizini-

sche Anamnese, ein Elektrokardiogramm (EKG) und einen Leistungstest innerhalb der

Voruntersuchung ermittelt und sichergestellt. Nach Erfüllung der studienspezifischen

Probandenkriterien wurde die Präferenz der dominanten Bewegungslateralität über ei-

nen Händigkeitstest ermittelt und das Sprungbein erfragt. Anschließend wurden die

Probanden mit dem jeweiligen Studienablauf vertraut gemacht. Zur Gewöhnung an die

Testsituation, das Labor, die Untersucher und die Messapparatur wurden die Teilneh-

mer komplett mit allen Messaufnehmern ausgerüstet.

Danach übten sie nach genauer Instruktion den MRCP-Testablauf.

Vor dem eigentlichen Leistungstest erfolgte eine 15- bis 20-minütige Ruhephase in be-

quemer Sitzposition zur Vermeidung von Orthostasereaktionen in einem ruhigen, ab-

gedunkelten separierten Raum.

Methodik 26

Zur Leistungsfeststellung absolvierten die Probanden einen Stufentest mit einem Dreh-

kurbel-Ergometer13 bis zum erschöpfungsbedingten Abbruch.

In den Voruntersuchungen FB und OB wurde im Ergometertest ein Standard-Belas-

tungsschema gewählt (siehe Abb. 3 und Abb. 4), so dass es keine durch die Messung

hervorgerufenen unkalkulierten Erholungszeiten gab. Die Vortestbelastungen hatten

folgende Schemata:

Fahrradergometrie (FB): Anfangsleistung=100 Watt; Stufendauer ∆t=6 min; Leistungs-

steigerung ∆P=50 Watt).

Oberarmergometrie (OB): Anfangsleistung=30 Watt; Stufendauer ∆t=5 min; Leistungs-

steigerung ∆P=20 Watt.

Der Vortestablauf nach der Ruhephase wird in Abb.3 veranschaulicht.

Abb. 2: Foto vom Vortest

zeigt Probanden mit

Messaufnehmern; im

Hintergrund den Unter-

sucher, der den Proban-

den über den späteren

Untersuchungsablauf in-

struiert.

Abb. 3: Schematische Darstellung der Leistungsvortests zu Studie

FB und OB nach Vorbereitung und Ruhephase.

Individuelle Beanspruchungsdefinition

Damit die individuellen Belastungsabstufungen trotz unterschiedlicher Belastungsregi-

me (FB und OB) eine vergleichbare Beanspruchungssituation herbeiführten, wurden

die Stufenbelastungen über definierte Stoffwechselcharakteristika der Laktat-

Leistungskurven vergleichbar ermittelt (Tab. 3).

13 Umbaubar, Fahrrad-Oberarmergometer (Excalibur Typ 911900, Fa. Lode, Groningen).

Methodik 27

Tab. 3: Ermittlung der Belastungsabstufungen für die Hauptuntersuchungen und Angleichung

anhand definierter Stoffwechselcharakteristika

Belastungsstufe Stoffwechselcharakteristik

Laktatkonzentration

in mmol/l

Erwärmung (1) Laktatelimination >> Laktatproduktion <2

Belastungstufen (2,3,4)

submaximaler Bereich

Mischstoffwechsel:

aerob-anaerober Übergangsbereich

beginnende Laktatakkumulation

2-4

Maximalstufe (5) Laktatproduktion >> Laktatelimination

anaerober Energiestoffwechsel

>6,5

Die Belastungshöhe für die Aufwärmphase (10 Minuten) sollte demnach in Höhe des

Basislaktats (aerobe Energiebereitstellung) liegen. Für die weitere stufenförmig anstei-

gende, submaximale Belastungscharakteristik von 3 Stufen mit jeweils 6 bzw. 5 Minu-

ten wurde der Bereich des aerob-anaeroben Energiestoffwechsels vereinbart. Die ma-

ximale Belastungsstufe (6 bzw. 5 Minuten) wurde durch die Bilanzierung vorwiegend

anaerober Energiebereitstellung definiert und sollte demnach nahe der maximalen Lei-

stungsfähigkeit (siehe Tab. 3) liegen.

Die Tritt-/Kurbelfrequenz am Ergometer von 80-100 min-1 wurde bei allen Stufen ge-

fordert und konstant eingehalten.

5.1.1.2.2 Hauptuntersuchungen: Belastungsregime zum Belastungskomplex 1

In den Hauptuntersuchungen der Studien zum Belastungskomplex 1 (FB und OB) ab-

solvierten alle Probanden vergleichbare, definierte Belastungsintensitäten aus den er-

mittelten Vorgaben. Daraus ergaben sich folgende Regime (siehe Tab. 4 für FB

(BARTHEL ET AL. 2002) und Tab. 5 für OB).

Tab. 4: Belastungsregime für FB mit Stufenangabe und Stufenzeit. Die geforderte Stoffwechsel-

lage ist repräsentiert durch die Laktatkonzentration und den Leistungsanteil [%] der Vortest Lei-

stung (Pmax) in Mittelwert und Standardabweichung

Stufe Zeit

[Minuten]

Belastungsqualität Laktatkon-

zent

zentration

[mmol/l]

Leistungsanteil [%] der max.

Ausdauerleistung (Pmax)

110 Erwärmung unter 2 27 ± 6

2 6 um 2 44 ± 5

3 6 um 3-4 60 ± 5

4 6 Submax. Belastung um 5 77 ± 4

5 6 Maximale Belastung über 7 94 ± 4

Methodik 28

Tab. 5: Belastungsregime für OB mit Stufenangabe und Stufenzeit. Die geforderte Stoffwech-

sellage ist repräsentiert durch Laktatkonzentration und den Leistungsanteil [%] der Vortest Lei-

stung (Pmax) in Mittelwert und Standardabweichung

Stufe Zeit

[Minuten]

Belastungsqualität Laktatkon-

zentration

[mmol/l]

Leistungsanteil [%] der max.

Ausdauerleistung (Pmax)

110 Erwärmung unter 2 17 ± 5

2 5 um 2 36 ± 5

3 5 um 3-4 55 ± 5

4 5 Submax. Belastung um 4 73 ± 6

5 5 Maximale Belastung über 6 97 ± 5

Das Regime der Studie-KB sah für die Probanden eine rein kognitive Belastung vor.

Um eine allgemeine psychische Belastung zu initiieren wurde ein auf 40 Minuten aus-

gedehnter Konzentrations-Leistungs-Test, kurz KLT (Düker & Lienert), absolviert.

5.1.1.3 Belastungskomplex 1: Systemkreise und Beanspruchungsgrößen

Im Folgenden werden die zur Beurteilung herangezogenen Parameter verschiedenster

Teil-Systeme kurz vorgestellt. Genauere Informationen zur Bestimmungsmethode fol-

gen im Methodikteil C.

Methodik 29

Tab. 6a u. b: Systemkreise, Beanspruchungsgrößen und Parameter sowie deren Messzeiten

bei Belastungsregime FB, OB, KB im Belastungskomplex 1 (1= nur bei FB, 2=nur bei KB,

3=nicht bei KB)

System-

kreise

Beanspruch-

ungsgrößen

Parameter Bezeich-

nung

Ein-

heit

Messzeit-

punkte

Leistungsfähigkeit Pmax Watt Vortest

Ergometrieleistung

leistung

Stufenbelastungen P1-P5 Watt 1, 2, 3, 4,

Relative

Konzentrations-

leistung zur Norm

Klt-lrel % 5Konzentrations-

Leistungs-Test

(KLT)

Fehlerquotient FQ 5

Herzfrequenz HF 1/min R, 1, 2, 3,

4, 5

Peripheres-

System

Herz-Kreislauf

Blutdruck

RR mmHg R, 1, 4

, 5

Laktat La mmol/l R, 1, 2, 3,

4, 5

Meta-

bolisches

System

Muskelstoff-

wechsel

Ammoniak NH³ µmol/l R, (4

), 5

Erythrozyten Ery 10³/µl R, 5

Leukozyten Leu 106/µl R, 5

Blutzellen

Thrombozyten Throm 10³/µl R, 5

mean cell volum mcv µm³ R, 5

mean cell

hemoglobin

mch pg R, 5

Blutbild

Zelleigenschaften

mean cell

hemoglobin

concentration

mchc g/dl R, 5

Dopamin Dop nmol/l R, 5+25‘

Noradrenalin NA nmol/l R, 5+25‘

Stress-

System

Katecholamine

Adrenalin Anmol/l R, 5+25‘

Vitalität VT Punkte R, 5

Vigilanz VG Punkte R, 5

Intrapsychisches

Gleichgewicht

IG Punkte R, 5

Soziale

Extrovertiertheit

SE Punkte R, 5

Basler

Befindlichkeits

Skala (BBS)

Gesamtbefindlichkeit Sum Punkte R, 5

Frage Subjektive

Ausbelastung

Ja, etwas,

nein

Häufig

keit

Leistungs-Roh-Wert Klt-lrw Anzahl 5

Fehler-Roh-Wert Klt-frw Anzahl 5

Fehleranteil F% % 5

Relative

Konzentrationsleistu

ngen zur Norm

Klt-lrel % 5

Konzentrations-

Leistungs-Test

(KLT)

Fehlerquotient FQ 5

Psycho-

metrie

Edinburgh

Handeness

Inventory (EHI)

Lateralitätsquotient LQ +/-100 Vortest

Methodik 30

stem-

kreise

Beanspruch-

ungsgrößen

Parameter Bezeich-

nung

Ein-

heit

Messzeit-

punkte

Kraftäquivalenz Fmax VR, (1, 4)

Kraftzunahme pro

Zeit tan

V/s R, (1, 4)

Bewegungsverzö-

ger

gerung

tt-tp SR, (1, 4)

Kraftlatenz Tm-tt ms R, (1, 4)

Bewegungs-

system

Antritts-

bewegungen

Lateralitätsquotient LQ +/-100 R, (1, 4)

Früheste Prä-Trigger

Baselineabweichung

d. MRCP-Verlaufes

MRCPonse

ms R, (1, 4)

Maximale Prä-

Trigger MRCP-

Amplitude

MRCP-

max

µV R, (1, 4)

Zeitpunkt d.

MRCPmax, (Minus =

Prä-Trigger; Plus =

Post-Trigger

MRCP-

max-t

ms R, (1, 4)

MRCP-Ausmaß

Fläche unterhalb d.

Analogkurve

MRCP-

power

µV² R, (1, 4)

MRCP-Amplitude

bei –100 ms Prä-

Trigger

MRCP-

100

µV R, (1, 4)

Mittlere MRCP-

Amplitude zw. –100

bis 0 ms Prä-Trigger

MRCP-

100-0

µV R, (1, 4)

Zentrales

Nerven

System

(ZNS)

EEG / MRCP

über Mitte d.

frontalen (FZ),

zentralen (Cz),

parietalen (Pz)

Kortexregion

Mittlere MRCP-

Amplitude zw. –500

bis 100 ms Prä-

Trigger

MRCP-

5-100

µV R,(1,4)

5.1.1.4 Untersuchungsablauf zum Belastungskomplex 1

Der Zeitraum für die Hauptuntersuchungen lag zwischen 7-12 Uhr bei der Vormittags-

gruppe und zwischen 12-17 Uhr in der Nachmittagsgruppe. Die Probanden nahmen

um 8 Uhr/13 Uhr das Standardfrühstück im Institut ein, wobei die Nachmittagsgruppe

ihr erstes Frühstück nach Vorgabe (siehe Anhang II) zu Hause einnehmen durfte. Die

Stunde Vorlaufzeit zwischen Eintreffen und Frühstück war notwendig, um bei „nüchter-

nen“ Probanden zusätzlich Blut-, Urinanalysen- und Echokardiographiemessungen

durchzuführen (BAUM & WEIß 2001), die im Rahmen dieser Arbeit keine Darstellung

erfahren.

Der Untersuchungsstart war um 9.00 Uhr/14.00 Uhr. Die Probanden wurden mit den

Messaufnehmern14 versehen und wiederholten die Testinstruktionen. Anschließend

14 EEG-Haube, Electro-Cardio-Gramm (ECG), Elektro-oculo-gramm (EOG), Polar Sporttester.

Methodik 31

hatten die Teilnehmer eine 20-minütige Ruhephase, an deren Ende das subjektive Be-

finden erhoben wurde. Der Zeitpunkt nach der Ruhephase wurde als Null-Position oder

Ausgangswert für die Untersuchung angesehen. Nachdem eine venöse Blutentnahme

und eine zusätzliche Echokardiographie (Ergebnisse hier nicht vorgestellt BAUM & WEIß

2001) vorgenommen wurden, nahmen sie ihre Radfahrerposition auf dem Ergometer

ein und die Untersuchung begann mit besagter Ruhemessung (R)=MRCP im unbelas-

teten Zustand.

Anschließend folgte in den Studien FB und OB ein warm up am Ergometer, woran sich

die dazu gehörige Messphase (1)=MRCP anschloss. Darauffolgend traten bzw. kur-

belten die Probanden drei weitere Belastungsstufen à 6 bzw. 5 min bis zu ihrer indivi-

duellen submaximalen Belastungsstufe (4) mit sofort anschließender Messung

(4)=MRCP. Die letzte Stufe à 6 bzw. 5 min nahe maximaler Belastbarkeit (nach Vor-

test) wurde direkt im Anschluss mit dazugehöriger Messphase (5)=MRCP absolviert.

In der KB Studie entfiel eine Erwärmungs- und submaximale Messphase, so dass nur

die beiden Messungen: in Ruhe (R) und direkt nach Belastung (5) vorgenommen wur-

den. Abb. 4 zeigt schematisch die einzelnen Untersuchungsabläufe zum Belastungs-

komplex 1. Die Vorbereitung, die Ruhephase, die Befindlichkeitserhebung, die venösen

Blutabnahmen, die Laktat-, Herzfrequenz- und Ammoniakbestimmungen sowie der

MRCP-Test (vor und nach Belastung) fanden bei allen Belastungsregimen (FB, OB

und KB) gleich statt.

Bei den submaximalen Messphasen sind Einschränkungen in der Vergleichbarkeit mit

der KB-Studie gegeben, da hier nur Parameter vor und nach Absolvierung des Kon-

zentrations-Leistungs-Tests erhobenen wurden.

Die Prozeduren im MRCP-Test, der Befindlichkeitserhebung sowie Abnahmen von Ka-

pillar- und venösem Blut, waren mit denen in FB und OB vergleichbar (Abb. 4).

5.1.1.4.1 MRCP-Testablauf

Die EEG-Messungen zur Erfassung der MRCPs fanden auf dem Fahrradergometer

statt. Hierbei wurden bei kontinuierlicher EEG-Ableitung wiederholt willkürliche Pedal-

antritte mit dem rechten Bein absolviert. Mit den getriggerten Bewegungsanfängen lie-

ßen sich die EEG-Abschnitte in Vorbewegungsintervalle zerlegen, woraus letztendlich

eine gemittelte Potentialkurve, eine MRCP-Kurve, entsteht. Diese beinhaltet die gene-

rellen kortikalen Stellmechanismen vor der eigentlichen Bewegungsausführung. Vor

der Messphase wurde ein „Gel-Pad-Überzug“ über den Sattel gezogen, um eine be-

queme Sitzposition zu erreichen. Das rechte, nach vorne gestellte Pedalwerk, wurde

Methodik 32

mit einer speziellen Blockiervorrichtung fixiert. Darin war ein Triggerschalter zur Erfas-

sung des Bewegungsbeginns integriert, der das Signal für die Ermittlung der MRCPs

durch das CATEEM-CATERPA-System15 lieferte. Mit einem Keil unter dem linken Pe-

dal wurde das Pedalwerk spielfrei in horizontaler Lage fixiert. Darüber hinaus wurden

biomechanische Kennwerte des Antritts aus den aufgezeichneten, gemittelten Kraft-

Zeit-Verläufen aller Antritte erhoben.

Während der EEG-Aufzeichnung zur Ermittlung des MRCPs musste der Proband mit

seinem Blick einen beliebigen Punkt fixieren und eine möglichst aufrechte Sitzposition

beibehalten. Es bestand die Möglichkeit, sich an dem 90 Grad nach oben gedrehten

Rennlenker leicht zu stützen oder die Antritte mit dem rechten Antrittsbein aus freier

Haltung durchzuführen. Die aufrechte Sitzhaltung war notwendig, um Muskelartefakte

oder Störfaktoren durch Atmung und Kopfbewegungen (MECHAU 2001, 109FF) zu mi-

nimieren. Hinsichtlich der Antritte bei der Messung des MRCPs waren die Probanden

ausdrücklich instruiert, sich auf jeden Bewegungsantritt neu zu konzentrieren. Sie soll-

ten jedesmal einen willkürlichen Antritt vollziehen, ohne einen Rhythmus zu entwickeln.

Die gedachte Formulierung: „ICH TRETE JETZT!“, stellte hierbei eine Art Formel für

jeden Antritt der Probanden dar. Aus Voruntersuchungen war bekannt, dass der Start

der Bewegungsaktion mit dem Wort „JETZT“ leichter fällt (BARTHEL 1998; WEHR 1998).

Die Probanden waren zur Artefaktvermeidung bei der Ableitung zuvor darin geübt wor-

den, sowohl kurz vor, als auch kurz nach der Antrittsbewegung Schluck- und Gesichts-

bewegungen sowie Augenlidschläge zu unterdrücken. Dem aufgestauten Blinzelzwang

konnte der Proband in selbstgewählten Entspannungspausen nachkommen.

Zur Sicherstellung gleichbleibender Datenqualität diente vor jeder EEG-Aufzeichnung

eine Impedanzmessung aller Elektrodenpositionen.

Aufgrund der einfachen automatisierten Antrittsbewegung und des in der Voruntersu-

chung trainierten Testschemas wurde kein Lernprozess bei Folgemessungen erwartet.

Zwischen Ende der jeweiligen Belastungsphase und Beginn der EEG-Messung verstri-

chen durchschnittlich 3 Minuten durch Pedalwerkblockierung, kapillare Blutentnahmen,

Impedanzmessung und Artefaktbeseitigungen.

Die MRCPs wurden in ein- bis viermaligen 3-Minuten-Messintervall aufgezeichnet. In

der Regel wurden in der Vor-Belastungsphase, in Ruhe (R) und nach Aufwärmung (1)

zwei Messintervalle, d.h. 3-6 Minuten, benötigt. Mit zunehmender Belastungshöhe wa-

ren dann z.T. nach der submaximalen (4) und maximalen Stufe (5) bis zu vier Auf-

15 Computer Aided Topographical Electro-Encephalometry Measurement / Computer Aided To-

pographical Events-Related Potential Analysis.

Methodik 33

zeichnungsintervalle, also 12 Minuten, notwendig, um eine für die zuverlässige Mitte-

lung ausreichend große Anzahl artefaktfreier EEG-Abschnitte zu erhalten. Besonders

nach den intensiveren Belastungen (FB, OB) kontaminierten Augenbewegungen,

Schweiß und Muskelartefakte die EEG-Aufzeichnungen.

Abb. 4: Untersuchungsabläufe, Belastungsregime und Messinterventionen im Belastungskom-

plex 1: FB Fahrradergometrie-, OB Armkurbelergometrie- und KB „Kognitive Belastung“: T

Testgetränk, Q Befindlichkeitsfragebogen, QB Beanspruchungsfrage, BS Blutabnahme, La

Laktat, NH3 Ammoniak (angelehnt an BARTHEL ET AL. 2002).

Methodik 34

5.1.2 Belastungskomplex 2

Im Belastungskomplex 2 wurde die Fähigkeit zur Rückstellung der elektrischen Aktivität

in der Hirnrinde nach einer physisch nahe maximalen Belastung unter Berücksichti-

gung der Leistungsfähigkeit als unabhängige Variable untersucht.

Die Belastung als Intervention zur Beeinflussung des hirnelektrischen Leistungsspek-

trums (abhängige Variablen) erfolgte wegen der individuell guten Dosierbarkeit und

Reproduzierbarkeit als Fahrradergometrie-Belastung (FB).

Gängige periphere Beanspruchungsparameter helfen, das Beanspruchungsausmaß zu

beurteilen und deren Dynamik im Wiederherstellungsprozeß zu beschreiben. Die un-

abhängige Variable wird durch die maximale Leistungsfähigkeit und die Erholungszeit

definiert.

5.1.2.1 Probanden

21 gesunde, männliche, über Ziele und Ablauf informierte, Freiwillige (25±3 Jahre,

180,6±6,9 cm, 76,3±9kg) wurden anhand ihrer maximalen Leistungsfähigkeit in einem

vorgezogenen Ergometer-Stufentest (∆t=3 min; ∆P=50Watt) in 10 mäßig Leistungsfä-

hige (3,52±0,22 Watt/kg) und 11 gut Leistungsfähige (4,54±0,42 Watt/kg) gruppiert

(siehe Tab. 7). Alle Probanden waren frei von Medikamenten und Stimulanzien und

gaben nach genauer Aufklärung ihre schriftliche Einverständniserklärung zur Studien-

teilnahme.

Tab. 7: Anthropometrische Daten und Leistungsfähigkeit der Untersuchungsgruppen in Mittel-

wert (MW) und Standardabweichung (SD) und Anzahl (n)

Leistungsgruppe

mäßig trainiert gut trainiert

Alter [Jahre] 26,30

3,65 23,45

2,84

Größe [cm] 179,10

7,75 182

6,13

Gewicht [kg] 77,60

11,83 75,14

5,67

Maximale Leistung [Watt] 275,00

54,01 340,91

37,54

Relative Leistung [Watt/kg] 3,52

0,22 4,54

0,42

Maximale HF [S/min] 179,90

8,85 189,73

6,29

Händigkeit 2=rechts[n, (%)] 9, (90) 7, (64)

Sprungbein 1=links [n, (%)] 5, (50) 8, (73)

Methodik 35

5.1.2.2 Untersuchungsdesign

Die Studie zum Belastungskomplex 2 beinhaltet ebenfalls eine Vor- und eine Haupt-

untersuchung.

In standardisierten Versuchsbedingungen, nach Frühstück im Institut und Messvorbe-

reitung (EEG-Haube, Verkabelung, Anlegen einer Braunüle), absolvierten die Proban-

den eine individuell standardisierte 16-minütige Ergometerbelastung (16 min=4x3

min+1x4 min). Die vorgegebenen gleichförmigen Intensitätssteigerungen der fünf Be-

lastungsstufen der Hauptuntersuchung lagen zwischen 20 und 100 Prozent der indivi-

duell, maximal 3 Minuten durchgehaltenen Vortestleistung (Pmax.).

Anschließend regenerierten die Probanden passiv liegend in einem ruhigen, abgedun-

kelten Raum. Die Messabstände im Regenerationsverlauf betrugen 3 min, 45 min, 60

min, 75 min und 135 min nach Belastungsende und sind in Abb. 5 dargestellt.

5.1.2.3 Beurteilte Systemkreise und Beanspruchungsgrößen

Tab. 8: Systemkreise, Beanspruchungsgrößen und Parameter sowie deren Messzeiten im Be-

lastungskomplex 2

System-

kreise

Beanspruch-

ungsgrößen

Parameter Bezeich-

nung

Ein-

heit

Messzeit-

punkte M

Leistungs-

fähig

fähigkeit

Pmax Watt VortestErgometrie-

leistung

Stufen-

belastun

belastungen

P1-P5 Watt M1, M2, M3,

M4, M5

Herzfrequenz HF 1/min M1, M2, M3,

M4, M5

Peripheres-

System

Herz-Kreislauf

Dopamin Dop ng/l M1, M2, M3,

M4, M5

Noradrenalin NA ng/l M1, M2, M3,

M4, M5

Stress-

System

Katecholamine

Adrenalin Ang/l M1, M2, M3,

M4, M5

Cortisol Cor nmol/l M1, M2, M3,

M4, M5

Hormone

Prolaktin Pro nmol/l M1, M2, M3,

M4, M5

Blutzucker Glucose Glu mmol/l M1, M2, M3,

M4, M5

Erythrozyten Ery 10

µl M1, M2, M3,

M4, M5

Blutzellen

Leukozyten Leu 10³/µl M1, M2, M3,

M4, M5

Stress-

Reaktives-

System und

Blutpara-

meter

Kontrollparameter Kreatinin Krea mmol/l M1, M2, M3,

M4, M5

Delta dµV²/Hz M1, M2, M3,

M4, M5

Theta tµV²/Hz M1, M2, M3,

M4, M5

Alpha 1 a1 µV²/Hz M1, M2, M3,

M4, M5

Alpha 2 a2 µV²/Hz M1, M2, M3,

M4, M5

Beta1 b1 µV²/Hz M1, M2, M3,

M4, M5

Zentrales

Nerven

System

(ZNS)

Kortikale

Rückstellfähigkeit

im EEG als mittl.

spektrale

Leistungsdichten

über 17

Hirnrindengebiete

frontal: F

3,7,z,4,8

zentral: C

3,z,4

parietal: P

3,z,4

temporal:T

3,5,4,6

okzipital: O

1,2

Beta 2 b2 µV²/Hz M1, M2, M3,

M4, M5

Methodik 36

5.1.2.4 Untersuchungsablauf zum Belastungskomplex 2

Die Testdurchgänge für die Studie zum Belastungskomplex 2 wurden in wöchentlichen

Abständen absolviert. Die Untersuchungen begannen immer morgens zur gleichen Zeit

(um 8:00, 8:35 oder 10:20 Uhr a.m.) mit dem standardisierten Frühstück für drei Ver-

suchspersonen pro Tag. Anschließend wurde den Probanden ein Venenkatheder

(Braunüle) in den Unterarm gelegt und sie wurden mit Messaufnehmern16 verkabelt.

Nach Überprüfung der Messvorrichtung und Sicherstellung der notwendigen EEG-

Elektrodenimpedanz startete das physische Stressexperiment mit der Ergometerbe-

lastung eine Stunde später um 9:00, 9:35 oder 11:20 Uhr a.m. (siehe Ablaufplan im

Anhang V). Innerhalb einer Minute nach der Ergometerbelastung begaben sich die er-

schöpften Sportler zur passiven, liegenden Erholung in das EEG-Messlabor. Die Mes-

sungen erfolgten im Liegen mit geschlossen Augen in einem separaten, abgedunkelten

Raum. Nach Messung 1 erhielten die Versuchspersonen ein Placebo-Fruchtsaftge-

tränk (330 ml). Die weitere Erholungsphase erfolgte auf der Untersuchungsliege ru-

hend im Messraum (angeschlossen an Messapparaturen)17, so dass Effekte durch

Orthostase und individuell unterschiedlich gestaltete Erholungsstrategien ausgeschlos-

sen waren.

Abb. 5: Untersuchungsschema zum Belastungskomplex 2. Messungen: Blutabnahmen / EEG-

Ableitungen jeweils 3 min (Augen geschlossen) M1=Referenzmessung 3 min-, M2=45 min-,

M3=60 min-, M4=75 min-, M5=135 min nach Belastung. Nach M1 tranken die Probanden 330

ml eines Fruchtsaftgetränkes ohne Wirkeinfluss (Placebo).

16 EEG-Haube, Polar Sporttester, ECG Handgelenksmanschetten.

17 Die EEG-Messungen konnten so vom Monitoring Raum aus gestartet werden, wodurch sich

eine Reduzierung der Probandenbeeinflussung durch die Untersucher ergab.

Methodik 37

5.2 Methodik B: Allgemeine Studienbedingungen

5.2.1 Probanden

Alle Teilnehmer wurden über Ziele, Ablauf und mögliche Risiken der Untersuchungen

aufgeklärt und gaben ihre schriftliche Einwilligung, die geforderten Anforderungen ein-

zuhalten. Die Probanden nahmen freiwillig an den Testreihen teil und erhielten nach

der letzten Untersuchung eine finanzielle Aufwandsentschädigung in Höhe von 50 und

100 Euro. Um die strengen Standardisierungsauflagen für Supplementationsforschun-

gen zu erfüllen, wurden ausschließlich männliche Probanden im Alter zwischen 20 und

30 Jahren rekrutiert, die folgenden Bedingungen genügten.

Gesundheit: Nach anamnestischer Eingangsuntersuchung und ergonomischen Be-

lastungstests (Voruntersuchungen) waren die meist studentischen Probanden als ge-

sund, medikamentenfrei und sportlich belastbar einzustufen.

Kontaktlinsenträger wurden aus den Untersuchungen zum Belastungskomplex 1 aus-

geschlossen oder mussten eine Brille tragen, da ihnen die geforderte Augenlidschlag-

unterdrückung18 mit Linsen nicht hinreichend gut gelang.

Ernährungs-/ Lebensgewohnheiten: Die Probanden erklärten sich schriftlich mit den

allgemeinen Studienbedingungen einverstanden, in den letzten 48 Stunden vor den

Untersuchungen auf Medikamenteneinahme zu verzichten, keinen Alkohol zu trinken

und mindestens 12 Stunden zuvor auf coffeinhaltige und nikotinhaltige Stimulanzien zu

verzichten, um eine Beeinflussung des EEGs auszuschließen. An Untersuchungstagen

durften keine Koffein- oder Teeinhaltigen Getränke, kein Kakao, Saft, Müsli oder Bana-

nen zu sich genommen werden, um so eine mögliche Beeinflussung adrener-

ger/purinerger Transmittersysteme zu vermeiden. Während der einzelnen Untersu-

chungen durfte Mineralwasser19 getrunken werden. Ebenso verpflichteten sich die Stu-

dienteilnehmer, ihre Lebensgewohnheiten (Ernährungs- /Trainingsgewohnheiten, Prü-

fungsphasen) im Untersuchungszeitraum nicht zu verändern (siehe Probandenaufklä-

rung im Anhang I und IV). Um dies zu kontrollieren, führten die Probanden in der Un-

tersuchungsphase zum Belastungskomplex 1 ein Trainingsprotokoll20 und in der Unter-

suchung zum Belastungskomplex 2 einen Ernährungsfragebogen (Food Frequency

Quastionaire FFQ). Ferner wurde der Gebrauch von Supplementen, Energie- und Mi-

18 Erfahrung aus Voruntersuchungen (BARTHEL 1998).

19 Nürburg Quelle, Hermann Kreuter & Co., Mineral und Heilbrunnen, Dreis/Vulkaneifel.

20 SchriftlicheTrainingskonzeption bis 4 Wochen vor Untersuchungsbeginn wurde eingereicht.

Methodik 38

neraldrinks genau protokolliert. Diese Daten wurden überprüft, aber nicht zur Analyse

herangezogen.

Physische Erholtheit: Mit Einwilligung der Probanden wurden die Untersuchungster-

mine so gewählt, dass eine erschöpfende Arbeitsbelastung mindestens bis 24 Stunden

vor der Untersuchung ausgeschlossen werden konnte. Ebenso sollten erschöpfende

Trainings- und Wettkampfbelastungen mindestens 72 Stunden zurückliegen. Aerobes

Ausdauertraining durfte bis 48 Stunden und regenerative Trainingsbelastungen bis

spätestens 24 Stunden vor den Untersuchungstagen nach Herzfrequenzvorgabe (aus

Leistungsvortest) absolviert werden.

So konnten die Probanden als ausgeruht eingestuft werden. Dies war wichtig, um die

strenge Standardisierung der Ausgangswerte und die Belastungsauswirkung sicherzu-

stellen.

5.2.2 Belastungsbedingungen und Studiendesigne

Voruntersuchungen: Hier wurden der Gesundheitszustand und die sportliche Belast-

barkeit (maximale Leistungsfähigkeit) sowie die standardisierte individuelle Belas-

tungsabstufung der Teilnehmer zur Erreichung vergleichbarer Beanspruchungsniveaus

festgestellt. Die individuellen Sitzpositionen, Lenkerhöhen und -weiten wurden an den

Ergometern ermittelt und notiert.

Außerordentlich wichtig war die Instruktion, das Training und die Gewöhnung der Teil-

nehmer an die Testsituation und die Aufgabe zur Reduzierung von möglichen affekti-

ven Einflüssen, Gewöhnungs- und Lerneffekten.

Die Probanden wurden über mögliche Risiken, Pflichten und geforderte Kriterien auf-

geklärt und befragt. Gegebenenfalls wurde zusätzlich die motorische Lateralität (Hän-

digkeit) mit Messinventaren festgestellt.

Anschließend wurde eine gemeinsame Terminplanung für die Hauptuntersuchung vor-

genommen.

Hauptuntersuchungen: Die Hauptuntersuchungen fanden in wöchentlichen Abstän-

den an Tagen nach reduzierter Trainingsbelastung und ausreichender kohlenhydratrei-

cher Ernährung statt. Zwei bzw. eine Stunde vor dem eigentlichen Untersuchungsbe-

ginn nahmen die Probanden kontrolliert im Institut ihr standardisiertes Frühstück21 ein.

Anschließend wurden die Probanden mit den Messaufnehmern und ggf. mit venösen

21 Dieses bestand aus zwei Brötchen, Streichfett, Mineralwasser, Kräuter- oder Früchtetee und

einem Maltodextrin-haltigen Energiedrink, um Glykogenverarmung und Hypoglykämie als

Ermüdungsursachen auszuschließen.

Methodik 39

Zugängen (Belastungskomplex 2) versehen. Da der Ablauf, die Bewegungsaufgabe,

das Messverfahren und das Gefühl, verkabelt zu sein, aus den Voruntersuchungen be-

kannt war, gab es hierbei keine Anpassungsprobleme.

Die eigentliche Untersuchung startete jeweils mit einer 10- bis 20-minütigen Ruhepha-

se in bequemer Sitzposition in einem separierten, ruhigen und abgedunkelten Raum.

Dort waren die Probanden aufgefordert, sich die kommenden Testhandlungen noch-

mals zu verinnerlichen. Hierbei trugen sie in der Regel zur zusätzlichen Abschirmung

Schlafbrillen und Ohrenstöpsel22. Am Ende der Ruhephase wurde die Befindlichkeit

psychometrisch über einen Fragebogen erfasst (Belastungskomplex 1). Anschließend

begaben sich die Probanden in die jeweiligen Testsituationen zum Belastungskomplex

1 oder Belastungskomplex 2 (Methodik A).

5.3 Methodik C: Messmethoden und Statistik

5.3.1 Periphere Beanspruchungsparameter und Bestimmungsmethoden

5.3.1.1 Maximale Leistung (Pmax) [Watt]

In einem Ergometer-Stufentest wurde in einer Voruntersuchung die maximale Leistung

bis zum erschöpfungsbedingten Abbruch ermittelt und daraus wurden die Testbelas-

tungen für die Hauptuntersuchungen festgelegt.

5.3.1.2 Stufenleistungen (P1-P5) absolut [Watt] und relativ zu Pmax [%]

Über definierte Stoffwechsellage (Belastungskomplex 1), ermittelt aus der Laktatleis-

tungskurve des Vortests, wurden die „Stufenbelastungen“ (P1-P5) [Watt] ermittelt und

deren „Belastungsrelationen“ (1-5) [%] von der jeweiligen maximalen Leistung

(Pmax=100%) berechnet. Im Belastungskomplex 2 wurde die maximale Vortestleistung

(100%) in fünf Stufen mit 20%iger Leistungszunahme unterteilt.

5.3.1.3 Herzfrequenz (HF) [1/min]

Die Herzfrequenz wurde kontinuierlich während des gesamten Testablaufes mit dem

Sport Tester TM23 aufgezeichnet. Die Errechnungsintervalle lagen bei 15 sec (Belas-

tungskomplex 1) bzw. 5 sec (Belastungskomplex 2). Zusätzlich wurden zum Zeitpunkt

22 Hansaplast Lärmstop sanft, Fa. Beiersdorf AG, Hamburg Germany.

23 Fa. Polar, Gross-Gerau, Germany.

Methodik 40

der Interventionen (z.B Kapillarblutabnahmen) Marker gesetzt. Die Auswertung erfolgte

über eine systemeigene Software.

5.3.1.4 Blutdruck (RR) [mmHg]

Systolischer und diastolischer Blutdruck wurden durch die Druck-Manschettenmethode

nach Riva-Rocci [mmHg] ermittelt (Belastungskomplex 1).

5.3.2 Periphere metabolische Beanspruchungsparameter aus dem Kapillarblut

5.3.2.1 Laktat (La) [mmol/l]

Aus dem hyperämisierten Ohrläppchen wurden jeweils 20 µl Blut entnommen und in

Perchlorsäure sofort enteiweißt. Nach vorherig eingeleiteter enzymatischer Reaktion24

wurde die Laktatkonzentration photometrisch25 bestimmt.

5.3.2.2 Ammoniak (NH3) [µmol/l]

Zur Bestimmung der Ammoniakkonzentration diente ein reflektorischer Ammoniak-

Checker26. Hierzu wurden ebenfalls 20 µl Kapillarblut aus dem hyperämisierten Ohr-

läppchen entnommen und auf einen Testchip aufgetragen. Eine der Ammoniakkon-

zentration proportionale pH-Farb-Änderung wird in diesem System reflektrometrisch

bestimmt (HAGELOCH & WEIKER 1988).

5.3.3 Beanspruchungsparameter aus dem Stress- und stressreaktiven System

5.3.3.1 Katecholamine [nmol/l] bzw. [ng/L] je nach Labor

Zu den Katecholaminen zählen (Noradrenalin (NA), Adrenalin (A), Dopamin (Dop)).

Aus dem Blutplasma wurden sowohl freie als auch sulfatierte Katecholamine mittels

„High Pressure Liquid Chromatography“ mit elektrochemischer Detektion27 (HPLC-ED)

bestimmt28. Die freien Katecholamine wurden nach Adsoption von Aluminiumoxid und

24 Laktat für die Sportmedizin, Fa. Boehringer Mannheim, Germany.

25 Epos Analyser, Fa. Eppendorf, Hamburg, Germany.

26 Fa. Kyoto Dailchi Kagaku; Vertrieb für Deutschland: Fa. HEK Pharma, Lübeck, Germany.

27 Typ EP 30, Fa. Biometra, Göttingen, Germany.

28 Fa. Kontron Instruments GmbH, Neufahrn, Germany.

Methodik 41

Re-Eluierung mit dem Komplett-Testkit29 bestimmt. Die sulfatierten Katecholamine

wurden nach enzymatischer Trennung der Sulfatgruppe ebenso bestimmt. Eine ge-

naue Beschreibung der Katecholaminbestimmung findet sich bei WEICKER (1988).

5.3.3.2 Hormone [mmol/l]

Bei den Hormonen fiel die Bestimmungsauswahl auf Cortisol (Cor) und Prolaktin (Pro).

Diese wurden extern im Labor Falke in Hofheim mit einem Analysegerät „Automatic-

Chemie-Luminescence-System“ (ACS:180)30, welches mit dem Chemie-Luminescence

Immuno Assey (CLIA) Verfahren arbeitet, bestimmt.

5.3.3.3 Kreatinin (Krea) [mmol/l]

Kreatinin, harnpflichtiger Stoffwechselmetabolit von Kreatin wurde als Nebenparameter

zu Kontrollzwecken der Nierengesundheit vorgesehen. Die Bestimmung aus dem Se-

rum fand ebenfalls extern im Labor Falke mit dem “Chemie-Moped“ Vitros 25031 statt.

29 Fa. Recipe Chemicals & Instruments, Wilhelm-Riehl Str. 11, 80687 München, Germany.

30 Fa. Beyer Vital GmbH Diagnostika, 51368 Leverkusen, Germany.

31 Fa. Life Scan, Ortho-Clinical Diagnostic GmbH, Karl-Landsteiner-Str. 1, 69151 Neckarge-

münd, Germany.

Methodik 42

5.3.4 Zentralnervale (ZNS), kortikale Beanspruchungsparameter und mess-

technische Erfassung

Abb. 6: Schematische Darstellung der EEG- und MRCP- Registrierung in Anlehnung an

MECHAU (1998, S. 45).

5.3.4.1 Kortikale Beanspruchungsparameter aus dem spontanen EEG

Die mittleren spektralen Leistungsdichten [µV²/Hz] pro EEG-Messphase wurden aus

102 Parametern (je 6 Frequenzen und 17 Elektrodenpositionen) quantitativ statistisch

ausgewertet.

Tab. 9: Frequenzspektrum und Bezeichnung des spontanen EEG’s sowie die Map-Farbcodie-

rung im CATEEM für 17 Elektrodenpositionen.

Bezeichnun

Frequenzbereich (Hz) Darstellung der

spektralen

Leistungsdichten

[µV²/Hz] im Map

Delta (

)1,25 – 4,50 Rot

Theta (

)4,75 – 6,75 Braun

Alpha-1 (

1) 7,00 – 9,50 Gelb

Alpha-2 (

2) 9,75 – 12,50 Grün

Beta-1 (

)12,75 – 18,50 Hellblau

Beta-2 (

2) 18,75 – 35,00 Dunkelblau

Methodik 43

5.3.4.2 Mittlere spektrale Leistungsdichten [µV²/Hz] aus spontanem EEG

Die Hirnpotentiale wurden an 17 Zinn-Napf Elektroden, eingearbeitet in einer Elektro-

denhaube32 und angeordnet im internationalen 10:20 System (JASPER 1958), mit Cz

als physikalische Referenz bipolar abgeleitet. Die Elektrodenhaube war der individuel-

len Kopfgröße angepasst (BLOM & ANNEVELDT 1982) und wurde während des gesam-

ten Experiments nicht abgenommen, so dass die genaue Elektrodenplatzierung sicher

gestellt werden konnte. Durch eine Gelbrücke33 wurde ein praktisch widerstandsfreier

Elektrodenkontakt zur Schädeloberfläche hergestellt. Die betreffenden Hautbezirke

wurden vor Aufsetzen der Elektrodenhaube gereinigt und entfettet. Zur zusätzlichen

Artefakterkennung diente ein Elektro-Okulogramm (EOG) und ein Elektro-Cardio-

gramm (ECG).

Nasion

Inion

Ohrläppchen

rechts

links

Front

Nasopharyngeal-

Elektrode

Nasion

Vertex

10%

20%

20% 20%

20%

10% A1 A2

Pg1 Pg2

zentral

Abb. 7: Platzierung und Bezeichnung der Elektroden im 10-20 System und Kortexkartierung

(Anlehnung an BIRBAUMER & SCHMIDT 1996, S. 490).

Technisch wurden die abgeleiteten EEG-Signale in einen batteriebetriebenen Gleich-

spannungsverstärker34 (AC=10MΩ; DC=20MΩ / 512 Hz/12 bit) gespeist und dort digital

gewandelt. Die Eingangsbandbreite des Verstärkers lag bei 0,1-300 Hz. Bei der Spon-

tan-EEG-Erfassung wurde mit Hochpassfiltereinstellung von 0,86 Hz gearbeitet.

Ein ausreichender Signal-Störabstand konnte durch die hohen Eingangswiderstände

des Verstärkers und die niedrigen Elektrodenimpedanzen (< 50 kΩ) gewährleistet wer-

den. Über ein Glasfaserkabel gelangten die Daten elektromagnetisch störungsfrei zum

32 Fa. Electro Cap Co., Eaton, USA.

33 Spectra 360 Electrode Gel, Parker Laboratories, INC., New Jersey, USA.

34 Fa. MediSyst GmbH, Linden, Germany.

Methodik 44

CATEEM-CATERPA8 System. Durch systemeigene Artefakterkennung und offline

Nachbearbeitung wurde gesichert, dass nur artefaktfreie EEG-Abschnitte in die Analy-

se eingingen.

Das Spontan-EEG wurde durch Fast Fourier-Transformation in sechs Frequenzberei-

che unterteilt (siehe Tab. 9). Diese wurden über die Messzeit als mittlere spektrale Lei-

stungsdichten (µV²/Hz), topographisch für alle Elektrodenpositonen (17 reale plus 82

virtuelle) zur qualitativen Bearbeitung, farblich codiert als Hirnkarte, wiedergegeben.

5.3.4.3 MRCPs

Die MRCPs werden erst mit einer Mittelungstechnik, dem so genannten „averaging“

sichtbar. Hierbei werden getriggerte reizstabile Ereignisse aus einem „verrauschten Si-

gnal“ hervorgehoben. Die reizabhängigen Ereignisse stellen in unserem Fall die

MRCPs dar, die sich aus dem mehr oder weniger zufälligen Spontan-EEG Schwan-

kungen, mit zunehmender „Mittelung“, hervorheben. Aus den „Average“ Potentialkur-

ven der MRCPs werden charakteristische Parameter bestimmt, die kalkuliert und dar-

gestellt werden können und Rückschlüsse auf eine kortikale Informationsverarbeitung

der willkürlichen Bewegungsprogrammierung zulassen.

Zur Erfassung des MRCP‘s wurde analog der Empfehlung von DESMEDT (1977, S. 14)

eine Hochpassfiltereinstellung von 0,05 Hz gewählt, welches einer Zeitkonstante von 3

Sekunden entspricht. Über ein kraftabhängiges, druckempfindliches Schaltsystem35,

integriert in der Pedalblockierung, wird der Beginn der Antrittsbewegung für die EEG-

Aufzeichnung getriggert (vgl. auch BARTHEL 1998, S. 95). Zur Ermittlung des MRCPs

wurden die EEG-Abschnitte von 2000 ms vor bis 1000 bzw. 10 ms nach dem getrig-

gerten Antritt aufsummiert und auf eine relative Baseline 2000 bis 1700 ms vor Trigger

berechnet (COOPER ET AL. 1984, S. 205). Mit hinreichend großer Anzahl36 artefaktfreier

EEG-Abschnitte wurden die charakteristischen MRCP-Verläufe erkennbar (BARTHEL

1998, S. 93).

Zur Analyse wurden die über der Mitte der frontalen, zentralen und parietalen (Fz, Cz,

Pz) Hirnregionen aufgezeichneten MRCP’s herangezogen. Diese Reduzierung be-

gründet sich zum einem in dem für die Antrittsbewegung relevanten motorischen Kor-

8 Computer Aided Topographical Electro-Encephalometry Measurement / Computer Aided To-

pographical Events-Related Potential Analysis.

35 Prototypentwicklung: Fachbereich Elektrotechnik der Universität Paderborn, welche im We-

sentlichen auf der Funktion einer DMS-Messbrücke basiert (Typ 120T-B, Fa. KYOWA).

36 Es mussten mindestens 16 EEG-Datenabschnitte aus 90 – 240 willkürlichen Antritten vor-

handen sein.

Methodik 45

texareale und zum anderen in der höheren Artefaktanfälligkeit oder geringen DC-Akti-

vität der übrigen Hirnregionen, repräsentiert durch fronto-laterale, okzipitale und tempo-

rale Elektrodenpositionen.

Zur Quantifizierung wurden aus den MRCP-Verläufen Charakeristika wie Amplituden

und Latenzen als Parameter ermittelt und quantitativ ausgewertet (Abb. 8) (BARTHEL

1998, S. 96).

Tab. 10: MRCP-Parameter

• MRCPonset [ms]: ist die erste Abweichung von der relativen Baseline in negative

Richtung) und wird als MRCP-Beginn festgelegt (bei Fz-Elektrode, sowohl positive

als auch negative Abweichung.

• MRCPmax [µV]: ist der Wert der maximalen MRCP-Amplitude.

• MRCPmax-t [ms]: ist der Zeitpunkt der MRCPmax, wobei das Vorzeichen (Minus =

prätrigger; Plus = posttrigger) den Messbereich widerspiegelt.

• MRCPpower [µV²]: dient zur Quantifizierung des MRCP-Ausmaßes und wird aus

der Fläche unterhalb der Analogkurve berechnet.

• MRCP100 [µV]: ist die MRCP-Amplitude bei Latenz –100 ms vor dem Trigger.

• MRCP100-0 [µV]: gibt die mittlere MRCP-Amplitude im Zeitfenster zwischen –100

bis 0 ms (Trigger) wieder (späte Komponente).

• MRCP5-100 [µV]: gibt die mittlere MRCP-Amplitude im Zeitfenster zwischen –500

bis -100 ms (vor Trigger) wieder (frühe Komponente).

Abb. 8: Darstellung der Parameter zur MRCP-Charakterisierung.

Methodik 46

In den Ergebnisdarstellungen werden die MRCP-Bezeichnungen durch die jeweilige

Elektrodenposition ergänzt. Z.B. MRCPmax der Cz-Elektrode wird mit Czmax usw. be-

zeichnet.

5.3.5 Biomechanische Antritts-Parameter

5.3.5.1 Erfassung der Antrittsdaten

Über einen Aluminium-Tritt-Druckaufnehmer37, der im wesentlichen auf einer DMS-

Messbrücke38 (Dehnungs-Messstreifen) basiert, wurde die Antrittskraft erfasst und das

Messsystem39 getriggert (BARTHEL 1998, 81FF) (Anhang VI). Das elastische Durchbie-

gen der Druckplatte durch den Antritt bewegt den Messaufnehmer der DMS-Einheit,

die ihrerseits eine kraftproportionale Spannungsänderung erzeugt. Diese wurde von

dem Signalverarbeitungssystem DIAdem40 aufgezeichnet und bearbeitet. Die untere

Kraftgrenze wurde mit Gewichten und einem Volt-Meter so geeicht, dass nur aktive

Antritte und keine Gewichtsverlagerungen als Triggersignal Verwertung fanden. Der

Schaltbeginn lag bei einer Kraftschwelle von ca. 171,7 N (1,4 V bei 17,5 kg Eichge-

wicht). Zur Ermittlung biomechanischer Kennwerte der Antrittsbewegung wurden alle

Antritte jeder Messphase in einem Spannungs-Zeit-Verlauf aufgezeichnet und gemit-

telt. Aus den mittleren Antrittskurven ließen Steigungen und Maximalwerte Rück-

schlüsse auf die Antrittsgeschwindigkeit und Antrittskraft zu. Da die Spannungsverläufe

ein Kraftäquivalent darstellen, wird im weiteren von einem Kraft-Zeit-Verlauf gespro-

chen. Folgende Antrittsdaten wurden für die Charakterisierung der Bewegung berück-

sichtigt:

• F-Max [V] Maximum des Kraft-Zeit-Verlaufes

• tan α [V/s] mittlere Steigung der Kraftzunahme pro Zeit

• tm-tt [s] Kraftlatenzzeit vom Trigger bis zum Maximum des Kraft-Zeit-Verlaufes

• tt-tp [s] Bewegungsverzögerungszeit von erster prätrigger Baselineabweichung bis

zum Triggerzeitpunkt des Kraft-Zeit-Verlaufes

37 Spezielle Entwicklung vom Fachbereich Elektrotechnik der Universität Paderborn.

38 Force/Displacement Transducer, Typ 120T-B, Fa. KYOWA.

39 Systemzugehörig:Trägerfrequenz-Messverstärker der Fa. Hottinger Baldwin Messtechnik,

Darmstadt, Typ KWS 3073.

40 Fa. GfS mbH, Pascalstr. 17, 52076 Aachen, Germany.

Methodik 47

5.3.6 Psychometrische Parameter

5.3.6.1 Händigkeitsanalyse

Die Händigkeit wurde mit Hilfe eines errechneten Lateralitätsquotienten (LQ) aus der

übersetzten Fassung des „Edinburgh Handedness Inventory“ (EHI) von ODFIELD (1971)

ermittelt. Für Rechtshänder beträgt der maximale LQ +100, für Linkshänder –100. Im

Bereich zwischen ±30 lassen sich Intermediärtypen erfassen (siehe Anhang VI).

5.3.6.2 Basler-Befindlichkeitsskala

Die subjektive Befindlichkeit wurde mit Hilfe der Basler-Befindlichkeitsskala (HOBI,

1985) ermittelt. Es handelt sich hierbei um einen in der klinischen Psychologie vali-

dierten Fragebogen mit 16 Adjektiven zur Beschreibung von Stimmungszuständen, die

bipolar in ihrem Extrem angegeben sind und vier Items repräsentieren.

Bei der siebenstufigen Skala zwischen den Eigenschaftsextremen (ohne Zahlenvorga-

be) kennzeichnet die Mitte einen durchschnittlichen Zustand. Die differenzierte Aus-

weisung der Items: Vigilanz und Vitalität, sowie die schnelle Testdurchführung (in ca. 2

Minuten) und die ökonomische Testauswertung begründeten die Auswahl dieses Self-

Rating Inventars zur Bestimmung der Befindlichkeit im Belastungskomplex 1. Zur Ver-

meidung des Erinnerungseinflusses bei in kurzen Abständen wiederholter Stimmungs-

abfrage wurden die Fragebögen umgestellt und mit unterschiedlichem Layout gestaltet

(Anhang VII).

Der Basler Test liefert neben der Gesamtbefindlichkeit Punktwertungen für die vier

Items:

• Vitalität (VT), [Punkte]

• Intrapsychischer Gleichgewichtszustand (IG), [Punkte]

• Soziale Extrovertiertheit (SE), [Punkte]

• Vigilanz (VG), [Punkte]

5.3.6.3 Beanspruchungsfrage:

Zusätzlich sollte nach dem Belastungstest zur Feststellung der subjektiven Ausbelas-

tung eine Selbsteinschätzung zur Frage einer weiteren Belastungssteigerung angege-

ben werden. Die Antworten wurden nach ja=3, nein=1, teilweise=2 differenziert und

bewertet.

Methodik 48

5.3.6.4 Konzentrations-Leistungs-Test (KLT)

Der KLT ist ein Messinstrument zur Erfassung der Konzentrationsfähigkeit und psychi-

schen Belastbarkeit, Ausdauer und Ermüdungsresistenz (DÜKER & LIENERT 1959). Er

besteht aus 250 Rechenaufgaben, beansprucht Kurzzeitgedächtnis, Schnelligkeit und

Arbeitsgenauigkeit und misst somit Quantität und Qualität über die Dauer von einer 30

minütigen Testzeit. Die Anzahl der gerechneten Aufgaben (Quantität) werden als Leis-

tungs-Roh-Wert (lrw) und die fehlberechneten Aufgaben (Qualität) als Fehler-Roh-Wert

(frw) ausgezählt. Der relative Fehleranteil (fpro) [F%] wird errechnet frw*100/lrw=fpro.

Der Fehlerquotient (FQ) ergibt sich aus Fehleranteil [F%] dividiert durch den Refe-

renzfehler der jeweiligen Normgruppe [MF%]; FQ=F%/MF%. FQ<0,7 bedeut einen

unterdurchschnittlichen Fehleranteil, 0,7<FQ<1,3 einen durchschnittlichen Fehleranteil,

FQ>1,3 einen überdurchschnittlichen Fehleranteil (DÜKER & LIENERT 1959, S. 8).

Aus Normtafeln können zum Vergleich mit einer repräsentativen Stichprobe (Berufs-

gruppe, Geschlecht, Alter) mittlere Standardwerte für die Konzentrationsleistung Leis-

tungs-Standard-Wert (lsw) und mittlere Fehleranteile (Referenzfehler) [MF%] ausgele-

sen werden.

Der Test wird ausgewiesen zur Diagnostik von Ermüdungswirkungen, Motivationsef-

fekten oder pharmakologischen Einflüssen auf die Konzentrationsfähigkeit (Düker &

Lienert 1959).

Zur groben Beanspruchungsbeurteilung wurden zusätzlich „relative Konzentrations-

leistungswerte“ (lrel) [%] der Untersuchungsgruppe in Bezug auf die maximalen Refe-

renzwerte, dem Leistungs-Standard-Wert (lsw), berechnet: lsw/lrw *100 =lrel. Die Be-

anspruchung lässt sich nun aus der Höhe der relativen Konzentrationsleistungswerte

(lrel) >100% höher und (lrel)<100% geringer als die repräsentative Norm (Studenten

n=40) beurteilen. Des Weiteren kann der Fehleranteil der Untersuchungsgruppe (F) in

Beziehung zum Referenzfehler gesetzt werden. Der sich daraus ergebende Fehler-

quotient (FQ) lässt nach DÜKER UND LIENERT (1959) ebenfalls eine Beurteilung zu s.o..

Methodik 49

5.3.6.5 Verzehrshäufigkeitenfragebogen (FFQ)

Im „Food Frequency Questionaire“ (FFQ) des „Sportmedizinischen Instituts Paderborn“

werden die Verzehrhäufigkeiten für ca. 170 Lebensmittel retrospektiv für 2 Monate er-

fasst. Die Portionsgrößen sind vorgegeben. Die Auswertung erfolgt mit Hilfe eines

Computerprogrammes und liefert detaillierte Informationen im Hinblick auf die Nähr-

stoffaufnahme. Die Vorteile dieser Methode sind:

• guter Überblick über Ernährungsgewohnheiten

• standardisierte Methode

• geringer Zeitaufwand (ca. 10 Minuten)

Das Instrumentarium (FFQ) diente ohne zusätzliche Analyse der Überprüfung, ob das

Studienkriterium im Belastungskomplex 2 (unveränderte Ernährungsgewohnheiten)

eingehalten wurde.

5.3.7 Statistik

Die Daten im Belastungskomplex 1 wurden mittels des Kolmogorov-Smirnov-Tests auf

ihre Verteilungsform überprüft. Anschließend wurden Mittelwert (MW) und Standard-

abweichung (SD) mit der SPSS-Software41 berechnet.

Datensätze mit hinreichender Normalverteilung wurden mit dem „General Linear Mo-

dell“ (GLM mit Messwiederholung) (früher: MANOVA mehrfaktorielle parametrische Va-

rianzanalyse) auf einen generellen Messzeiteffekt (innerhalb des Subjekts) bzw. einen

Effekt über die verschiedenen Studien (Zwischensubjekteffekt) untersucht. Bei signifi-

kantem „Innersubjekteffekt“ wurden bei normalverteilten Datensätzen mit dem T-Test

für gepaarte Stichproben Unterschiede zum vorangegangenen Messzeitpunkt unter-

sucht. Signifikante „Zwischensubjekteffekte“ wurden mit dem t-Test für unverbundene

Stichproben mit der Gruppenvariablen „Studie“ weiterverfolgt.

Nicht normalverteilte Daten wurden bzgl. der Messzeit mit dem nichtparametrischen

Test nach Friedman und post hoc dem Wilcoxon-Test unterzogen. Zur Aufdeckung von

Unterschieden zwischen den Studien fand der Test nach Kruskal-Wallis Anwendung,

dessen Ergebnisse wiederum mit dem Test nach Mann-Whitney-U verifiziert wurden.

Die Korrelationsberechnungen wurden mit Hilfe des Spearman-(Rang) Korrelations-

koeffizienten bei mindestens einer ordinalskalierten Variablen oder bei nichtparametri-

schen Datensätzen durchgeführt. Ansonsten wurde bei intervallskalierten und parame-

41 Fa. SPSS GmbH Software, München, Germany.

Methodik 50

trischen Daten mit dem Person-Korrelationskoeffizienten gerechnet. Bei dichotomen

Variablen wird in SPSS statt einer „Punktbiseriale Korrelation“ (BORTZ 2005) eine

Rangkorrelation vorgesehen (BÜHL & ZÖFEL 1994, S. 240).

Im Belastungskomplex 2 wurde ebenfalls die quantitative Analyse mit der SPSS Soft-

ware durchgeführt. Bei Normalverteilung fand die Prozedur GLM mit Messwiederho-

lung mit dem Innersubjektfaktor „Regenerationszeit“ und dem Zwischensubjektfaktor

„Leistungsgruppe“ Anwendung. Post hoc wurden t-Tests für abhängige (bei Innersub-

jektsignifikanz) und unabhängige Stichproben (bei Zwischensubjektsignifikanz) durch-

geführt. Bei nichtparametrischen Daten kamen der Friedman- und post hoc der

Wilcoxon-Test zum Einsatz. Die Ergebnisse wurden als Mittelwert und Standardabwei-

chung bzw. als Median angegeben.

Bivariate Korrelationen wurden mit Pearson- (bei intervallskalierten und parametri-

schen Daten) bzw. Sperman Rang Korrelationkoeffizienten (mindestens ein ordinalska-

lierter oder nichtparametrischer Datensatz) zu M1 zwischen Katecholaminen, Hormo-

nen, Leistungsdaten und statistisch auffälligen EEG-Parametern durchgeführt (vgl.

BARTHEL & WEIß 2002).

Insgesamt wurde als Maß des korrelativen Zusammenhangs mit r<0,5 als gering,

0,5<r<0,7 als mittel und 0,7<r<0,9 als hoch bezeichnet (BÜHL & ZÖFEL 1994).

Das Signifikanzniveau wurde bei p<0,05 schwach-signifikant, p<0,01 signifikant und

p<0,001 hoch-signifikant festgelegt.

Ergebnisse 51

6 Ergebnisse

Die Ergebnisdarstellungen sind nachfolgend für die beiden Belastungskomplexe 1 und

2 nach den betrachteten Systemkreisen untergliedert. Innerhalb der jeweiligen Syste-

me werden statistisch auffällige Parameter abgebildet. Die deskriptiven Tabellen aller

erhobenen Parameter können dem Anhang VIII-XXII entnommen werden.

Insgesamt gilt für alle Abb. diese Legende:

p<0,001 ***, p<0,01 ** und p<0,05 * parametrische Prüfung p<0,001=+++, p<0,01=++,

p<0,05=+ nichtparametrische Prüfsignifikanz.

6.1 Belastungskomplex 1

6.1.1 Anthropometrie, Leistungen und Beanspruchung

Die ausgewählten Probanden erweisen sich trotz Teilnehmerfluktuation in den durch-

geführten Untersuchungsreihen als nicht verschieden bezüglich der anthropometri-

schen- und trainingsspezifischen Voraussetzungen.

Die einfaktorielle ANOVA liefert erwartete hoch-signifikante (p=0,000, F(426,262))

Gruppenunterschiede zwischen den maximalen Vortestleistungen (Pretestpowermax)

der physischen Belastungsregime. Im Mittel werden größere Wattleistungen in der

Fahrradergometrie (346+/-30,8 Watt) verglichen zur Armkurbelergometrie (136+/-15,7

Watt) erreicht.

In den nicht physischen, sondern der rein „Kognitiven Belastungs“ Untersuchung (KB)

(siehe Abb. 20) bearbeiten die Probanden 117+/-40 Aufgaben. Das sind im Mittel 20

Aufgaben mehr, als die Vergleichsnormgruppe (94+/-8) erzielt. Dieser Unterschied ist

statistisch schwach-signifikant (p=0,044, T2,344).

Die unterschiedlichen Belastungsregime stellen verschiedenartige Anforderungen an

das Untersuchungskollektiv. Während in den Untersuchungen mit physischer Belas-

tung die Leistungsunterschiede durch Involvierung unterschiedlich trainierter und gro-

ßer Muskelgruppen zustande kommen, stellen die KB-Durchgänge Ansprüche an kog-

nitive Modalitäten. Das Maß der Beanspruchung soll trotz verschiedener Belastungs-

regime vergleichbar sein und wird anhand ausgewählter Parameter verschiedener Sys-

temkreise überprüft. Die nachfolgend ihre Darstellung erfahren.

Ergebnisse 52

6.1.2 Periphere Beanspruchung

Aus genannten Gründen der Vergleichbarkeit werden anstelle der absolut vollbrachten

Leistungen die relativierten Leistungswerte vorgestellt. Die Beanspruchungen als Rela-

tionen der maximalen Leistungswerte der Testbelastungen werden miteinander vergli-

chen. Diese Belastungsrelationen zeigen signifikante Belastungs- (p=0,000,

F3097,466) und Studieneffekte (p=0,017, F=6,659), die sich im Einzelnen wie in Abb. 9

darstellen. Die Stufenbelastungen (FB und OB) zeigen im „GLM“ einen hoch-

signifikanten Messzeit- (p=0,000, F1820,214) und Studieneffekt (p=0,000, F213,785).

Diese generellen Ergebnisse bestätigen sich post-hoc jeweils zum nächst höheren

Messzeitpunkt (Belastungsstufe) und zwischen FB und OB (siehe Anhang IX).

Abb. 9: Relative Testleistungen [%] bei den verschiedenen Belastungsregimen (Fahrradergo-

metrie- (FB), Armkurbelergometrie- (OB) und „Kognitive Belastung“ (KB). Belastungsrelation [%]

der Stufenbelastungen bezogen auf die maximale Leistungsfähigkeit. Konzentrationsleistung

von der Normreferenz und Fehleranteil [%] sowie Normfehleranteil und Fehlerquote.

Die Belastungsrelationen der physischen Belastungsregime wie in Abb. 9 (FB und OB)

nehmen von Stufe zu Stufe hoch-signifikant zu (p=0,000, T-20,393 bis-51,564) und lie-

gen in der letzten Stufe (Bel.rel.5) mit (94+/-4%) und (97+/-5%) nahe an der maximalen

Leistungsfähigkeit, die im jeweiligen Vortest bis zur Erschöpfung ermittelt wurde. In den

hohen Belastungsstufen (4, 5) finden sich keine Unterschiede mehr zwischen den Be-

lastungsregimen FB und OB. Die Sportler (KB) erreichen einen schwach-signifikant

(p=0.007, Z-2,701) niedrigeren Fehleranteil (5,2%) und eine 20% höhere, nicht-

signifikante relative Konzentrationsleistung als die Vergleichsnorm. Die fehlenden

Gruppenunterschiede in den hohen Belastungsstufen (FB, OB) und die höheren Kon-

zentrationsleistungen KB lassen die Studienvoraussetzungen als erfüllt erscheinen.

Ergebnisse 53

Abb. 10: Mittlere Herzfrequenzen [1/min] nach Belastungshöhe (R=Ruhe, 1.-5.=Belastungs-

stufe) bei Belastungsregime Fahrradergometrie- (FB), Armkurbelergometrie- (OB) und „Kogniti-

ve Belastung“ (KB).

Die Herzfrequenzen (HF) als Parameter der Herz-Kreislauf Beanspruchung zeigen sich

generell hoch-signifikant durch einen Messzeit- (Belastungs-) (p=0,000, F440,933) und

einen Studieneffekt (p=0,000, F18,880) beeinflusst. Die HFs der unterschiedlichen

Belastungsregime werden in Abb. 10 dargestellt.

Die gemessenen Blutdruckwerte bei FB zeigen einen ähnlich deutlichen Belastungs-

effekt (p=0,000, F149,076), die von Ruhe 120/76+/-8 mmHg mit jeder höheren Belas-

tungsstufe systolisch um ca. 16 mmHg hoch-signifikant (p=0,000, T-4,597 bis –10,313)

ansteigen und nach maximaler (5) Belastung im Mittel bei 208/70 +/-17 mmHg liegen.

Da nur Druckwerte von der FB-Untersuchungsreihe vorliegen, wird auf eine detaillierte

Abbildung verzichtet.

Als Anhaltspunkt der subjektiven Ausbelastung dienen die quantifizierten Antworten auf

die Frage einer möglichen Belastungssteigerung nach der maximalen Belastungsstufe.

Dieser Parameter wird in dieser Arbeit unter dem Systemkreis „Psychometrie“ aufge-

führt. Dieser Messwert hilft bei der Beurteilung peripherer Beanspruchung. Es zeigt

sich, dass die subjektiv erlebte Erschöpfung zwischen den physischen Belastungsre-

gimen (FB, OB) nicht-signifikant, aber jeweils zu KB (Studieneffekt) signifikant

(p=0,004, Chi²10,322) unterschiedlich ist. Die detaillierten Ergebnisse werden als Ant-

worthäufigkeiten in Abb. 19 dargestellt und beschrieben.

Ergebnisse 54

6.1.3 Metabolische Beanspruchung

Die Laktatkonzentrationen aller Belastungsregime weisen in der GLM einen hoch-

signifikanten Messzeiteffekt (p=0,000, F399,758) und, wie erwartet, keinen Studienef-

fekt auf. Für weitere Details siehe Abb. 11.

NH3 zeigt einen hoch-signifikanten Messzeit (p=0,000, F94,962) und Studieneffekt

(p=0,000, F14,255) (Abb. 12).

NH³ [µmol/l]

Abb. 11: Mittlere Laktatkonzentration [mmol/l]

nach Belastungshöhe (R=Ruhe, 1.-5.=Belast-

ungsstufe) bei Belastungsregime Fahrrader-

gometrie- (FB), Armkurbelergometrie- (OB)

und „Kognitive Belastung“ (KB).

Abb. 12: Mittleres Ammoniak (NH3) [µmol/l]

nach R=Ruhe –submaximaler (4) und maxi-

maler Belastung (5) bei Belastungsregime

Fahrradergometrie- (FB), Armkurbelergome-

trie- (OB) und „Kognitive Belastung“ (KB).

In Abb. 11 wird die Laktat-Leistungsbeziehung in üblicher Form dargestellt, die einen

Eindruck über die zugrunde liegende Kinetik vermittelt. Erkennbar ist bei allen Studien,

dass sie von einem Ruhelaktatspiegel um ca. 1mmol/l ausgehen. Dieser Wert hält sich

auch in der ersten Belastungsstufe oder nahm sogar leicht ab. Danach steigen die

Laktatkonzentrationen ab der 2ten Stufe zur nächsten - bis zur maximalen (5ten) Bela-

stungsstufe hoch-signifikant an (p=0.000, T-5,187 bis -18,879). In der FB-

Untersuchung stellen sich die Laktatkonzentrationen in den Belastungsstufen mit Aus-

nahme der maximalen Belastung (5) im Mittel etwas niedriger dar als bspw. in der OB-

Testreihe. Die einzelnen Werte liegen nach Belastungsstufe 1 bei 1mmol/l, nach Stufe

2 um 1,5 mmol/l und steigen nach Stufe 3 auf ca. 2-3 mmol/l. Belastungsstufe 4 liefert

Laktatwerte zwischen 3,5 und 4,5 mmol/l und die maximale Belastung liegt im Mittel bei

6,7+/-0,8 mmol/l (FB) und 5,7+/-1,4 (OB).

Die NH3-Konzentrationen aller Untersuchungen nehmen hoch-signifikant (p=0.000, T-

10,153) von Ruhe zwischen 25-40 µmol/l auf submaximale (4) Belastungswerte ca.

50µmol/l bei FB zu. Die 5te (maximale) Belastungsstufe lässt die gemessenen NH3-

Ergebnisse 55

Werte abermals hoch-signifikant (p=0.000, T-4,744) auf ca. 65µmol/l im Mittel anstei-

gen.

Die maximalen NH3-Konzentrationen im KB Versuch bleiben auf Ruheniveau

(25µmol/l) und fallen deshalb hoch-signifikant niedriger aus als bspw. bei OB (p=0.000,

T –8,832) und FB (p=0.000, T- 7,264). Der Ausgangsruhewert für NH3 liegt in der FB-

Untersuchung mit 25 µmol/l signifikant niedriger als bei der OB–Gruppe (p=0.001 (T-

3,767) und im KB-Test (p=0.003, T- 3,388) beide um etwa 40µmol/l.

6.1.4 Stress-System

Die Reaktionen des Stress-Systems auf die unterschiedlichen Belastungsregime (FB,

OB, KB) werden durch die im venösen Blut gemessenen Katecholamine (NA, A, DOP)

repräsentiert. Da die Nachbelastungsmessungen aus methodischen Gründen 25 Mi-

nuten nach der maximalen Belastungssituation stattfanden, wurde den sulfatierten

Katecholaminfraktionen wegen der längeren Halbwertzeiten bei statistischer Auffällig-

keit mehr Bedeutung zugemessen. Sowohl A in freier und sulfatierter Form als auch

freies DOP zeigen keine Belastungs- und Studieneffekte.

NA (frei (p=0,006, F8,931) und NA-Sulfat (p=0,009, F7,952)) und DOP-Sulfat (p=0,001,

F12,888) zeigen einen signifikanten Messzeiteffekt, der in vorliegender Konstellation

(R=Ruhe, 5= 25‘ nach maximal Belastung) aus der FB-Testbelastung resultiert (für NA-

Sulfat und DOP-Sulfat siehe Abb. 13 und Abb. 14). Es finden sich keine Gruppenunter-

schiede aufgrund der Belastungsregime.

Noradrenalin Sulfat (NAs)

0,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

15,0

17,5

20,0

Messzeitpunkt

FB OB KB

[nmol/l]

Dopamin Sulfat (DOPs)

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

Messzeitpunkt

FB OB KB

Dops [nmol/l]

Abb. 13: Noradrenalinsulfat (NAs) [nmol/l] bei

R=Ruhe und 5=25‘ nach maximaler Belastung

in unterschiedlichen Belastungsregimen: Fahr-

radergometrie- (FB), Armkurbelergometrie-

(OB) und Kognitiver Belastung (KB).

Abb. 14: Dopaminsulfat (DOPs) [nmol/l] bei

R=Ruhe und 5=25‘ nach maximaler Belastung

in unterschiedlichen Belastungsregimen: Fahr-

radergometrie- (FB), Armkurbelergometrie-

(OB) und Kognitiver Belastung (KB).

Abb. 14 stellt die sulfatierten DOPs Konzentrationen vor und nach maximaler Testbela-

stung aller Gruppen signifikant (p=0,001, T3,770) abnehmend dar. Im Einzelnen finden

Ergebnisse 56

sich schwach-signifikante Konzentrationsabnahmen bei FB (p=0,019, T2,779) und KB

(p=0,036, T2,522) nach der maximalen Belastung (5) im Vergleich zum jeweiligen Ru-

hewert um ca. 15 nmol/l. Die OB-Bedingung scheint diesen Parameter nicht zu beein-

flussen.

Der post hoc Test für NAf in KB zeigt eine schwach-signifikante (p=0,016, T-2,977)

Konzentrationserhöhung des freien NA nach Belastung gegenüber einem im Gruppen-

vergleich niedrigeren Ausgangswert (hier nicht dargestellt). Bei FB und OB ist eine

tendenzielle Konzentrationszunahme nach Belastung feststellbar, ohne Signifikanzni-

veau zu erreichen (siehe Anhang X).

6.1.5 Blutbilder

Die Feststellung des Blutbildes dient in den Studien FB, OB, KB:

1) der Sicherstellung und Dokumentation des Gesundheitszustandes der Probanden,

2) als Stress-Marker (Stress-Leukozytose),

3) zur Korrektur von Blutparametern für den Fall einer signifikanten Plasmavolumen-

verschiebung aufgrund belastungsbedingter Hämokonzentrationen.

Es finden sich generell signifikante Belastungseffekte bei den Blutzellen {Leuko-

(p=0,002, F11,092); Erythro- (p=0,000, F50,203); Thrombozyten (p=0,038, F4,698)}

und der Hämatocritwerte (p=0,000, F57,369) sowie Gruppeneffekte, die nur bei den

Leukozyten schwach-signifikant sind (p=0,013, F11,092).

Tab. 11 zeigt die zunehmenden Werte bei Leu, Ery, Throm und Htc durch die Belas-

tung (zwischen R und 5) mit deutlicher Ausprägung in den Testsituationen mit physi-

scher Belastung (FB, OB).

Gruppenunterschiede zeigen sich zwischen FB und KB bei den weißen Blutzellen -

Leu. Sowohl die Ruhewerte im Mittel ca. 4,18 10³/µl (p=0,014, T2,666), als auch die

Nachbelastungswerte (5) mit 4,34 10³/µl (p=0,005, T3,082) sind bei KB schwach- bis

signifikant niedriger als im FB-Durchgang.

Ergebnisse 57

Tab. 11: Statistisch auffällige Blutbildparameter in Mittelwert und Standardabweichung nach

Messzeit (Mz): Ruhe=R und maximal Belastung=5 im Belastungsregime Fahrradergometrie-

(FB), Armkurbelergometrie- (OB), Kognitive Belastung (KB); p<0,05=*, p<0,01=**, p<0,001=***

Belastungsregime

FB OB KBBlutparameter

Mz MW+/-SD MW+/-SD MW+/-SD Sig.

Erythrozyten (ery) -R

[106/µl] R4,73+/-0,28 4,97+/-0,21 4,80+/-0,27

Erythrozyten (ery)-5

[10 6/µl]

54,93+/-0,30 5,17+/-0,19 4,97+/-0,26

Leukozyten (leu) -R

[10³/µl]

5,41+/-1,21 4,79+/-1,11 4,18+/-0,96

Leukozyten (leu)-5

[10³/µl]

56,10+/-1,57 5,00+/-1,01 4,34+/-1,04

Thrombozyten

(throm) R [10³/µl]

250,00+/-50,15 256,91+/-59,60 241,10+/-53,16

Thrombozyten

(throm)-5 [10³/µl]

5268,50+/-55,84 266,09+/-59,26 241,30+/-57,51

Hämatocrit (htc) -R

[l/l]

0,42+/-0,02 0,43+/-0,03 0,41+/-0,03

Hämatocrit (htc)-5 [l/l] 50,44+/-0,02 0,45+/-0,02 0,43+/-0,02

***

6.1.6 Psychometrie

Die Ergebnisse der psychometrischen Daten stellen die reflektierte Wahrnehmung der

Testbelastungen, also die subjektiv empfundene Beanspruchung, dar.

Der Gesamtwert für die Befindlichkeit, Summe aller Items (hier nicht abgebildet), liegt

bei OB und KB sowohl bei Ruhe als auch nach den Belastungen auf ähnlichem Niveau

(82-84+/-9 Punkte). Unter FB Bedingung nehmen die Befindlichkeitswerte deutlich,

aber nicht-signifikant, auf 77+/-14 Punkte ab.

Die Unterkategorien der Befindlichkeit zeigen schwach- bis hoch-signifikante abneh-

mende Belastungseffekte bei den Subitems Vitalität (VT) (p=0.031, F5,075), Intrapsy-

chischer Gleichgewichtszustand (IG) (p=0,038, F4,669) und zunehmende Effekte bei

Sozialer Extrovertiertheit (SE) (p=0.000, F16,095).

Außer bei der subjektiv erlebten „Erschöpfung“ (Ausbelastungsfrage), die signifikant

(p=0,004, Chi²10,322) durch die Belastungsregime (Studieneffekt) beeinträchtigt ist,

konnten keine weiteren Studieneffekte festgestellt werden.

Ergebnisse 58

Vitalität (VT)

15,0

17,0

19,0

21,0

23,0

25,0

Messzeitpunkt

FB OB KB

VT [Punkte]

Vigilanz (VG)

15,0

17,0

19,0

21,0

23,0

25,0

27,0

Messzeitpunkt

FB OB KB

VG [Punkte]

Abb. 15: Mittlere Vitalitätsempfindung (VT)

[Punkte], ausgeruht (R) und nach maximaler

Testbelastung (5) im Belastungsregime FB,

OB, KB.

Abb. 16: Mittlere „Wachheitsempfindung“, „Vi-

gilanz“ (VG) [Punkte], ausgeruht (R) und nach

maximaler Testbelastung (5) im Belastungsre-

gime FB, OB, KB.

Intrapsychisches Gleichgewicht (IG)

20,0

22,0

24,0

26,0

28,0

Messzeitpunkt

FB OB KB

IG [Punkte]

Soziale Extrovertiertheit (SE)

15,0

17,0

19,0

21,0

23,0

25,0

Messzeitpunkt

FB OB KB

** *

SE [Punkte]

Abb. 17: Mittlere „Ausgeglichenheitsempfin-

dung“, „Intrapsychisches Gleichgewicht“ (IG)

[Punkte], ausgeruht (R) und nach maximaler

Testbelastung (5) im Belastungsregime FB,

OB, KB.

Abb. 18: Mittlere „Außenzuwendungsempfin-

dung“, Soziale Extrovertiertheit (SE) [Punkte],

ausgeruht (R) und nach maximaler Testbela-

stung (5) im Belastungsregime FB, OB, KB.

Einschätzung subjektiver Ausbelastung

verausgabt nicht verausgabt

Ausbelastungsgrad

Antworthäufigkeiten [N]

KB Konzentrationsleistung (lrw) zur Norm

100

150

200

Leistungsparameter

[Aufgaben]

Norm

KB-Gruppe

Abb. 19: Subjektiv erlebte Ausbelastung in

Häufigkeiten [N]. Belastungsfrage nach maxi-

maler Belastung (5) bei Belastungsregime FB,

OB, KB gestellt.

Abb. 20: Mittlere Konzentrationsleistung [Auf-

gabenanzahl] der Untersuchungsgruppe KB im

Vergleich zur Normreferenz (Studenten, n=40)

n. 30 Minuten Konzentrations-Leistungs-Test.

Ergebnisse 59

Abb. 19 zeigt, dass es im Vergleich der physischen Belastungsregime (FB/OB) keine

Gruppenunterschiede im subjektiven Ausbelastungsempfinden gibt. Andererseits

zeichnen sich aber aufgrund des hohen „nicht Ausbelastungsgefühls“ der KB-Gruppe,

9 von 10 Probanden geben an „nicht ausbelastet zu sein“, signifikante Gruppenunter-

schiede zwischen FB/KB (p=0.002, Z -3,117) und OB/KB (p=0.020, Z –2,567) ab.

In der KB-Untersuchung (siehe Abb. 20) bearbeiten die Probanden im Mittel 117+/-40

Aufgaben. Das sind ca. 20 Aufgaben mehr als die Vergleichsnorm (94+/-8) nach 30

Minuten Testzeit. Dieser Unterschied ist statistisch schwach-signifikant (p=0,044,

T2,344).

6.1.7 Bewegungssystem

Die biomechanischen Messdaten der Antrittsbewegung [maximales Kraftäquivalent,

mittlere Kraftzunahme pro Zeit, Bewegungsverzögerung und mittlere Kraftlatenz, (siehe

Abb. 21, Abb. 22, Abb. 23, Abb. 24)] zeigen keine signifikanten Veränderungen, weder

im Messzeitvergleich noch im Studienvergleich.

In der Einzelbetrachtung der Belastungsregime lässt sich nicht-signifikant ein um ca.

0,5V stärkerer Antritt in FB-Bedingung, verglichen mit OB und KB, feststellen (Abb. 21).

Ebenso findet sich nicht-signifikant bei FB eine bis zur submaximalen Belastung (4) um

ca. 5V/s schnellere Kraftzunahme pro Zeit (Abb. 22).

Die Bewegungsverzögerung (Abb. 23) in FB und KB erweist sich stabil im Mittel bei

etwa 40 ms. In der OB-Untersuchung schwankt die Verzögerung im Mittel zwischen 35

und 40 ms. Ein ähnliches Bild liefert die Kraftlatenz (Abb. 24) mit stabileren Latenzen

bei FB (im Mittel ca. 100-112 ms), während diese in OB (83-92 ms) und KB (90-99 ms)

teilweise um 10-20 ms kürzer sind, das bedeutet, dass das Kraftmaximum in der OB-

und KB-Beanspruchung früher erreicht wird als in der FB-Bedingung.

ntrittskra

quivalent [V]

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

R145

Messzeitpunkt

pannung

[

]

FB OB KB

Mittlere Kra

tzunahme pro Zeit [V

]

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

R145

Messzeit

unkt

[

]

FB OB KB

Abb. 21: Antrittskraftäquivalent [V] nach Belas-

tungshöhe R=Ruhe, 1. – 5. Belastungsstufe im

Belastungsregime FB, OB, KB.

Abb. 22: Mittlere Kraftzunahme pro Zeit [V/s]

nach Belastungshöhe R=Ruhe, 1. – 5. Belas-

tungsstufe im Belastungsregime FB, OB, KB.

Ergebnisse 60

Bewegungverzögerung [s]

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

R145

[

]

FB OB KB

Messzeit

unkt

Kra

tlatenz [s]

0,05

0,10

0,15

0,20

R145

Messzeitpunkt

enzze

[

]

FB OB KB

Abb. 23: Mittlere Bewegungsverzögerung [s]

nach Belastungshöhe R=Ruhe, 1. – 5. Belas-

tungsstufe im Belastungsregime FB, OB, KB.

Abb. 24: Mittlere Kraftlatenz [s] nach Belas-

tungshöhe R=Ruhe, 1. – 5. Belastungsstufe im

Belastungsregime FB, OB, KB.

Da sich die erwähnten Unterschiede der Antrittsparameter in Abhängigkeit vom Belas-

tungsregime innerhalb der Streubereiche der Daten bewegen, also keiner signifikanten

Abweichung entsprechen, kann von einer relativen Stabilität in der Ausführung der An-

trittsbewegung ausgegangen werden. Diese Konstanz ist für die Interpretation mögli-

cher MRCP-Veränderungen von großer Bedeutung.

6.1.8 Belastungsauswirkungen im zentralen Abbild

Exkurs zum Verständnis der zentralen Ergebnisse.

MRCPs sind negative Gleichspannungspotentialverläufe, die vor willkürlichen Bewe-

gungshandlungen am Kortex abgeleitet werden können. Die MRCP-Stärke stellt sich in

höherer Negativität dar. Deshalb wird im folgenden Abschnitt von negativer Zunahme

die Rede sein. Damit wird keine Wertung vorgenommen, sondern die Potentialpolung

beschrieben, damit auch der Sprachgebrauch „Zunahme“ bei größer werdenden Wer-

ten gewahrt werden kann. Außerdem wird in diesem Zusammenhang bei langsamer

Negativierung von Aktivierung gesprochen (Ressourcenbereitstellung), während positi-

ve Potentialverschiebungen mehr den Verbrauch der Ressourcen (Deaktivierung) dar-

stellen (BirbaUMER & SCHMIDT 1996, S. 503; SCHOBER 1987, S. 56). Dies darf nicht mit

der Nomenklatur der Aktivierungstheorien verwechselt werden.

Die MRCP-Verläufe sind vor willkürlichem Bewegungsbeginn langsam ansteigende,

negative Gleichspannungspotentiale, die ihr Maximum etwa kurz vor dem Triggerzeit-

punkt erfahren (je nach Messtechnik) und die anschließend abrupt depolarisieren (ab-

nehmen). Diese Kurven entstehen durch Averaging42 wiederholter willkürlicher Bewe-

gungen und treten somit aus dem Spontan-EEG an bewegungsspeziellen motorischen

Ergebnisse 61

und sensomotorischen Hirnarealen hervor. Für die qualitative Analyse werden die

mittleren MRCPs der Probandengruppe in einem „Grand Average43“ dargestellt.

6.1.8.1 Qualitative Analyse

-500

-1000

-1500

-2000 Bewegungsanfang

Prätrigger Posttrigger

-10 µV

Abb. 25: Typischer MRCP-Kurvenverlauf 2000 ms vor Bewegung im Grand Average (n=14) bei

willkürlichen rechtsbeinigen Antritten, mit Herausstellung der Potentialkomponenten (letzten 100

ms vor Bewegung), die in die Map-Darstellung (Ausschnitt) eingehen.

Die Abb. 25 zeigt eine exemplarische „Grand Average“ MRCP-Kurve der Cz-Elektro-

denposition der FB-Gruppe nach rechtsbeiniger willkürlicher Antrittsserie. Der blaue

Kurvenanteil stellt das Prätriggerpotentialverhalten (eigentliche MRCPs), der rote die

Posttriggerphase dar. In die Mapdarstellungen (Aufsicht) gehen die mittleren MRCPs

der letzten 100 ms vor Antrittsbeginn (aller Antritte) aller Messelektroden ein. Im Map

selbst sind die Potentiale durch den Farbcode repräsentiert (blaue Farben entsprechen

negativen Potentialen, rote Farbtöne stellen positive Polarität dar). Die Intensität

(Spannungshöhe) wird im „Glühmodus“ (Farbhelligkeit) widergespiegelt. Somit sind bei

qualitativer Betrachtung der Maps und Kurvenverläufe, topographische MRCP-Verän-

derungen, schnell erfassbar.

Die Ruhemessung (vgl. Abb. 26) zeigt in Map Darstellung die mittlere Hirnaktivität im

„Grand Average“ in den letzten 100 ms Zeitraum vor Testbewegungsbeginn. In FB er-

kennt man eine Aktivierung über dem zentralen Kortex, die sich parietal symmetrisch

und rechts-präfrontal leicht asymmetrisch darstellt. Die maximale Negativität findet sich

über dem Vertex (Cz-Elektrodenposition). OB zeigt insgesamt eine etwas geringere

Aktivierung, die sich parietal, zentral symmetrisch und links-frontal asymmetrisch aus-

bildet. Auch hier ist die höchste Spannungsintensität über dem Vertex zu finden. Die

42 Wegen ungünstigen „signal to noise“ Ratio (-10µV zu +/-100µV) wird durch Mittelung mehre-

rer getriggerter Ereignisse das ereignisstabile Signal hervorgehoben.

Ergebnisse 62

KB-Gruppe liefert ein ähnliches Bild wie OB, aber mit einer leicht rechts-frontalen Kor-

texaktivierung.

Die Analogkurven unterstreichen die in den Maps visualisierte „Aktivierung“. Während

sich bei FB über Fz „kein typischer MRCP-Verlauf“ abbildet, stellt sich in OB und KB

ein eher positives Potential kurz vor Trigger dar. Bei Cz- und Pz-Messelektroden ist ein

„charakteristisches MRCP“ mit unterschiedlichem Verlauf und Ausmaß erkennbar. Die

mittleren Spannungen der letzten 100 ms zeigen die größten negativen Werte im FB-

Belastungsprofil über Cz, Pz, und mit Einschränkung, auch bei Fz.

Im warm up Map (Abb. 27) erkennt man bei FB eine ähnliche, leicht rechts-frontale

asymmetrische Aktivierungsverteilung wiederum mit einem Maximum über der Vertex-

region (Cz). In OB ist ein deutlich umgrenzteres Gebiet mit geringerem „Aktivierungs-

ausmaß“ und mit symmetrischer Verteilung (höchste negative Spannung über dem

zentralen Kortex und nach parietal und frontal abnehmend) zu erkennen. Einen deutli-

chen Unterschied stellt die Negativitätsverteilung bis weit in den Frontalkortex in der FB

Testsituation dar.

Die Analogkurven zeigen über Fz-Elektrode einen leicht positiven Potentialverlauf kurz

vor dem Trigger (MRCP-ähnlich). Über der Cz-Elektrode ist jeweils ein charakteristi-

scher MRCP-Verlauf zu erkennen, mit größeren Negativspannungen bei FB im Ver-

gleich zu OB. Auch über der Elektrodenposition Pz ist ein MRCP-Verlauf erkennbar,

mit ebenfalls größerer mittlerer Aktivierungen bei FB.

Die stärkere mittlere frontale (Fz) Negativität 100 ms vor Antrittsbeginn bei FB findet

sich auch numerisch um -2µV gegenüber –0,6µV in der OB-Situation wieder.

Abb. 26: MRCP im Grand Average vor dem

Test in Ruhesituation, als Map- und Analog-

kurvendarstellung bei Belastungsregime FB,

OB, KB.

Abb. 27: MRCP im Grand Average nach 1.

Belastungsstufe, Warm-up-Messsituation, als

Map- und Analogkurvendarstellung bei Belas-

tungsregime FB, OB.

43 Mittlung aller gemittelten Potentialverläufe.

Ergebnisse 63

Abb. 28: MRCP im Grand Average nach 4.

Belastungsstufe, submaximale Messsituation,

als Map- und Analogkurvendarstellung bei

Belastungsregime FB, OB.

Abb. 29: MRCP im Grand Average nach 5.

Belastungsstufe, maximale Messsituation, als

Map- und Analogkurvendarstellung bei Belas-

tungsregime FB, OB, KB.

Abb. 28 zeigt ein MRCP-Map nach submaximaler Belastung. In der FB-Untersuchung

ist wieder die Negativierung, deutlich ausgeprägter über dem zentralen Kortex mit

asymmetrischer Einbeziehung bis weit in die frontalen (rechts) und parietalen (rechts)

Areale der rechten Hemisphäre zu erkennen. Bei OB hingegen fällt die Aktivierung ge-

genüber FB zentral deutlich geringer aus. Topographisch sind die frontalen und pa-

rietalen Gebiete, etwas eingegrenzt, aber symmetrisch miteinbezogen.

Die fronto-zentralen Hirnpotentialkurven zeigen bei OB eine Negativierung aus einer

positiven Spannung heraus. In FB ist ein „MRCP-ähnlicher Verlauf“ zu erkennen (Fz=-

3,796µV). Über den Elektrodenpositionen Cz und Pz sind in FB und OB typische

MRCP-Verläufe zu erkennen, mit großen Aktivierungen und frontal-parietaler Vertei-

lung, besonders bei der FB-Testreihe.

Nach maximaler Belastung zeigt sich das Grand Average MRCP-Map wie in Abb. 29

dargestellt. Zu erkennen ist bei FB eine deutliche Aktivierung, die sich weit über die

zentralen, parietalen Areale und fast symmetrisch in die Frontallappen ausbreitet. Nach

den Belastungen der OB entsteht eine eher umgrenzte, zentrale und symmetrische

Aktivierung, die sich leicht parietal ausbreitet und frontal nur geringe Negativität er-

reicht. In KB ist die Negativierung noch etwas geringer als bspw. in der OB-Situation.

Es zeichnet sich auch hier bei allen Studien eine symmetrische Potentialverteilung mit

Maximum über der Cz-Elektrodenposition (Vertex) ab.

Die Betrachtung der Analogkurven führt zum gleichen Ergebnis. Während in FB über

der Fz-Elektrode eine MRCP-typische Negativierung erfasst wird, fehlt diese bei OB

und KB, oder sie weisen entgegengesetzte Potentialverläufe in die positive Ladungs-

richtung auf.

Ergebnisse 64

„Typische MRCP-Kurven“ lassen sich quervergleichend bei allen Belastungsregimen

(FB, OB, KB) und längsvergleichend über alle Messzeitpunkte, auch nach maximaler

Belastungsanforderung, über dem motorischen (Cz) und sensomotorischen (Pz) Kortex

mit unterschiedlicher Ausprägung ermitteln. In FB ist die kortikale Negativierung größer

ausgeprägt als bei den OB und KB. Die Unterschiede bei den der Bewegung voraus-

gehenden MRCPs mit zusätzlich beanspruchter Testmuskulatur (FB) zeigen die starke

Einbeziehung frontaler und parietaler Hirnregionen. Die physische Beanspruchung

scheint sich mehr auf die zentralen MRCPs auszuwirken (OB), während die KB-Unter-

suchungen keine nennenswerten Unterschiede aufweisen. Dieser Eindruck wird im fol-

genden Abschnitt quantitativ überprüft.

6.1.8.2 Quantitative Analyse

Statistisch auffällige Charakteristika für die MRCPs werden aus den Analogkurven für

die Ergebnisdarstellung ausgewählt: frontale (Fz), zentrale (Cz) und parietale (Pz)

MRCPs (siehe Tab. 6b). Hier nicht aufgeführte Parameter sind in den deskriptiven Ta-

bellen im Anhang XII-XIII zu finden.

Die über parieto-zentralen Hirnregionen (Pz) abgeleiteten MRCP-Parameter weisen

weder einen Belastungs- noch einen Studieneffekt auf und werden bis auf den Tabel-

lenteil im Anhang nicht explizit dargestellt.

Der qualitative Eindruck findet sich in den zentralen maximal Amplituden (Czmax) im

MRCP mit schwach-signifikantem Belastungseffekt bei FB und OB (p=0,027, F4,025)

bestätigt. Signifikante Gruppenunterschiede können aber nicht nachgewiesen werden.

Ergebnisse 65

Czmax Amplitude [µV]

-20,00

-18,00

-16,00

-14,00

-12,00

-10,00

-8,00

-6,00

R1 4 5

Messzeitpunkt

Spannung [µV]

Abb. 30: Maximale MRCP-Amplitude an der Elektrodenposition (Cz) [µV] bei R=Ruhe und nach

1. – 5. Maximaler Belastungsstufe bei Belastungsregime FB, OB, KB.

Cz-max (Abb. 30): Die maximalen MRCP-Amplituden wachsen insgesamt (FB, OB) mit

zunehmender Belastung stetig an. Zwischen „warm up“ (1) und submaximaler Vorbe-

lastung (4) liegt die negative Amplitudenzunahme bei ca. 1,5-2µV schwach-signifikant

(p=0,023, T2,423). Die höchsten Werte finden sich nach der maximalen physischen

Belastung (OB und FB) (5) im Bereich –10 bis -13 µV, wobei insgesamt im Verlauf der

OB-Beanspruchung im Schnitt um 2µV geringere Amplituden gemessen werden. Die

KB-Messungen unterscheiden sich in Ruhe nicht von den anderen Testsituationen und

bleiben durch die Beanspruchung unverändert auf dem Ausgangsniveau von –9µV.

In den fronto-zentralen (Fz) MRCPs treten die deutlichsten Gruppen- und Messzeitun-

terschiede auf. Hier kann bei Fzpower ein hoch-signifikanter Belastungseinfluss

(Messzeit) (p=0,000, Chi²16,360) und in den höheren Belastungsstufen (4) (p=0,037,

Chi²4,365) bzw. (5) (p=0,023, Chi²7,533) ein schwach-signifikanter Einfluss der ver-

schiedenen Belastungsregime festgestellt werden (Abb. 31).

Der in Abb. 31 nachvollziehbare Anstieg der Medianwerte (von 2,2 bis 5,4µV²) mit

leicht unterschiedlichen Ausgangsniveaus führt mit zunehmender Belastung bis auf

Werte nach der höchsten Belastung von 20,6µV² (FB) / 5,3µV² (OB) und 3,0 µV² (KB)

am Ende der Testsituationen. Insgesamt sind bei ähnlichem Verhalten bei OB die

Werte niedriger mit schwach-signifikanten Unterschieden bei submaximaler (p=0,038,

Z2,089) Belastung. Der Unterschied zwischen FB und KB nach Maximalbelastung ist

signifikant (p=0,009, Z-2,570).

Ergebnisse 66

Die maximalen MRCP-Amplituden an Fz (Fzmax) zeigen sich ebenfalls signifikant

durch die Belastung (p=0,001, F7,594) und die Studien (p=0,019, F6,957) beeinflusst.

In Abb. 32 werden die mittleren maximalen Amplituden (Fzmax) nach Vorbelastung

und nach Belastungsregime differenziert dargestellt. Bei physischem Belastungsregime

(FB, OB) war eine stetige Amplitudenzunahme mit zunehmender Belastungshöhe fest-

stellbar. Der generelle Belastungseffekt manifestierte sich post hoc zwischen der 1.

(warm up) und der 4. (submaximale) Messsituation als schwach-signifikant

(p=0,013,T2,727).

Die Amplituden steigen in FB, ausgehend von einem hohen Ruheniveau (–5,1 µV), mit

zunehmender Belastung am höchsten bis auf –8,917 µV. In OB ist ausgehend von ei-

nem niedrigen Niveau um –2,4 µV eine belastungsabhängige Amplitudenzunahme bis

zur Stufe 4 (–6,0 µV) feststellbar. Bei Maximalbelastung kommt es bei OB nicht zu ei-

nem weiteren Anstieg, sondern im Mittel sogar zu einer leichten Abnahme auf -5,0 µV.

Bei KB ist nach Belastung ein leichter Amplitudenrückgang auf –3,6 µV gegenüber

dem auf mittleren Niveau liegenden Ruhewert (-4,0 µV) zu verzeichnen. Die Gruppen

FB und OB unterscheiden sich im Ruhewert (p=0,05, T2,072) und nach warm up (1)

(p=0,049, T2,094) schwach-signifikant. Zwischen FB und KB erreichen die Unterschie-

de nach maximaler Belastung (5) (p=0,005, T-3,242) Signifikanzniveau.

FZ Power [µV

] Median

3,73

5,825

16,55 20,63

2,19 2,87

5,12 5,315,4

3,01

100

R145

Messzeit

unkt

FB OB KB

+++

Power [µV²]

zmax

[

-14,00

-12,00

-10,00

-8,00

-6,00

-4,00

-2,00

R145

Messzeit

unkt

FB OB KB

***

Spannung [µV]

Abb. 31: FzPower (Fläche zwischen MRCP

Kurve und Baseline) [µV²] in Median und 75%

Perzentil an der Elektrodenposition (Fz) bei

R=Ruhe und nach 1. – 5. maximaler Belas-

tungsstufe bei Belastungsregime FB, OB, KB;

logarhymische Skalierung.

Abb. 32: Mittelwerte der maximalen MRCP-

Amplituden an der Elektrodenposition (Fz) [µV]

bei R=Ruhe und nach 1. – 5. maximaler Belas-

tungsstufe bei Belastungsregime FB, OB, KB.

Ergebnisse 67

Messzeitpunk

100

[µV]

-8,00

-6,00

-4,00

-2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

R1 45

pannung

[

]

FB OB KB

Messzeit

unkt

z_5-

100

[

Spannung [µV]

Abb. 33: Fz100=Mittelwerte der MRCP-Ampli-

tuden an der Elektrodenposition (Fz) [µV] 100

ms vor Trigger bei R=Ruhe und nach 1. – 5.

maximaler Belastungsstufe bei Belastungsre-

gime FB, OB, KB.

Abb. 34: Fz5-100=mittlere MRCP-Amplituden

an der Elektrodenposition (Fz) [µV] zwischen

500 und 100 ms vor Trigger bei R=Ruhe und

nach 1. – 5. maximaler Belastungsstufe bei

Belastungsregime FB, OB, KB.

Die GLM Analyse deckt beim Parameter Fz100 eine, post hoc unbestätigte, signifi-

kante Veränderung (p=0,007, F8,247) über die Belastungen und einen schwach-signi-

fikanten Studieneffekt (p=0,036, F(3,689) auf (siehe Abb. 33).

In FB ist wiederum die größte Negativität feststellbar. Die Gruppenunterschiede erwei-

sen sich zwischen FB und OB sowohl bei Erwärmung (0,045, T-2,117), als auch bei

submaximaler Messung (0,029, T-2,328) um –2-3 µV schwach-signifikant negativer.

Die auffällig unterschiedlichen Ausgangswerte haben keinen Einfluss auf die statisti-

sche Bedeutsamkeit, wie die normierte Analyse im nächsten Kapitel aussagt.

Fz500-100 Abb. 34: Bei diesem Parameter kann die Prüfstatistik einen signifikanten

Belastungs- (p=0,008, F5,142) und schwach-signifikanten Studieneffekt (p=0,038,

F4,856) feststellen. Während die mittleren Amplitudenwerte insgesamt (FB, OB, KB)

trotz unterschiedlicher Wertausmaße einen stetigen Anstieg mit steigender Belas-

tungshöhe aufweisen, ist der generelle Belastungseffekt post hoc nicht zu bestätigen.

Ausgehend von einer im Mittel positiven Gleichspannung zwischen –2 und +2 µV neh-

men die Amplitudenwerte von Messsituation zu Messsituation um etwa –1µV zu und

erreichen in FB ihr Maximum bei –3+/-4 µV.

In OB ist ein ähnlicher Verlauf zu beobachten, der jedoch aus einer größeren Positivität

erwächst. KB zeigt nach Belastung auch eine Tendenz zur Erreichung der Amplituden

in Richtung Negativität, ohne die positive Polarität zu verlassen. In der maximalen

Messsituation zeigen sich die mittleren Amplitudenwerte bei Gruppe FB gegenüber KB

schwach-signifikant (P=0,019, T-2,610) erhöht.

Ergebnisse 68

6.1.8.2.1 Quantitative Analyse normierter MRCP-Relationen

Nachträglich wurden alle MRCP-Messparameter relativ zu ihren Ausgangswerten nor-

miert und der statistischen Prüfprozedur unterzogen. So konnte ein denkbarer Einfluss

unterschiedlicher Ausgangswerte auf die Testergebnisse sicher ausgeschlossen wer-

den. Vorweggenommen bestätigen sich die bisherigen Testergebnisse weitestgehend

und sind nicht weiter dargestellt.

6.1.9 Korrelationen

In dem folgenden Gliederungspunkt wird ein zusammenfassender Überblick über kor-

relative Beziehungen zwischen den definierten Systemkreisen und ggf. wichtigen Pa-

rametern gegeben. Die Darstellungsauswahl begründet sich aus der Relevanz zur Fra-

gestellung, Überprüfung bekannter Zusammenhänge aus der Fachliteratur zu MRCPs

und aus statistischer Auffälligkeit. In Abhängigkeit vom Skalenniveau und von der Ver-

teilungsform kommen verschiedene Korrelationsverfahren zur Anwendung (Pearson,

Spearman, Kreuztabellen mit Punkt-biseriale Korrelation und Kendall taub), deren Kor-

relationskoeffizienten in der folgenden Beschreibung nicht ausdifferenziert wurden

(Bortz 2005, S. 224; Bühl & Zöfel 1994, S. 240ff). Zur detaillierten Kenntnisnahme wird

auf die Datentabellen im Anhang XV-XVII verwiesen, in denen sämtliche Ergebnisse

zusammengefasst dargestellt sind.

Die korrelative Betrachtung anthropometrischer Daten mit den übrigen Systemkreisen,

insbesondere der MRCP-Parameter, liefert beim Vergleich des Trainingsumfangs mit

der FB-Leistungfähigkeit eine (p=0,002) mittlere positive Beziehung (0,513) mit den

Befindlichkeitswertungen („Vigilanz“ und „Intrapsychisches Gleichgewicht“) mittleren

negativen Einfluss (-0,64 bis –0,4) und eher schwache negative Rangkorrelationen (-

0,5 bis 0,35) zu zentralen MRCP-Relationen (Czpower 5, Czpower 5p, Cz5-100 5p,

Fzpower 4p) (p=0,002 -0,043).

Die Sprungbeinpräferenz zeigt signifikante (p=0,000), mittlere bis schwache Beziehun-

gen (0,5 bis 0,47) zu den ermittelten Antrittsdaten (max. Kraftäquivalent und Kraftzu-

nahme pro Zeit).

Der Lateralitätsquotient korreliert schwach positiv mit Wachheits- (VG) und Ausgegli-

chenheitsempfindungen (IG) (0,47 bis 0,38) nach Belastung und bezüglich zentraler

Parameter überwiegend mit MRCP-Größen wie CzPower positiv (0,7 bis 0,41) und

vereinzelten frontalen MRCP-Parametern negativ.

Ergebnisse 69

Die Korrelationen zwischen peripherer Beanspruchung und den übrigen Systemkreisen

liefern folgendes Bild. Die ermittelte FB max. Vortestleistung als auch die max. Stufen-

belastung korrelieren schwach bis mittel positiv mit maximaler Laktatkonzentration und

Herzfrequenz (0,65 bis 0,5) (p=0,000-0,032).

Mittlere bis schwache negative Korrelationen (-0,527 bis -0,339) lassen sich sowohl

zwischen maximalen Wattleistungen und Dopaminwerten, als auch zu Befindenswer-

tungen (VT, VG) feststellen. Je höher die max. Leistung, desto weniger fühlen sich die

Probanden „vital“. Ebenso zeigen die maximalen Herzfrequenzen eine mittlere negati-

ve Beziehung (p=0,000) zur subjektiven Ausbelastungsempfindung (-0,613).

Die Korrelationen zu den zentralen Parametern zeigen, dass die max. FB-Leistung die

zentralen und frontalen MRCP-Amplituden eher schwach negativ beeinflussen (-0,4 bis

-0,5), während die OB-Leistung mehr mit den MRCP-Latenzen der zentralen MRCPs in

einem vereinzelt mittleren bis hohen (-0,71 bis -0,408) negativen Zusammenhang ste-

hen.

Die maximalen Herzfrequenzen korrelieren mittelstark positiv mit Pzpower 5p und

Fzpower 5p (0,65 bis 0,57). Die Fehleranzahl (klt_frw) im KB Testdurchgang weist eine

mittelstarke Beziehung (0,66) zu Fzmaxt 5 (Latenz) auf.

Die metabolische Beanspruchung zeigt beim Parameter max. Laktat eine schwach ne-

gative Beziehung (-0,43) zu der subjektiv empfundenen Ausbelastung. Werden die

metabolischen Parameter nach max. Belastung in Beziehung zu den MRCPs (Fzpo-

wer5) gesetzt, resultieren mittlere bis schwache positive Korrelation (0,59 bis 0,42),

d.h., je höher die max. Laktat bzw. NH3 Werte desto größer die frontalen MRCPs.

Die Parameter des Stress- und Blutsystems weisen bei Dopaminwerten schwach posi-

tive (0,51 bis 0,31) Korrelationen zu den erhobenen Befindlichkeits- und Ausbela-

stungswerten auf. Außer bei den Blutzellen (Leuko-,Erythrozyten) werden keine korre-

lativen Zusammenhänge zu MRCPs gefunden.

Die psychometrisch erhobenen Befindlichkeitsdaten besitzen einen schwachen positi-

ven (0,48 bis 0,38) Zusammenhang mit überwiegend zeitlichen MRCP-Komponenten

der frontalen und parietalen Hirnregionen. Nur das Ausbelastungsempfinden ist bezüg-

lich der normierten Fzpower (5p) schwach negativ (-0,43).

Die Antrittsparameter maximales Kraftäquivalent (Fmax) und die Kraftzunahme pro Zeit

(tanaf) gewissermaßen die „Antrittsgeschwindigkeit“ - liefern in allen Belastungsmes-

sungen einen schwachen positiven Zusammenhang (0,57 bis 0,37) mit zeitlichen Kom-

ponenten der frontalen (Fz) und zentralen (Cz) MRCPs und vereinzelt negative Zu-

sammenhänge mit Cz-Amplitudenrelationen.

Ergebnisse 70

6.1.10 Ergebniszusammenfassung zum Belastungskomplex 1

Im Belastungskomplex 1 wurden drei Belastungsregime konzipiert. Diese Regime be-

inhalteten standardisierte Antrittserien mit Erfassung der hirnelektrischen Daten

(MRCPs) nach individuell an die Leistungsfähigkeit angepasster physischer Belas-

tungsintensität oder kognitiver Belastung. Während sich die drei Belastungsregime und

die jeweils darin abverlangten Leistungen unterscheiden, sollen die Beanspruchungen

für die Probandenkollektive vergleichbar sein. Die Differenzierung der Probandenkol-

lektive nach Trainingsumfang, Sprungbeinpräferenz und motorischer Lateralität scheint

nach Literaturstudium und Korrelationsergebnissen sinnvoll zu sein. Es ergeben sich

schwache positive Beziehungen zwischen dem Faktor Trainingsumfang mit FB-Leis-

tungsparametern und Befindlichkeitswertungen. Ferner nimmt die Sprungbeinpräferenz

mittelstarken positiven Einfluss auf die gemessenen Antrittsparameter. Die Lateralität

korreliert schwach positiv mit zentralen MRCP-Powerwerten und teilweise negativ mit

frontalen Parametern.

Die geforderten vergleichbaren Beanspruchungen lassen sich folgendermaßen be-

schreiben: Es zeigt sich, dass sich die relativierten Leistungswerte bei FB gegenüber

OB zumindest in den hohen Belastungsstufen nicht signifikant unterscheiden. Außer-

dem erreichen sie im Gruppenmittel zwischen 94-97% somit nahezu die maximale Lei-

stungsfähigkeit (100%). Die KB-Untersuchung zeigt zum Normvergleich eine um 20%

höhere Aufgabenbewältigung im Konzentrationsbelastungstest mit signifikant geringe-

rem Fehleranteil. Die peripheren Beanspruchungsparameter wie Herzfrequenz, Blut-

druck und Leistungen liefern signifikante Zunahmen mit zunehmender Belastungs-

intensität und die Herz-Kreislauf Beanspruchung (HF) zeigt signifikante Gruppenunter-

schiede zwischen FB, OB und KB. Die höchsten Werte werden bei der FB-Untersu-

chung ermittelt. Des Weiteren zeigte sich, dass das subjektive Ausbelastungsgefühl

(Erschöpfung) nur nach physischer (FB, OB), nicht nach kognitiver Belastung, erreicht

wird. Es zeigen sich korrelative positive Beziehungen zwischen der FB-Leistungsfähig-

keit zu absolvierter maximaler Stufenbelastung, Herzfrequenz und metabolischem Sys-

tem (Laktat, Ammoniak).

Die metabolischen Beanspruchungsparameter Laktat und Ammoniak liefern signifi-

kante Belastungsabhängkeit mit hohen Konzentrationen bei hohen Belastungen. Die

Untersuchungsgruppen unterscheiden sich ausschließlich beim Ammoniak zwischen

physischem (FB, OB) und kognitivem KB-Belastungsregime. Allerdings sind Grup-

penunterschiede bei den Ausgangswerten mit niedrigeren Werten bei FB im Vergleich

zu OB und KB beobachtbar.

Ergebnisse 71

Die Parameter im Stress-System zeigen sinkende Dopaminsulfatspiegel zwischen

Ausgangs- und maximalen Belastungswerten bei FB und KB. Dass diese Abnahmen

größer sind, je höher die maximale FB-Leistung ist, besagt die negative Korrelation

zwischen den Parametern. Blutzellen und Hämatokrit nehmen nach maximaler Belas-

tung signifikant zu. Die Testreihe FB liefert signifikant höhere Leukozytenzahlen als die

KB-Untersuchung. Des Weiteren können keine weiteren Gruppenunterschiede festge-

stellt werden.

Die psychometrisch erfassten Befindlichkeiten zeigen keine signifikante Veränderung

der Gesamtbefindlichkeit. Allerdings gibt es tendenzielle Abnahmen und niedrigste

Wertungen bei FB-Untersuchung. Die Differenzierung zwischen den Subkategorien

„Vitalität“, „Vigilanz“ und „Intrapsychisches Gleichgewicht“ liefert bei physischen Belas-

tungen (FB und OB) signifikante Abnahmen, während die Punktwertungen für „Außen-

zuwendung“ (SE) bei OB und bei KB zunehmen. In FB fühlen sich die Probanden er-

schöpfter als in den anderen Untersuchungen. In KB hingegen fühlen sie sich trotz hö-

herer Testleistungen und geringerer Fehlerzahl zur Vergleichsnorm nicht ausbelastet.

Korrelativ zeigt sich, dass mit zunehmender Testleistung die Vitalitäts- und Vigilanz-

empfindungen abnahmen. Ebenso nehmen die Probanden mit größerer maximaler

Herzfrequenz eine stärkere Ausbelastung wahr.

Die Antrittsbewegungen entsprechen bei allen Untersuchungen gleicher maximaler

Kraft und „Geschwindigkeit“ (Kraftzunahme pro Zeit). Somit sind die Ergebnisse der

zentralnervalen „antrittsevozierten“ MRCPs auch in Hinblick auf das Beanspruchungs-

ausmaß vergleichbar.

Feststellen lassen sich belastungsabhängige Zunahmen der zentralen (Cz) Negativität

bei physischer Belastung in Maximal-Amplitude und Ausmaß (Power). Deutliche Unter-

schiede bei den MRCPs zeigen sich frontal und parietal, wenn die Bewegungsmusku-

latur zuvor zusätzlich beansprucht wurde (FB). Hierbei sind besonders die MRCP-In-

tensität (Negativitätshöhe), -Ausmaß und -Verbreitung (Topographie) beeinflusst. Be-

stätigung finden diese Ergebnisse in der gegenläufigen Korrelation besagter FB-Leis-

tung mit zentraler (Cz) und frontaler MRCP-Negativität. Die OB-Leistung weist hinge-

gen mehr negativen Einfluss auf die zeitlichen Komponenten (Latenzen) der zentralen

(Cz) MRCPs auf.

Die psychometrischen Befindlichkeitseinflüsse und Antrittsbewegungseinflüsse auf die

hirnelektrischen MRCPs weisen überwiegend schwache positive Einflüsse zu zeitlichen

MRCP-Komponenten auf.

Ergebnisse 72

6.2 Belastungskomplex 2

Alle statistisch ermittelten Ergebnisse sind vollständig im Anhang XVIII -XXII nachzule-

sen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden nur die für die Fragestellung bedeut-

samen Ergebnisse abgebildet. Alle anderen sind in ergänzenden Tabellen im Anhang

XXII dargestellt.

6.2.1 Beanspruchungsparameter

Die GLM liefert bei 21 untersuchten Sportlern zwischen den Untersuchungsgruppen si-

gnifikante Zwischensubjekteffekte in der absoluten (Pmax in Watt) [p=0,004, F-Ratio -

3,274] und relativen (Prel in Watt/kg) [p=0,000, F-Ratio 6,785] Leistungsfähigkeit. Zur

Betrachtung der Messwerte mit Gruppendifferenzierung siehe Abb. 35 oder Tab. 7 im

Methodikteil.

max

att

]

100

150

200

250

300

350

400

Ergometertest

Maxi

ale

eistung

[Watt]

mäßig trainiert gut trainiert

100

150

200

250

0 2 60 120 60 -120

[S/min]

*** *** ***

mäßig trainiert gut trainiert

Zeit nach Belastun

[min.]

Abb. 35: Mittlere Leistungsfähigkeit (Pmax)

[Watt] nach Leistungsgruppen (mäßig-, gut

trainiert) differenziert.

Abb. 36: Herzfrequenzen [S/ min] in Mittelwert

und Standardabweichung während passiv lie-

gender Regeneration nach individuell maxi-

maler Ergometerbelastung bei mäßig (n=10)

und gut trainierten (n=11) Sportlern.

Die Herzfrequenzen (HF) zeigen bezüglich des Faktors Regenerationszeit einen signi-

fikanten Effekt [p<0.001, F-Ratio 204.945]. Die HF (siehe Abb. 36) nehmen vom Maxi-

mum direkt nach Belastung (M1) in der weiter folgenden Regeneration (zunächst steil

bis M2 und dann flach) signifikant von Messzeit zu Messzeit bis 2 Stunden nach Belas-

tungsende ab [p<0,001], nur mit tendenziell höheren Werten bei den leistungsfähigeren

Probanden.

6.2.2 Stress-System und Blutparameter

Die GLM bzw. der Friedman-Test zeigt bei den Katecholaminen (siehe Abb. 37)

höchst-signifikante Regenerationszeiteffekte, jedoch keine Gruppeneffekte.Die Ergeb-

Ergebnisse 73

nisse im Einzelnen: Dopamin (Dop) [p<0.001, F-Ratio 13.822], Noradrenalin (NA)

[p<0.001, F-Ratio 78.178], Adrenalin (A) [p<0,001 Z-Ratio 8.699].

Abb. 37: Mittelwert u. Standardabweichung

bzw. Mediane der Katecholamine [ng/l] (Do-

pamin, Noradrenalin und Adrenalin) während

passiv liegender Regeneration zur Messzeit

M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min, M4= 75

min, M5= 135 min nach individuell maximaler

Ergometerbelastung bei mäßig (n=10) und gut

trainierten (n=11) Sportlern. Die Ergebnisse

der post hoc Prüfstatistik ohne Gruppeneffekt

n=21 für p<0,001: *** nach t-Test und +++

nach Wilcoxon.

Abb. 38: Stressreaktive Parameter: Prolaktin

(Pro), Cortisolwerte (Cor) und Glucose (gluc)

[mmol/l] in Mittelwert u. Standardabweichung

während passiv liegender Regeneration zur

Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min,

M4= 75 min, M5= 135 min nach individuell ma-

ximaler Ergometerbelastung bei mäßig (n=10)

und gut trainierten (n=11) Sportlern. Die Er-

gebnisse der post hoc Prüfstatistik ohne Grup-

peneffekt, n=21 für p<0,001: *** nach t-Test

und +++ nach Wilcoxon.

Abb. 37 zeigt die beanspruchungsbedingt erhöhten Werte im Mittel für Dop (40-110

ng/l), für NA (50-2900 ng/l) und für A (35-500 ng/l) in der Frühregeneration (M1), die bis

45 min nach Belastung signifikant in den oberen Normbereich abfallen. In der weiteren

Regeneration sind keine signifikanten Verschiebungen vom oberen in den mittleren

Normbereich zu verzeichnen. Auffallend sind die deutlich höheren Katecholaminwerte

bei der „gut-leistungsfähigen“ Gruppe gegenüber der „mäßig-Leistungsfähigen“. Die

Ergebnisse 74

statistische Analyse mit dem Faktor „Leistungsgruppe“ kann aber nicht mehr als einen

Trend bei NA [p=0.055, F-Ratio 4.19] aufzeigen.

Prolaktin (Pro) [p<0.001, F-Ratio 19.995], Cortisol (Cor) [p<0.001, F-Ratio 13.865] und

Glucose (Glu) [p<0,001, F-Ratio 17,920] zeigen in der GLM signifikante Regenerati-

onszeiteffekte und keine Gruppeneffekte (siehe Abb. 38). Im Einzelnen liegt Pro nach

Belastungsende (M1) im hohen Normbereich (50-400 mIU/l) und zeigt im Regenerati-

onsverlauf einen gleichmäßigen signifikanten Abfall bis zu M4 in den unteren Normbe-

reichen. Beim Cor ist ein ähnliches Verhalten im Normbereich (8-16 mIU/l) mit zeitli-

chem „delay“ beim Rückgang und Rückkehr in den Tagesrhythmus festzustellen.

Die Blutzuckerkonzentration (Gluc) liefert tendenziell leicht höhere Konzentrationen

(M2-M5) bei den „gut-Leistungsfähigen“. Die gemessene Glucosekonzentration im Blut

steigt von M1 zu M2 signifikant [p<0.001, F-Ratio -5.804] an, bevor sie von M2 zu M3

[p=0.004, F-Ratio 3.248] bzw. M3 zu M4 [p<0.001, F-Ratio 4.780] schrittweise signifi-

kant abnimmt. Dies ist ein Effekt des zuckerhaltigen Regenerationsdrinks.

Die gemessenen Erythrozytenzahlen (Ery) und Leukozytenzahlen (Leu) sind der Abb.

39 zu entnehmen.

Ery [MW /SD]

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

M1 M2 M3 M4 M5

*** *

ery [10 /µl]

Leu [ 10³/µl]

Abb. 39: Blutzellen: Erythrozyten (ery) [106/µl], Leukozyten (leu) [10³/µl] während passiv liegen-

der Regeneration zur Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min, M4= 75 min, M5= 135 min

nach individuell maximaler Ergometerbelastung bei mäßig (n=10) und gut trainierten (n=11)

Sportlern. Die Ergebnisse der post hoc Prüfstatistik ohne Gruppeneffekt, n=21 für p<0,001: ***

nach t-Test und +++ nach Wilcoxon.

Es können keine signifikanten Unterschiede zwischen den Leistungsgruppen festge-

stellt werden, obwohl die gut-leistungsfähigen Sportler tendenziell höhere Ery-Konzen-

trationen aufweisen.

Allerdings zeigen sich bezüglich des Faktors Regenerationszeit signifikante Verände-

rungen. Im Einzelnen: die Ery-Konzentration fällt ausgehend von einem Ausgangsni-

Ergebnisse 75

veau von 5-5,5 106/µl in der Frühregeneration (M1 zu M2) signifikant [p<0.001, F-Ratio

9.484] auf Werteniveau um 4.5 106/µl ab. Erst zu M5 nehmen die Erys wieder signifi-

kant [p=0.016, F-Ratio -2.629] zu.

Bei den Leu findet zwischen M1 und M2 eine signifikante Abnahme [p<0.001, F-ratio

14.913] statt und zwischen Regenerationsminute 45 und 60 (M2-M3) bildet sich ein

Plateau. In der weiteren Erholungszeit ist eine stufenweise signifikante Zunahme (M3-

M4), [p<0.001, F-Ratio -4,721]; (M4-M5) [p<0.001, F-Ratio –5.888] zu erkennen.

Der Kontollparameter Kreatinin (Krea), hier nicht dargestellt, zeigt einen Erholungsef-

fekt [p<0,001, F-Ratio 29,079] aber keinen Gruppeneffekt. Er fällt von erhöhten Norm-

werten um 1,15mmol/l direkt nach Belastung (M1/M2) höchst-signifikant [p<0,001, F-

Ratio 10.401] auf niedrigere Normwerte, die konstant auf ca. 1mmol/l im weiteren Er-

holungsverlauf verbleiben.

6.2.3 Spontan-EEG Frequenzspektrum im Regenerationsverlauf

6.2.3.1 Qualitative Analyse

Das EEG in der Regenerationsphase stellt sich in Frequenzen und Topographie höchst

unterschiedlich dar. Die hier nicht dargestellten Theta- und Alpha1-Frequenzbänder

zeigen keinen Messzeiteffekt. Zur Datenreduktion werden in der Abb. 40 nur Frequen-

zen qualitativ dargestellt, die statistisch signifikante Veränderungen in der Regenerati-

onsphase aufweisen. Entsprechend dem jeweiligen Skalenniveau (rechte Spalte) be-

deuten im Glühfarbenmodus niedrigere Leistungsdichten „kalte“-rot bis schwarze

Glühfarben, hohe Leistungsdichten bedeuten “heiße“-blau bis weiße Glühfarben. Die

Hirnkarten sind dargestellt mit frontaler Orientierung links.

Ergebnisse 76

Abb. 40: Qualitative Darstellung der spektralen Leistungsdichten, statistisch relevanter Fre-

quenzbänder (Delta=1,25-4,5Hz, Alpha2=9,75-12,5Hz, Beta1=12,75-18,5 Hz, Beta2=18,75-35

Hz) im EEG während passiv liegender Regeneration zur Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3=

60 min, M4= 75 min, M5= 135 min nach individuell maximaler Ergometerbelastung bei gesun-

den Sportlern (n=21). Die spektralen Leistungsdichten sind im Glühfarbenmodus (ab unterem

Skalenniveau schwarz mit zunehmender Leistungsdichte über rot, gelb bis oberem Skalenni-

veau hellblau und darüber weißlich) als Hirnkarten dargestellt. Die Skalen für das jeweilige Fre-

quenzband stehen in der rechten Spalte, die Farbkodierung ist oben links zu entnehmen. Die

Hirnkarten stellen eine Aufsicht auf den Kortex dar, die Orientierung ist dabei links=frontal (sie-

he oben links).

Während die elektrischen Leistungen in der „langsamen“ Deltafrequenz (1,25-4,5 Hz)

im Verlauf von Früh- (M1) über Mittel- (M2-3) und Spätregeneration (M4-5) besonders

in motorisch und sensomotorischen Regionen mit links-zentraler Gewichtung (M2-M5)

kontinuierlich bis zum Ende des Beobachtungszeitraumes abnehmen (mehr Rotfär-

bung), zeigen die schnelleren Alpha2-, Beta1- und Beta2-Frequenzen, nach dem

Ergebnisse 77

ebenfalls vor allem frontal und zentral die Leistung zurückgegangen war,

,„Reboundanstiege“ in späten Messzeitpunkten (M5 bzw. M4). Im Alpha2-Band fällt die

zunächst hohe elektrische Leistungsdichte (hellblaue Gebiete) fast über dem gesamten

Kortex mit Ausnahme okzipitaler Regionen im weiteren Erholungsverlauf hirntopogra-

phisch unterschiedlich ab. Die Abnahme ist in der frühen- (M1) und mittleren Erho-

lungsphase (M2) präfrontal und parieto-zentral -asymmetrisch rechts betont (schneller).

In der 75. Erholungsminute (M4) ist die Alpha2-Rückstellung parieto-zentral symme-

trisch, großflächiger ausgeprägt mit Einbeziehung auch temporaler Regionen. Diesem

Zustand folgt in der späten Erholungsphase (M5) im Vergleich zu M4 ein von okzipital

und links-zentralem besonders augeprägter Alpha2-Wiederanstieg (hellblau und gelbe

Rindenregionen).

Beta1 zeigt ebenfalls eine relativ hohe Leistungsdichte (gelb und hellbau) in der Früh-

erholung (M1). Die Rückstellungen der Beta1-Leistungen sind unstetig. Erst zum spä-

teren Zeitpunkt (M4) ist eine deutliche Abnahme vor allem in frontalen- sowie parieto-

zentralen (sensomotorischen) Rindenregionen erkennbar. In der Spätphase der Erho-

lung (M5) entsteht der eingangs beschriebene „Reboundanstieg“ der Beta1-

Leistungsdichte mit topographischen „Schwerpunkten“ präfrontal-links. Die Beta2-

Leistungsdichte zeigt im Regenerationsverlauf (M1-M3) eine stetige gesamtkortikale

Abnahme mit regionaler rechts-parietaler Betonung. In M4 verglichen zu M3 ist eine

Beta2-Leistungszunahme insbesondere in frontalen- und rechts-parietalen Arealen er-

kennbar, die in M5 bis auf einen kleinen frontalen Streifen wieder abnimmt.

6.2.3.2 Quantitative Auswertung des Regenerationszeiteffektes im spektral-

topographischen EEG

Außer Theta- und Alpha1 lieferten die übrigen EEG-Frequenzen signifikante Regene-

rationseffekte in verschiedenen Hirngebieten, die wie folgt zusammengefasst werden:

• Delta an 8 Messpositionen: temporal, frontal, rechts-zentral, mehrheitlich hemi-

sphärisch [p=0,028-0,002; F=2,875-4,749].

• Alpha2 an allen 17 Messorten [p=0,010-0,000] bzw. [p=0,024-0,000; F=2,981-

5,775].

• Beta1 an 15 Positionen der Hirnrinde außer (Fz, F4) mit [p=0,039-0,000; F=2,657-

10,743].

• Beta2 an 17 Elektroden: gesamte Hirnrinde [p=0,015-0,000, F=3,308-14,069], bzw.

[p=0,046-0,004].

Die post hoc Ergebnisse sind in Tab. 12 aufgeführt. Sie bestätigen die vorher be-

schriebenen qualitativen Muster von Zeit und Ort.

Ergebnisse 78

Tab. 12: „Regenerationszeiteffekte“ im EEG: Leistungsdichten zu M1 Mittelwert [MW] und Stan-

dardabweichung [SD] (nichtparametrische Parameter als Median [MD]) nach post hoc Prüfstati-

stik (t-Test bzw. Wilcoxontest). Richtungstrend der Werte und Signifikanz (*/+= p<0,05, **/++=

p<0,001)

Parameter

Frequenz-

Elektrode

MD bzw.

[µV²/Hz]

Regenerationseffekt Post Hoc Test

Faktor: Zeit ( p

0.05 T-Test/+

0.05 Wilcoxon)

M1 M2-M1 M3-M2 M4-M3 M5-M4

Delta_c4 5.6

↓↑↓↑

Alpha2_c4 6.1±3.9

↓

↓ ↓

↑

Alpha2_c3 4.9

↑↓

Alpha2_cz 5.5

↓ ↓

↑

↓

lpha2_f3 9.9

↓↓

↑↓

Alpha2_f4 9.4

↓ ↓

↑

↓

lpha2_f7 8.8

↓↓

↑↓

Alpha2_f8 9.3

↓ ↓

↑

↓

lpha2_o1 25.6

↓↓

↑↓

Alpha2_o2 23.8

↓ ↓

↑

↓

lpha2_p4 12.6

↓↓

↑↑

Alpha2_pz 10.2

↓ ↓

↑

Beta1_pz 2.3±1.3

↓

↑

Beta1_p4 2.5±1.4

↓ ↓ ↓

↑

Beta1_01 4.0±2.0

↓↓

↓↑

Beta1_f8 2.3±1.0

↓

↑

↓

Beta1_f7 2.3±0.9

↓

↑↓

Beta1_f3 2.4±1.3

↓

↑

↓

↑

Beta1_c3 1.7±1.0

↓

Beta2_pz 1.6±0.8

↓

↑

Beta2_p4 1.6±0.8

↓↓

↑

Beta2_p3 1.6±0.8

↓

↓ ↓

↑

Beta2_o2 2.6±1.4

↓

Beta2_o1 2.4±0.9

↓

↑

Beta2_fz 2.0±0.9

↓

↑

Beta2_f7 2.1±0.8

↓

↑

Beta2_f4 2.0±0.8

↓

↓↑

Beta2_f3 2.0±0.8

↓

↑

Beta2_c4 1.5±0.9

↓↓↓↑

Beta2_c3 1.6±0.9

↓↓

∗

Beta2_cz 1.4

↑↓↓

↑

Statistisch signifikant sind die Alpha2-Abnahmen nach mittlerer Erholungszeit (zw. M2 -

M3), besonders frontal, zentral, okzipital und etwas in parietaler Hirnrinde (Tab. 12).

Die Beta1-Leistungsdichten zeigen im Erholungsverlauf frontal-, parietal- und links-

zentral (C3)- schwankende Abnahmen, die überwiegend erst in später Regenerati-

onsphase (M4) Signifikanzniveaus erreichen. Einzige Ausnahme bildet die Beta1-

Leistung links-frontal zu M3 (siehe Tab. 12). In der Beta2-Frequenz finden sich bereits

Ergebnisse 79

in der Früherholung (M1 - M2) frontal- okzipital- und links-parieto-zentral signifikante

Abnahmen (Abb. 40 und Tab. 12). Im weiteren Erholungsverlauf erweisen sich die Be-

ta2-Abnahmen in M3 rechts-parieto-zentral und okzipital signifikant mit „Reboundan-

stieg“ in M4 anhaltend bis M5.

Die mittleren EEG-Leistungsdichten des jeweiligen Frequenzbandes mit Elektrodenpo-

sition, Messzeit und Verteilungsform (nichtparametrisch/ parametrisch), die nicht nach

Gruppen differenziert sind, finden sich im Anhang XIX - XXI.

6.2.3.3 Spontan-EEG: Einfluss der Leistungsfähigkeit

Im EEG-Frequenzspektrum detektiert die GLM signifikante Gruppenunterschiede aus-

schließlich im Thetaband über dem fronto-zentralen Kortex (Fz) [p=0,045, F-Ratio

4,594] mit signifikant geringeren Leistungsdichten bei den „gut-Leistungsfähigen“ in M1

[p=0,05, F-Ratio 2,039] und M5 [p=0,028, F-Ratio 2,378] (siehe Abb. 41). Der Fried-

man Test für nichtparametrische Verteilung liefert ebenfalls einen signifikanten Grup-

peneffekt in parieto-zentraler Alpha2-Leistungsdichte [p=0,045] mit signifikant erhöhter

Alpha2-Leistung im M5 [p=0,045, Z-Ratio –2,008] bei „gut-Leistungsfähigen“ (siehe

Abb. 42). Darüber hinaus können keine signifikanten Gruppeneffekte festgestellt wer-

den.

Messzeitpunkt

mäßig trainiert gut trainiert

Theta-F

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

M1 M2 M3 M4 M5

P [µV²/Hz]

mäßig trainiert gut trainiert

Messzeit

unkt

Alpha 2-Pz

Abb. 41: Fronto-zentrale Thetaleistungsdichte

[µV²/Hz] in Mittelwert u. Standardabweichung

während passiv liegender Regeneration zur

Messzeit M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min,

M4= 75 min, M5= 135 min nach individuell max-

imaler Ergometerbelastung bei mäßig (n=10)

und gut trainierten (n=11) Sportlern. Die Ergeb-

nisse der post hoc Prüfstatistik nach Grup-

peneffekt für p<0,05: * nach t-Test für unab-

hängige Stichproben.

Abb. 42: Parieto-zentrale Alpha2 Leistungs-

dichte [µV²/Hz] in Mediandarstellung während

passiv liegender Regeneration zur Messzeit

M1= 3 min, M2= 45 min, M3= 60 min, M4= 75

min, M5= 135 min nach individuell maximaler

Ergometerbelastung bei mäßig (n=10) und gut

trainierten (n=11) Sportlern. Die Ergebnisse

der post hoc Prüfstatistik nach Gruppeneffekt

für p<0,05: + nach Mann Whitney-U Test.

Ergebnisse 80

6.2.4 Symphatico-adrenerge Downregulation (korrelative Betrachtung)

Es wurden nur Korrelationen zu M1 berechnet. Die Korrelationsmatrixen werden auf-

grund des Umfangs nicht dargestellt.

Zusammenfassend werden die korrelativen Ergebnisse zwischen zentralem System

(EEG) und stressreaktivem peripheren System (Katecholamine, Hormone) in Tab. 13

dargestellt.

Die Korrelationen zwischen EEG-Werten die im Erholungsverlauf statistisch signifi-

kante Veränderungen aufwiesen und den Katecholaminen zeigen signifikante Zusam-

menhänge von NA mit frontaler, zentraler und rechts-parietaler Alpha2-Leistungsdichte

mit Korrelationskoeffizienten zwischen 0,45 und 0,63 und höchst-signifikante Korrela-

tionen mit frontaler, links-zentraler und parietaler Beta2-Leistungsdichte (Koeffizienten

zwischen 0,43 und 0,75). Des Weiteren liefert NA signifikante Korrelationen zur relati-

ven maximalen Leistung und maximalen Herzfrequenz. Dop korreliert signifikant mit

links-zentraler Alpha2-Leistung (0,49) und mit parietaler Beta2-Leistungsdichte (0.5-

0.6). Die Parameter Cortisol und Prolaktin liefern keine signifikanten Assoziationen

zum EEG in M1.

Tab. 13: Ausgewählte Korrelationen zum ersten Messzeitpunkt (M1) zwischen Katecholaminen

und statistisch auffälligen EEG- bzw. Beanspruchungsparametern: mit Pearson- oder Sper-

man=Fettdruck Korrelationskoeffizienten und Irrtumswahrscheinlichkeit (p)

Korrelationen zu M1 bei Parametern: Katecholaminen (NA, A, Dop) und EEG Frequenzleistungen

sowie Beanspuchungsdaten (HF, max Pretestpower, PPO)

Parameter Messposition/

Korrelations-

koeffizient/p

Messposition/

Korrelations-

koeffizient/p

Messposition/

Korrelations-

koeffizient/p

Region Korrelationsbeziehung in max-min.

Korrelationskoeffizient

NA - Beta2 F3/0.50/0.02 Fz/0.48/0.03 F4/0.43/0.05 Frontal Frontal/0.05-0.43/

NA - Beta2 C3/0.44/0.05

Cz/0.45/0.04

C4/-/- Zentral Linkszentral/0.45-0.44

NA - Beta2 P3/0.75/0.000 Pz/0.58/0.006 P4/0.60/0.004 Parietal Parietal/0.75-0.58

NA - Alpha2

F3/0.53/0.01

Fz/-/-

F4/0.46/0.04

Frontal Frontolateral/0.53-0.46

NA - Alpha2

C3/0.63/0.002 Cz/0.56/0.009

C4/0.57/0.006 Zentral Zentral/0.63-0.56

NA - Alpha2 P3/-/-

Pz/0.55/0.009 P4/0.52/0.01

Parietal Rechtsparietal/0.55-0.51

Dop - Alpha2

C3/0.49/0.003 Cz/0.48/0.003

C4/-/- Zentral Linkszentral/0.49-0.48

Dop - Beta2 P3/0.5/0.02 Pz/0.54/0.01 P4/-/- Parietal Linksparietal/0.54-0.50

NA-relmaxPPO/0.51/0.01 peripher/0.51

A - maxHF /0.71/0.000 peripher/0.71

6.2.5 Ergebniszusammenfassung zum Belastungskomplex 2

Im Belastungskomplex 2 wurde die hirnelektrische Rückstellung nach reproduzierbarer,

physischer „Stressauslenkung“ durch maximale Fahrradergometrie (FB) untersucht.

Die Hypothese, dass gut ausdauerleistungsfähige Sportler besser/kürzer regenerieren,

wird im Nachbelastungszeitverlauf anhand des Gruppenfaktors „Leistung“ überprüft.

Ergebnisse 81

Die Untersuchungsgruppen erweisen sich (einfaktoriellen ANOVA) in der maximalen

Ausdauerleistungfähigkeit als signifikant verschieden (p=0,004, T-3,274). Die „gut-Leis-

tungsfähigen“ leisten 340+/-54 Watt (etwa 4,5 Watt/kg) signifikant mehr als die „mäßig-

Leistungsfähigen“ mit 275+/-38 Watt (etwa 3,5 Watt/kg). Beide Gruppen erbringen

100% ihrer vorgetesteten maximalen Leistungsfähigkeit. Die hohe körperliche Bean-

spruchung in den Test-Situationen wird durch die hohe Auslenkung der physischen Pa-

rameter aus den gewählten Systemkreisen belegt. Z.B. zeigen die maximalen Herzfre-

quenzen mit 180-190 1/min die Auslenkung der Katecholaminwerte (DOP, NA, A),

Hormone (Pro, Cor), Kreatinin, Blutzellen (Erythro-, Leukozyten) im oberen Normbe-

reich ohne Gruppenunterschiede. In der Rückstellphase zeigen die Parameter signifi-

kante Regenerationseffekte, die besonders in der Frühregeneration 3 bis 45 min nach

Belastung auftreten.

Die Ausdauerleistungsfähigkeit zeigt nur schwach-signifikante Gruppeneffeke mit ge-

ringerer fronto-zentraler Theta-Leistung (p=0,045, F-Ratio=4,594) in der frühen (3-45

min) und höherer parieto-zentralen Alpha2-Leistungsdichte (p=0,045) in der späten

Phase (135 min) bei den „gut-Leistungsfähigen“.

Signifikante Regenerationseffekte zeigen außer der rechts-zentralen Delta-Frequenz

besonders die schnelleren EEG-Frequenzen ab Alpha2 bis Beta2 in unterschiedlicher

Weise. Während die Alpha2-Leistungen rechts-parietal in mittlerer Regenerationspha-

se zurückgehen, nehmen die frontalen Beta1-Leistungen besonders in der Frühregene-

ration ab, gefolgt von teilweisen „Reboundanstiegen“ in der letzten Ruhephase. Fron-

tale, zentrale und okzipitale Beta2-Leistungen haben einen ähnlichen Verlauf, d.h. Ab-

nahmen bis zur 75ten min, gefolgt von „Reboundanstiegen“ nach 135 min Regenerati-

on. Der Rückgang der elektrischen Leistung fängt bei schnellen Frequenzen an und

geht dann zu den langsamen, ist frontal und okzipital deutlicher. Möglicherweise ist die

Erholung abgeschlossen, wenn der Wiederanstieg erfolgt. Darin unterscheiden sich pa-

rietal und zentral die besser Leistungsfähigen von den mäßig Leistungsfähigen.

Korrelationen wurden nur zur frühregenerativen Messung (M1) berechnet. Es finden

sich keine Zusammenhänge zwischen stressreaktiven Hormonen (Cor, Pro) und EEG-

Parametern. Schwache bis mittlere Korrelationen bezüglich peripherer Stressparame-

ter NA ergeben sich mit frontaler, zentraler und rechts-parietaler Alpha2- sowie

schwach bis hohe Zusammenhänge mit frontaler, links-zentraler und parietaler Beta2-

Leistung. Dop zeigt eher Beziehungen zur links-zentralen Alpha2- und parietaler Be-

ta2-Leistungsdichte. Weitere Korrelationen zeigen NA zu Leistungs- und Beanspru-

chungsparametern wie beispielsweise zur HF.

Diskussion 82

7 Diskussion

In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Forschungsansätze zu sportlichen Belastungs-

auswirkungen auf das ZNS verfolgt: 1.) Die Auswirkungen unterschiedlicher Belas-

tungsregime bis zur Erschöpfung auf die kortikale Planung einer sportartspezifischen

Bewegung: Antritt des Radfahrens, 2.) Das zentralnervöse Erholungsverhalten nach

erschöpfender Ergometriebeanspruchung im hirnelektrischen Abbild des topographi-

schen EEGs in Abhängigkeit vom Leistungszustand.

Zur Beurteilung der Beanspruchungen wurden periphere Kontrollparameter verschie-

denen Systemkreisen zugeordnet und blutchemisch, biomechanisch und psychome-

trisch ermittelt.

Zur Identifizierung kortikaler Repäsentationen der willentlichen Bewegungsgenerierung

diente im Belastungskomplex 1 die Messung der Movement-Related-Cortical-

Potentials (MRCPs) (vgl. KORNHUBER ET AL. 1980, S. 239; SCHOBER 1987). Die Eig-

nung dieser Verfahren auch zur Erfassung von Ermüdungsphänomenen auf der ZNS-

Ebene wurde bereits untersucht (BARTHEL ET AL. 2002; JOHNSTON ET AL. 2001; FREUDE

& ULLSPERGER 1987).

Als sportspezifische Bewegungshandlung wurden willkürliche, rechtsbeinige Pedalan-

tritte auf dem Fahrradergometer im ausgeruhten (Ausgangswert), erwärmten und sub-

maximal und maximal beanspruchten Zustand und deren MRCPs untersucht (vgl.

BARTHEL ET AL. 2002).

Die bisherigen Arbeiten zu der Thematik konnten nicht zwischen zentralen und peri-

pheren Einflüssen bei Ermüdung differenzieren (BARTHEL ET AL. 2002, JOHNSTON ET AL.

2001, FREUDE & ULLSPERGER 1987). Dies ist aber von Bedeutung für ein besseres

Verständnis zentraler Belastungsauswirkungen.

Deshalb erfolgte in dem vorliegenden Forschungsansatz „Belastungskomplex 1“ eine

Differenzierung durch den Einsatz unterschiedlicher Belastungsregime mit vergleichba-

rem Beanspruchungsniveau. Hierbei wurden die Probanden fahrradergometrisch (FB),

armkurbelergometrisch (OB) und rein kognitiv belastet (KB), so dass zwei Bedingun-

gen mit körperlichen Beanspruchungen entstanden, in denen einmal die Testbewe-

gungsmuskulatur beansprucht und einmal ausgeruht war. Zur Aufdeckung möglicher

psychischer Belastungseinflüsse auf die zentrale Bewegungsgenerierung diente die

zusätzliche Untersuchungsbedingung kognitiver Beanspruchungen (KB).

Diskussion 83

Im zweiten Forschungsansatz „Belastungskomplex 2“ wurde das kortikale Umstel-

lungsverhalten bei passiver Erholung bis 2 Stunden nach physisch erschöpfender Be-

lastung mit dem Spontan-EEG erfasst. Das EEG stellt ein gängiges psychophysiologi-

sches Messverfahren dar (MECHAU 2001; SCHUMANN 1996, S. 73; BRACH 1996;

SCHUMANN 1985), welches seine Eignung bei Aktivierungsmessungen bewiesen hat

(MECHAU 2001; BRACH 1996; KUBIZ & MOTT 1996; BRACH ET AL. 1994; SCHRODE 1986;

BEYER & SCHUMANN 1981). Daher ist es naheliegend, dass es sich deshalb auch für

die kortikale Umkehrung dieser Prozesse eignen sollte (vgl. MECHAU 2001; STOCK

1996; KUBITZ & MOTT 1996). Im vorliegenden Ansatz wird nach Empfehlung von

MECHAU (2001) das gesamte EEG-Spektrum in der Umstellung von Ergotropie zu Tro-

photropie nach erschöpfender Fahrradergometrie untersucht, da auch langsamere

EEG-Frequenzbänder signifikante Umstellungsunterschiede aufweisen (MECHAU 2001

S. 25; STOCK 1996; SCHRODE 1986; WARRENBURG ET AL. 1980, S. 90). Um den Einfluss

von Bewegungsartefakten und Regulationseinfüssen durch Lageänderungen auszu-

schließen, wurden die EEG-Messungen, wie die gesamte Erholung, passiv liegend ab-

solviert (vgl. MECHAU 2001, S. 109).

7.1 Belastungskomplex 1

7.1.1 Belastungsabstufung

Für die Vergleichbarkeit der hirnelektrischen Messergebnisse ist es von Bedeutung,

dass trotz unterschiedlicher Belastungsregime vergleichbare Beanspruchungen ent-

stehen. Diese Vorgaben, abgeleitet aus Vortests in den Belastungsregimen FB und

OB, wurden standardisiert und durch periphere Kontrollparameter überprüft. Die Er-

gebnisse der anthropometrischen Voraussetzungen liefern eine prinzipielle Vergleich-

barkeit. Die Leistungen in den einzelnen Belastungsregimen sind erwartungsgemäß si-

gnifikant verschieden, da die physischen Belastungsregime mit unterschiedlich großen

Muskelgruppen realisiert werden. Das stellt die geforderte Unabhängigkeit der Grup-

penvariable sicher. Die Beanspruchungen werden u.a. anhand der relativen Testlei-

stung zum Vortest definiert. Hier zeigt sich in den physischen Belastungsregimen (FB,

OB), zumindest in den submaximalen (4) und maximalen (5) Messbedingungen, ein

vergleichbar hohes Beanspruchungsniveau. Maximal lagen die Leistungen bei 94%

bzw. 97% der 100%-Vortestleistung (PPOmax). Die Ergebnisse der Blutuntersuchun-

gen und Katecholamine liefern erwartungsgemäße signifikante Anstiege mit physischer

Beanspruchung, aber nur einen schwachsignifikanten Gruppeneffekt bei den Leuko-

Diskussion 84

zyten, der sich zwischen FB und KB manifestiert. Vermutlich wird dieser Effekt durch

unterschiedliche Ausgangswerte beeinflusst (siehe Tab. 11).

In den unteren Belastungsstufen erweisen sich die relativen Stufenbelastungen signifi-

kant verschieden. Die KB-Untersuchung stellt sich insofern als nicht vergleichbar her-

aus, da sie offensichtlich eine gänzlich andere Modalität beansprucht als die physi-

schen Belastungsbedingungen. In der KB-Bedingung erreichen die Probanden im Ver-

gleich zur Referenzgruppe eine schwach-signifikant bessere KLT-Testleistung, gerin-

gere Fehleranteile und einen unterdurchschnittlichen Fehlerquotienten (0,5). Diese Er-

gebnisse lassen nach DÜKER & LIENERT (1959, S. 8) auf eine außerordentlich gute

Testleistung schließen, die ebenfalls ein hohes Maß an Beanspruchung mentaler und

kognitiver Systeme mit einschließt.

Zur Überprüfung der Beanspruchung dienen vor allem Kontrollparameter aus dem

Herz-Kreislaufsystem und dem metabolischen System. Diese Parameter sind aller-

dings nur zur Beurteilung der physischen Belastungsregime brauchbar. Die signifikan-

ten Anstiege der Herzfrequenz, des Laktats und des Ammoniaks bei zunehmender

Belastungsintensität dokumentieren die steigende Beanspruchung der jeweiligen Kör-

persysteme. Die signifikant geringeren HF-Werte für OB gegenüber FB sind auf die ge-

ringeren Leistungen und den geringeren Sauerstoffverbrauch der kleineren Muskel-

gruppen und damit auf die geringere Kreislaufbelastung zurückzuführen. Der fehlende

Laktatunterschied zwischen FB und OB ist durch die Leistungsstandardisierung erklär-

bar und beweist die Erfüllung der Belastungsvorgabe. Diese sah eine rein aerobe Er-

wärmungsstufe 1, eine primär aerobe Energiebereitstellung unterhalb des maximalen

Laktat Steady-States (max Lass) bei Stufe 2-3, eine stark aktivierte Glykolyse mit Lak-

tatakkumulation bei submaximaler Stufe 4 und einen deutlichen Anteil anaerober Ener-

giebereitstellung bei Laktatwerten um 6 mmol/l bei den maximalen Belastungsstufen 5

vor (FB, OB). Die hohe Beanspruchung des Stoffwechsels findet durch die kapillare

Ammoniakkonzentration ebenfalls Bestätigung. Bei hohen anaeroben Belastungen

weisen Ammoniakkonzentrationen nach NEUMANN ET AL. (1993, S. 80) und LEHNERTZ &

MARTIN (1988, S. 7F) hohe Korrelationen mit Laktatwerten auf. Auffallend ist bei KB die

schwach-signifikante Abnahme der Ammoniakkonzentration, die auf die geringe Stoff-

wechselbelastung zurückzuführen ist.

Exkurs: Interpretation der Stoffwechselparameter in FB und OB.

Bei vermehrt anaerober Belastung wird im Purinnukleotidzyklus (PNC) das Adenosin-

monophosphat (AMP) zu Inosinmonophosphat (IMP) und Ammoniak (NH3) verstoff-

wechselt. Bei erhöhter Muskelarbeit gelangt das vermehrt im Muskel gebildete Ammo-

Diskussion 85

niak über die Blutbahn ins Gehirn und diffundiert in die Hirnzellen, was dort eine Am-

moniakakkumulation zur Folge hat (LEHNERTZ 1989, S. 88F). LEHNERTZ (1989) berück-

sichtigt in seiner Arbeit nicht die Möglichkeit der Detoxifizierung des Ammoniaks durch

Glutamat. Dies wird bei MECHAU (2001, S. 145) mit einer möglichen Reduzierung des

Neurotransmitters Glutmat diskutiert. Durch die Pufferwirkung von Glutamat für eintre-

tendes Ammoniak ist eine Aktivitätsverschiebung im spontanen EEG zu langsamen

Frequenzbereichen denkbar (ebd.). Glutamat ist selbst Neurotransmitter und Vorläufer

des hemmenden Neuromodulators GABA (Gamma-Amino-Buttersäure). Ob allerdings

bei der vorliegenden Untersuchung in der Kürze der Zeit die Anhäufung ausreichender

Ammoniak-Mengen erfolgt, um im Neurotransmitterstoffwechsel auf zentrale Steuerung

und Antrieb Einfluss zu nehmen, bleibt eine Frage weiterer Untersuchungen. Die

schwachen bis mittleren positive Korrelationen zwischen metabolischen Parametern

(Ammoniak und Laktat) und frontalem MRCP-Power deuten auf solche Zusammen-

hänge hin. Während die Blut-Hirn-Schranke Ammoniak passieren lässt, wird sie als

kaum „permeable“ für Laktat angesehen (MECHAU 2001, S. 143). Es ist also unklar, wie

viel Laktat auf welchem Wege zentral Einfluss nehmen kann. Diese Substanz ist eher

als Zwischenprodukt des Glucosestoffwechsels anzusehen. Infolgedessen ist sie ein

Indikator für eine zunehmende metabolische Azidose, die über pH-Wert Absenkung die

Enzymaktivität verschlechtert und schließlich die Energiebereitstellung verlangsamt

und somit die Leistungsabgabe zurücksetzt.

Die kognitive Belastung in KB kann also mit den Kreislauf- und Stoffwechselparame-

tern nicht hinreichend quantifiziert werden und die psychometrisch ermittelten Befind-

lichkeitswerte und die Ergebnisse im KLT lassen keine Rückschlüsse auf erhöhte Be-

anspruchung im KB-Versuch zu. Die Frage zur subjektiven Ausbelastung ergab nach

Konzentrationsbelastung signifikant niedrigere Werte als bei den physischen Bela-

stungsbedingungen (siehe Abb. 19). Dennoch war die Leistung besser als im Refe-

renzkollektiv der Testentwickler. Offenbar setzt eine deutlich gute Konzentrationslei-

stung nicht zwangsläufig eine höhere Beanspruchung voraus. Nach dem BBK (OLIVIER

& DILLINGER 2003, S. 336) spräche dies für die Berücksichtigung der individuellen Res-

sourcen für die geforderte Aufgabe, die in dieser Arbeit für KB nicht erfasst werden

konnten. Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, dass die von DÜKER UND LIENERT

(1959, S. 13) gelieferten Referenzen nicht repräsentativ für das Untersuchungskollektiv

sind. Die Autoren (ebd.) sprechen selbst einschränkend von „einigermaßen repräsen-

tativen“ Stichproben bei der Normgruppe.

Diskussion 86

Einen besseren Belastungsindikator stellt möglicherweise die Konzentrationserhöhung

der Katecholamine nach der mental kognitiven Testreihe KB dar. Im Sinne eines eher

psychischen als physischen Stresses wurde ein Anstieg von Adrenalin erwartet. Aller-

dings kann dieser Anstieg auch aus zeitlichen Abnahmeschwankungen resultieren.

Während im KB-Durchgang die Blutabnahmen genau 25 min nach Belastungsende

stattfinden konnten, kam es nach der physischen Maximalbelastung oft zu Verzöge-

rungen durch artifizielle Einflüsse. Da die höhere Priorität bei der MRCP-Messung lag,

kann nicht ausgeschlossen werden, dass eine zeitlich verzögerte Messung stattfand.

Zu berücksichtigen sind bei der Interpretation die unterschiedlichen Halbwertzeiten der

Katecholamine. Diese betragen bei den freien Fraktionen ca. 2 min, während sie bei

den sulfatierten zwischen 20 - 180 min liegen (STROBEL 2002, S. 84; STROBEL ET AL.

1999; WEICKER & STROBEL 1994). Somit beeinflusst eine mögliche Zeitverschiebung

besonders die gemessenen freien Katecholamine.

7.1.2 MRCPs

MRCPs sind über präzentralen Kortexarealen ableitbare negative Gleichspannungs-

potentialverläufe vor willkürlichen Bewegungshandlungen. Sie stehen im Zusammen-

hang mit informationsverarbeitenden Prozessen der Bewegungsgenerierung. Damit

stellen sie ein Erfolg verspechendes Werkzeug zur Erforschung der kortikalen Bewe-

gungsplanung und –kontrolle dar (vgl. Brunia & Van Boxtel 2000, S. 510-11; Hallet

1994; Kornhuber et al. 1980; Schober 1987, S. 239; Deecke & Kornhuber 1977, S.

133). Negative Potentialverschiebungen werden als Aktivierung interpretiert (Ressour-

cenbereitstellung), während positive Potentialverschiebungen eher den Verbrauch der

Ressourcen (Deaktivierung) darstellen (BIRBAUMER & SCHMIDT 1996, S. 503; SCHOBER

1987, S. 56). Der charakteristische MRCP-Verlauf zeigt eine zunächst flach zuneh-

mende Negativierung etwa 1,5-1 s vor dem definierten Bewegungsanfang. Ca. 0,4 s

vor der Bewegung - erfolgt eine stärkere Steigung der MRCP-Kurve, die etwa im Be-

wegungsbeginn ihr Maximum erfährt, gefolgt von sofortiger „explosiver“ Depolarisation

(vgl. HALLET 1994; KORNHUBER ET AL. 1980, S. 240; KORNHUBER & DEECKE 1965).

Der charakteristische MRCP-Kurvenverlauf ist in den „Grand Average“ Darstellungen

aller Studien zum Belastungskomplex 1 auch nach hoher dynamischer Beanspruchung

(Abb. 24-28) erkennbar (vgl. BARTHEL ET AL. 2002, S. 27). Die MRCP-Ergebnisse beim

Pedalantritt stimmen mit denen klassischer Studien zu Fuß- und Handbewegungen

(BRUNIA & VAN DEN BOSCH 1984, S. 523) sowie zu Fuß- und Beinbewegungen

(BÖCKER ET AL. 1994, S. 292FF; BOSCHERT & DEECKE 1986, S. 176; SHIBASAKI ET AL.

Diskussion 87

1981, S. 509) überein. Die topographische Verteilung der Hirnpotentiale vor Fußbewe-

gungen mit dem größten MRCP über dem Vertex (SHIBASAKI ET AL.1981, S. 512,

BOSCHERT & DEECKE 1986, S. 177; DEECKE & KORNHUBER 1977, S. 133), trifft bei allen

Studien im Belastungskomplex 1 zu (Abb. 25-28).

In den vorgestellten Untersuchungen zum Belastungskomplex 1 finden sich überwie-

gend symmetrisch verteilte Aktivierungen 100 ms vor der Bewegung. Eine ähnliche

Verteilung registrieren SHIBASAKI ET AL. (1981, S. 513) vor Finger- und Fußbewegun-

gen, allerdings in früher Phase des Potentialverlaufs. Sie stellen Lateralitätsasymmetri-

en in den späten Phasen des MRCPs fest und folgern daraus, dass die frühe MRCP-

Phase eine nichtspezifische Funktion und die späte Phase (NS‘) eine spezifische Auf-

gabe bei der kortikalen Vorbereitung der auszuführenden Bewegung einnimmt (ebd.).

Bei topographischer MRCP-Verteilung vor Fußbewegungen wird manchmal eine „pa-

radoxe ipsilaterale Hemisphärenpräponderanz“ beschrieben (BOSCHERT & DEECKE

1986, S. 177FF; BRUNIA & VAN DEN BOSCH 1984). Hiermit ist eine stärkere Negativie-

rung der späten MRCP-Komponenten auf der (paradoxen) ispilateralen Hemisphäre

gemeint. Als Erklärung für dieses Phänomen sehen die Autoren die tiefere Lage der

Fuß und Bein repräsentierenden Areale in der „Zentralfurche“, die ein Dipolfeld erzeu-

gen können, welches die paradoxe ipsilaterale Negativierung widerspiegelt (BÖCKER ET

AL. 1994; BOSCHERT & DEECKE 1986, S. 177FF; BRUNIA & VAN DEN BOSCH 1984).

Die in Belastungskomplex 1 beschriebene symmetrische Aktivierung kann im unbe-

wussten Mitbewegen des passiven linken Beines im Bewegungsmuster des Antritts

begründet liegen, da sich die Untersuchungsgruppen überwiegend aus raderfahrenen

Sportlern (Triathleten und Radsportlern) zusammensetzten, die nach Trainingszeit und

Leistungsstand über ein aktives „Zug-Druckmuster“ beim Pedalantritt verfügen dürften

(siehe Tab. 1).

Durch die vorgenomme Parametrisierung der MRCP-Kurve sind die zeitlichen Kompo-

nenten MRCP-onset und MRCPmax-t abhängig von der Technik des Triggers für den

definierten Bewegungsanfang. Gute Übereinstimmungen gibt es beim dargestellten

MRCP-onset (ca. -1500 bis -1300 ms), NS‘ (zwischen -500 bis -300 ms) und

MRCPmax-t (-50 bis -80 ms) mit Ergebnissen von Forschergruppen, die ebenfalls mit

Schaltertriggerung arbeiten (BÖCKER ET AL. 1994, S. 290 FF; BRUNIA & VAN DEN BOSCH

1984, S. 516). Wissenschaftler, die bspw. mit EMG-Trigger arbeiten, stellen prinzipiell

vergleichbare Forschungsergebnisse mit kürzeren Latenzen fest (SHIBASAKI ET

AL.1981, S. 509).

Diskussion 88

BÖCKER ET AL. (1994, S. 291) ermitteln z.B. ein „motor potential“ (MP) bei einer durch-

schnittlichen Latenz um –31 ms vor der Bewegung. In einem ähnlichen Latenzbereich

werden die MRCP-max Amplituden in dieser Arbeit gemessen. Mit dem qualitativen

MRCP-Verlauf und der Referenz von DEECKE UND KORNHUBER (1977, S. 139FF) ist da-

her anzunehmen, dass die MRCP-max Amplituden das MP repräsentieren. Die Aus-

prägungen der mittleren MRCP-max Amplituden über der Cz-Elektrode entsprechen

den Resultaten von SHIBASAKI ET AL. (1981, S. 509).

Die MPs repräsentieren die zentral organisierte neurale Aktivität des planenden Sub-

jekts zur Erfüllung seines Handlungsziels (vgl. SLOBOUNOV ET AL. 1998). Die MPs gel-

ten als abhängig von der Kraft und der Geschwindigkeit der Testbewegung (SIEMIONOV

ET AL. 2000; SLOBOUNOV ET AL. 1998; WALLENSTEIN ET AL. 1995, S. 56FF). Aufgrund der

konstanten Antrittsparameter (siehe Abb. 21-Abb. 24) kann eine veränderte Antrittsbe-

wegung als Ursache ausgeschlossen werden, so dass die bewegungsbezogene Kor-

texaktivität als „hirnelektrische Kompensationserscheinung“ zur Aufrechterhaltung der

Testbewegung verstanden werden muss.

Allerdings fällt im nachhinein auf, dass die MRCP-Parametereinteilung in der vorlie-

genden Arbeit keine wirkliche Unterscheidung für frühe Komponenten vorsieht. Damit

ist eine Vergleichbarkeit bzgl. der frühen MRCP-Komponenten mit anderen Untersu-

chungsergebnissen eingeschränkt. Neben den zeitlichen MRCP-Parametern wie

MRCP-onset, stellen die mittleren Amplituden MRCP 500-100 die früheste Kompo-

nente dar, die ihrerseits bereits Anteile des NS‘ beinhalten (HALLET 1994).

Insgesamt ist es gelungen, zu einer sportartspezifischen Handlung gehörige MRCPs

auch nach hoher dynamischer Beanspruchung bei unterschiedlichen Belastungsregi-

men (FB, OB, KB) zu ermitteln. Damit ist die erste Zielsetzung dieser Arbeit erfüllt. Im

nächsten Abschnitt gilt es zu klären, ob es mit diesem Messverfahren möglich ist,

MRCP-Veränderungen aufgrund psychophysischer Ermüdungseinflüsse auf die zen-

tralnervöse Bewegungsplanung herauszufinden und hierfür charakterisierende Mess-

größen zu ermitteln.

7.1.3 Einfluss der Beanspruchung durch unterschiedliche Belastungsregime

auf das MRCP

Innerhalb der FB- und OB-Untersuchungsreihe kann anhand der qualitativen Analyse

der Hirnpotentiale (vgl. Abb. 26 - Abb. 29) gezeigt werden, dass nach zunehmender

physischer Belastung charakteristische Veränderungen der MRCPs vorkommen und

sich topographisch unterschiedlich ausdehnen. Die mentale Belastung der KB-Studie

Diskussion 89

löst diesen Trend nicht aus. Bei vergleichender Betrachtung der MRCPs in den einzel-

nen Studien fällt wiederum auf, dass die MRCP-Aktivitäten vor Antrittsbewegungen

nach hohen fahrradergometrischen Belastungen (FB) nicht nur insgesamt größer sind,

sondern sich überdeutlich in den frontalen Kortex ausweiten. Die Belastung mit Arm-

kurbelergometrie (OB) zeigt ebenfalls eine zunehmende MRCP-Negativität, symme-

trisch begrenzt über präzentral-zentraler und parietaler Rindenregionen, aber eben

nicht frontal. Der mögliche Einwand, dass die Testreihenfolge und die damit verbunde-

nen Bedingungen für diese Ergebnisse verantwortlich sind, kann zum Teil entkräftet

werden, da die Probanden bereits im FB-Durchgang 2 bis 4 Mal den Test absolvierten,

und ein augeprägter Lerneffekt bzgl. der einfachen und beherrschten Testbewegung

nicht zu erwarten ist. Offensichtlich erfordert die Antrittsbewegung mit zunehmender

Erschöpfung mehr frontale MRCP-Aktivität, wenn die Testmuskulatur zusätzlich bean-

sprucht (FB) ist. Denn dies ist nicht der Fall, wenn die Testbewegungsmuskulatur un-

beansprucht ist (OB). Die Akkumulation von Stoffwechselprodukten oberhalb des

„Steady-States“ erfordert zunehmende Kompensationseigenschaften von beteiligten

Körpersytemen und einen höheren zentralen Antrieb.

Dieses qualitativ beschriebene Phänomen lässt sich anhand verschiedener Parameter

(Amplituden, Powerwerte) für die MRCPs über spezifische Cz, Fz-, Pz- Elektrodenpo-

sitionen quantitativ statistisch erhärten.

Die maximalen frontalen (Fz) und zentralen (Cz) MRCP-Amplituden zeigen eine

schwach-signifikante Beanspruchungsabhängigkeit mit höherer Negativität bei größe-

rer physischer Vorbeanspruchung (FB, OB) (Abb. 29 und 31).

Aber nur die frontalen (Fz100, Fz5-100, FzPower) und teilweise die parietalen (Pzon-

set, PzPower) MRCP-Parameter liefern zusätzliche schwach-signifikante Studienef-

fekte (Abb. 31 - Abb. 34). Ausgangswertunterschiede haben nach Datenrelativierung

und statistischer Überprüfung keine Auswirkung auf die genannten Ergebnisse. Der si-

gnifikante Studieneffekt zeigt einen bedeutsamen Einfluss bei zusätzlich ermüdeter

Antrittsmuskulatur auf die MRCP-Ergebnisse an.

Der allgemeine Beanspruchungseinfluss in der Armkurbelergometrie (OB) bis zur Er-

schöpfung bringt nur tendenziell zunehmende fronto-zentrale MRCPmax Amplituden

hervor. Während bei zusätzlich überlagernder Beanspruchung der Antrittsbewegungs-

muskulatur (FB) die zunehmenden MRCP-Negativitäten (Czmax, Fzmax, Fzpower,

Fz100, Fz5-100) eine viel höhere Aktivität abbilden. Diese MRCP-Aktivitäten im fron-

talen Kortex bei FB weisen schwach-signifikante Studienunterschiede zu OB auf.

Diskussion 90

Nachdem veränderte Bewegungsbedingungen (siehe biomechanische Messwerte) in

der vorliegenden Untersuchung ausgeschlossen werden können, müssen die kortika-

len Veränderungen als Kompensationseigenschaften aufgefasst werden.

Eine psychische Einflussnahme, die durch Konzentration und Aufmerksamkeit im Er-

müdungszustand die MRCP-Negativität beeinflusst, wird für möglich gehalten (FREUDE

& ULLSPERGER 1987; KORNHUBER & DEECKE 1965, S. 9; KRISTEVA & KORNHUBER 1980,

S. 181; DEECKE ET AL. 1985, S. 150; MC ADAM & SEALES 1969, S. 72FF).

Konzentrations- und Aufmerksamkeitsverlust wurden nicht durch spezifische Tests er-

fasst. Elektrophysiologische Veränderungen, die auf mentale Ermüdung schließen las-

sen, waren im vorliegenden Experiment nicht auszumachen. Psychometrische Tests

wurden nicht durchgeführt, Vitalität und Vigilanz waren nach der Basler Befindlich-

keitsskala unverändert. Die MRCP-Messphasen im Belastungskomplex 1 besitzen In-

tervallcharakter, so dass auch eine Erholung in den Intervallpausen nicht ausgeschlos-

sen werden kann. Andererseits kann aus dem Ergebnis vorsichtigerweise geschlossen

werden, dass die erbrachte Konzentrationsleistung in KB (Rechnen) eine Beanspru-

chung in einer anderen Modalität verursacht, als Testprozeduren mit rein motorischen,

willkürlichen, monotonen, wiederholten simplen Bewegungen.

Offenbar müssen die ermüdenden Beanspruchungen für die Testbewegung spezifisch

sein, um sich messbar zentralnervös auszuwirken. Betrachtet man die Untersuchungen

mit physischen Beanspruchungen, zeigt der Vergleich der MRCPs im Zustand vor dem

Test mit dem Zustand nach submaximaler bzw. maximaler Belastung, dass die MRCPs

nach maximaler Belastung eine zunehmende Negativität in Leistungs- und Amplitu-

denwerten aufweisen (vgl. Abb. 30 - Abb. 34).

Diese Ergebnisse stimmen mit JOHNSTON ET AL. (2001) überein, die bei zunehmender

Ermüdung eine kortikale Aktivierung (Zunahme der MRCPs), besonders im Supple-

mentär-motorischen Areal (SMA) und in den sensomotorischen Arealen fanden. Nach

ODA ET AL. (1996, S. 252) spiegelt fronto-zentrale und zentrale Negativität größere

SMA-Aktivität wider.

Eine denkbare Erklärung für die frontale und parietale MRCP-Zunahme bei FB nach

der Belastung ist möglicherweise die kortikale Kompensation der verschlechterten Be-

wegungsbedingungen, die aus der bewegungsausführenden Muskulatur durch senso-

rische Afferenzen gemeldet und durch Aufmerksamkeits-, Konzentrations- und Motiva-

tionserhöhung kompensiert werden, um die Testbewegung weiterhin korrekt durchfüh-

ren zu können. In diesem Kontext könnte man die psychologischen Komponenten zu-

sammenfassend auch als Willensstärke gegen physische Erschöpfung beschreiben.

Diskussion 91

Die schwach-signifikante Abnahme der Vitalität und tendenzielle Abnahme der Vigilanz

nach Belastung in FB deuten vermutlich auf eine Beanspruchung dieser Eigenschaften

hin sowie die überwiegende Ausbelastungseinschätzung der Probanden nach physi-

scher Belastung.

In neuen PET-Untersuchungen finden KOROTKOV ET AL. (2005) bei Muskelermüdung

Aktivierungen des primären Motorkortex (MI), der primären- und sekundären somato-

sensorischen Areale (SI, SII), der somatosensorischen Assoziationsareale (SAA), der

temporalen Areale (AA) und der supplementär motorischen Areale (SMA). Nach diesen

Autoren deuten diese Aktivierungen auf komplexe Verarbeitung exitatorischer und inhi-

bitorischer Verschaltungen hin (ebd.). Sie vermuten aufgrund des erhöhten Aktivie-

rungslevels, dass die einlaufenden sensorischen Afferenzen aus der Arbeitsmuskulatur

weniger Einfluss ausüben und somit die Kraft und Bewegung trotz verschlechterter Be-

dingungen aufrecht erhalten werden kann.

Willentliche motivationale Erhöhung der Aktivität in somatosensorischen und assoziati-

ven Kortexarealen mit Schaltwirkung ist eine These, die es zukünftig zu untersuchen

gilt. Problematisch erweist sich dabei nur die messtechnische Erfassung der Motivation

oder der Willenskraft, zumal man nicht einmal weiß, ob es den „freien Willen“ gibt

(HALLET 2001, Internetquelle; MECHSNER 2003).

Zur vorläufigen Interpretation kann man die Funktion des supplementärmotorischen

Areals (SMA) bei der Umsetzung des motorischen Programmes in motorische Aktionen

in Betracht ziehen. Ihre Aktivität kennzeichnet das “Go“-Signal des vorausgewählten

Bewegungsplans, welcher z.T. aus tieferen Hirnstrukturen stammt (DEECKE ET AL.

1985, DEECKE 1990, S. 618). In dieser Modellvorstellung ist es denkbar, dass Amplitu-

denveränderungen beim MRCP eine Umorientierung subkortikaler Funktionsschleifen

reflektieren, die eine Bewegungssequenz durch Hemmung unnötiger Bewegungsan-

teile verstärken. Die Ausweitung in der Map-Darstellung (Abb. 28) bei FB stellt vermut-

lich das neurophysiologische Korrelat für die Unterdrückungsanstrengung störender

Bewegungsimpulse dar (LANG ET AL. 1994, S. 406; JOHNSTON ET AL. 2001). Eine weite-

re Möglichkeit wäre, dass die subkortikalen Strukturen mehr Informationen unter Er-

müdung brauchen, da das Bewegungsmuster nicht mehr so räumlich-zeitlich gegliedert

werden kann, wie es erlernt war. Es entspricht nicht mehr der auszuführenden Bewe-

gungsanforderung (Kraft, Schnelligkeit). Dadurch wird es notwendig, sich an die neuen

Umstände anzupassen und den Bewegungsplan zu modifizieren, was einer Kompen-

sation gleichkommt. Dies würde den Czmax-Anstieg bei FB und OB erklären. Zusätz-

lich könnte durch die Verschiebung des Czmax-t in Richtung Trigger die Zeit der effe-

Diskussion 92

renten Entladungssalven verkürzt sein. Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen

Anpassungs- und Lernprozessen auf das MRCP lieferte bereits TAYLOR (1978). Die to-

pographische Ausweitung des MRCPs in den frontalen Kortex könnte auf zunehmende

Motivation für die Bewegungsausführung hinweisen.

Zusammenfassend lässt sich faktisch feststellen, dass ohne Beanspruchung der Test-

muskulatur die späten MRCP-Komponenten bei willkürlichen Pedalantritten über den

zentralen Rindenregionen nach hoher dynamischer Beanspruchung nur gering verän-

dert sind. Ist primär die Testmuskulatur beansprucht, zeigen sich vorwiegend die Lei-

stungen und späten Amplitudenanteile der MRCPs in frontalen und parietalen Hirn-

arealen beeinflusst. Rein mentale konzentrative Beanspruchungen haben keinen Ein-

fluss auf die kortikale Bewegungungsgenerierung im MRCP.

Somit ergeben sich aus der Diskussion 7.1 für die Beurteilung der Forschungshypothe-

sen 1.1) bis 1.5) folgende Aussagen:

Hypothese 1.1) wird bestätigt. Es ist gelungen, das zu einer sportartspezifischen

Handlung gehörige MRCP auch nach hoher dynamischer Beanspruchung bei unter-

schiedlichen Belastungsregimen (FB, OB, KB) zu ermitteln.

Hypothese 1.2) kann bestätigt werden. Nach hoher dynamischer Vorbeanspruchung

stellen sich die MRCP-Negativitäten im Vergleich zur Ruhesituation nach JOHNSTON ET

AL. (2001) im Sinne einer zentralnervösen Aktivierung dar.

Hypothese 1.3) wird ebenfalls bestätigt. Die lokale Beanspruchungssituation der Test-

muskulatur beeinflusst besonders die frontalen MRCP-Veränderungen.

Hypothese 1.4) muss verworfen werden. Die MRCP-Veränderungen sind, wenn über-

haupt, nur tendenziell in der präzentralen Hirnrinde erkennbar.

Hypothese 1.5) kann nicht beantwortet werden. Es gibt keine Lösung, da kein er-

schöpfender Zustand durch kognitive Beanspruchung erzeugt werden konnte. Kon-

zentrative (Rechen) Leistungen beeinflussen die kortikale Bewegungsvorbereitung im

MRCP nicht.

7.2 Belastungskomplex 2

7.2.1 Wie stellt sich der elektrophysiologische Erholungsprozess im Gehirn

nach erschöpfender Beanspruchung dar?

Das downregulierende hirnelektrische Verhalten nach erschöpfender Beanspruchung

zeigt in den verschiedenen Frequenzbereichen zeitliche und topographische Unter-

schiede bei der Abnahme der spektralen EEG-Leistungsdichten im Verlauf der 135-

Diskussion 93

minütigen Regenerationsphase. Ausgehend von der Kenntnis der Aktivierungszunah-

me bei physischer Belastung ist diese Umkehrung in der Erholung plausibel. Insofern

sind die Ergebnisse von STOCK ET AL. (1996) heranziehbar, die nach standardisiertem

Krafttraining im gesamten Frequenzspektrum indes einen Anstieg feststellen. Aller-

dings wurde in der vorliegenden Untersuchung keine Ruhemessung als Baselinemes-

sung vorgenommen, so dass keine Bewertung des Ausmaßes der Leistungsdichtenzu-

nahme durch die Belastung möglich ist. Mit der Kenntnis früherer Forschungsergebnis-

se kommt es während einer Belastung zu einer kortikalen elektrischen Aktivierung mit

Depression in Alpha- und Zunahmen bei Beta-Leistungen (SCHUMANN ET AL. 1993A;

BRACH ET AL. 1994; KUBITZ & MOTT 1996), die nach Belastung in einer Deaktivierung

münden (Alpha hoch, Beta Abnahme) (KUBITZ & MOTT 1996). Eine prinzipielle Beein-

flussung des gesamten EEG-Frequenzspektrums nach extensiver und intensiver Lauf-

belastung wird ebenfalls bei MECHAU ET. AL. (1995) konstatiert. Die dort gefundenen,

auf den ersten Blick konträren Ergebnisse zu STOCK ET AL. (1996) (Abnahme in vielen

Frequenzleistungen), sind vermutlich im Messprotokoll begründet. Während bei

MECHAU ET AL. (ebd.) die EEG-Messprozedur exakt im Belastungsabbruch stattfand,

um direkt auf Beanspruchungssituationen zu schließen, wurde bei STOCK (ebd.), wie

auch bei der vorliegenden Studie, das „postexercise“ EEG nach venöser Blutentnahme

abgeleitet. Somit befand sich die Messung (M1), ähnlich wie STOCK ET AL. (1996) zwi-

schen drei und sechs Minuten nach Belastungsabbruch, also in der frühen Regenerati-

onsphase.

Es gilt festzuhalten, dass aufgrund jetziger Erkenntnisse sowie aufgrund früherer Un-

tersuchungen (BARTHEL ET AL. 2002; MECHAU 2001; STOCK ET AL. 1996; MECHAU ET AL.

1995) beim Nachbelastungs-EEG eine Betrachtung über das gesamte Frequenzspek-

trum sowohl möglich als auch notwendig ist, und sich nicht nur auf die Alpha-

Frequenzen beschränken darf. Die Veränderungen in den verschiedenen Leistungs-

spektren zu unterschiedlichen Regenerationszeiten können als elektrophysiologische

Mechanismen zur Umschaltung in verschiedene Regenerationsphasen verstanden

werden.

7.2.2 Welche Beziehung besteht zu sympathico-adrenerger Downregulation?

Die Werte der Katecholamine unmittelbar nach Belastung entsprechen der Bela-

stungshöhe in der Nähe der Maximalleistung in analogen Labortests, wozu es neben

der Mobilisierung physischer Ressourcen auch einer emotionalen Komponente (Auf-

bringen von Willenskraft) bedarf (WEICKER ET AL. 1981). Fehlende Gruppenunterschie-

Diskussion 94

de im Hormonverhalten dürften Ausdruck der erfolgreichen, individuellen Anpassung

der Belastung sein, wobei leicht höhere NA- und DOP-Werte der leistungsfähigeren

Sportler für die Fähigkeit sprechen, diese Systeme stärker zu mobilisieren und damit

auch entsprechend Kreislauf (HF) und Stoffwechsel (La) stärker zu aktivieren. Auf-

grund fehlender Trainingsprotokolle kann dieser hypothetische Trainingseffekt nicht

beantwortet werden, denn für eine bessere Symphatikusaktivieung und höhere Lei-

stungssteigerungen bei Leistungsfähigeren fehlen nach Strobel (2002, S. 84) bislang

geeignete Studien.

Die ermittelten Korrelationen der Katecholamine mit Alpha2- und Beta2-Frequenzen

über prämotorischen, motorischen und sensomotorischen Kortexarealen deuten auf

interne Konsistenz der zerebralen und extrazerebralen Aktivierungssysteme hin. So

muss am physischen und emotionalen Geschehen eine gemeinsame Beteiligung vor-

liegen, die indirekt oder direkt ähnlich wie an der zentralen Mitinnervation gekoppelt ist.

Dieser mathematisch führbare Hinweis auf Interaktivität zentraler Mechanismen mit pe-

ripheren Mechanismen der Stress-Bewältigung (und im Folgenden der Downregulation

von Stress) ist so bisher kaum diskutiert worden. STOCK ET AL. (1996) finden ebenfalls

Korrelationen mit besagten Frequenzen und diskutieren eine hypothalamische Aktivie-

rung des symphatischen Nervensystems oder eine Art Rück-Stimulierungs-Fähigkeit

aufgrund hoher Plasmakatecholamin-Konzentrationen auf das ZNS. Dieses wird auch

von DRISCHEL & DETTMAR (1972) im Tierversuch dagestellt. Die gleichbleibend auf

niedriges Niveau gesunkenen Werte der Katecholamine ab der 45 min Messung wei-

sen auf Rückkehr zur Basisaktivität des symphatico-adrenergen Systems hin und fin-

den Bestätigung bei STOCK ET AL. (1996), die nach 45 min einen Rückgang der Ka-

techolamine auf Vorbelastungwerte feststellen. Vermutlich ist damit in dieser Hinsicht

der Erholungsvorgang abgeschlossen. Der Grund warum sich die EEG-Daten auch

noch danach verändern, muss zum derzeitigen Stand der Forschung offen bleiben.

7.2.3 Welchen Einfluss hat die aerobe Leistungsfähigkeit auf die kortikale

Downregulation?

Signifikante Unterschiede der Sportlergruppen in der Leistungsfähigkeit bei identischen

anthropometrischen Daten stellen die Einteilung in unabhängige Gruppen sicher.

Es können im EEG, bei den gut-leistungsfähigen Sportlern signifikant geringere fronto-

zentrale Theta-Leistungen sowohl nach 3 min, als auch nach 135 min und erhöhte Al-

pha2-Leistungen nach 135 min Regeneration gemessen werden.

Diskussion 95

Dieses ist ein neues Ergebnis, welches bisher noch nicht festgestellt worden ist.

SCHRODE ET AL. (1986) interpretieren eine Theta-Zunahme bei Abnahme anderer Fre-

quenzen im Sinne eines meditativen Zustandes in automatisierten Bewegungen.

BÖSEL (1993) diskutiert zentrale und präzentrale Theta-Erhöhung als extensive hand-

lungsrelevante Gedächtnisaktivierung. AFTANAS & GOLCHEIKINE (2001) schlussfolgern

in Meditationsgruppen, bei geringem zentralen Theta eine fehlende Fähigkeit meditati-

ven Status zu halten. BASAR ET AL. (2001) diskutieren mit MILLER (1991) eine Interak-

tion zwischen frontaler Theta- und Hippocampusaktivität bei der Kontrolle eingehender

sensorischer Stimuli (vgl. auch DIETL ET AL. 1999). Denkbar ist eine Beeinflussung des

fokalen Thetabandes durch Enthemmung des limbischen Systems. Dies besitzt ausge-

prägte Funktionsschleifen zum Hippocampus-Septum. Einen Bezug zwischen Hippo-

campus- und Theta-Aktivität liefert BÖSEL (1993, S. 85). Ein zusammenfassender

Überblick über Hippocampusaktivität und Thetaeinfluss findet sich bei SIMMEL (1999).

Zur Aufklärung dieses Zusammenhangs ist es sinnvoll, zukünftig die temporalen Mess-

elektroden in die Analytik mit einzubeziehen, da diese den emotionalen Hirnzentren

(limbisches System) am nächsten kommen.

Die höheren Katecholaminwerte und niedrigeren fronto-zentralen Theta-Leistungen bei

den „gut-Leistungsfähigen“ sind lohnenswert, weiter mit der Hypothese zu verfolgen,

dass entweder eine große Sensitivität des adrenergen Systems auf Theta-Aktivierung

vorliegt oder die Aktivität des peripheren Symphatikus eher hemmend auf Theta wirkt.

Zentro-parietale größere Alpha2-Leistungen (9,75-12,5Hz) bei der gut-leistungsfähigen

Gruppe nach 135 min Regeneration könnte auf eine beginnende Aktivierung hindeu-

ten. KLIMESCH (1999) konstatiert in seinem Reviewartikel bei jungen, gesunden Er-

wachsenen mit niedrigen Theta- und großen Alpha2-Leistungen eine gute geistige Lei-

stungsfähigkeit.

Nach vorangeganger Diskussion im Abschnitt 7.2 kann Folgendes festgehalten wer-

den.

Hypothese 2.1 kann bestätigt werden. Zur Beschreibung elektrophysiologischer Um-

stellungsprozesse im Gehirn nach erschöpfender Beanspruchung reicht eine Fokussie-

rung auf die Alpha- und Beta-Frequenzen nicht aus.

Hypothese 2.2 muss verworfen werden. Es zeigen sich keine eindeutigen Unterschiede

in kortikaler Downregulation in Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit.

Hypothese 2.3 kann bestätigt werden. Es gibt zwischen zentraler hirnelektrischer und

peripherer sympathico-adrenerger Umstellungsreaktion zumindest in der Frühregene-

ration korrelative Zusammenhänge.

Diskussion 96

7.3 Schlussfolgerungen

Es konnte im ersten Untersuchungsansatz ausführlich gezeigt werden, dass sich die

MRCPs auch nach intensiveren sportlichen Beanspruchungen bei willkürlichen sport-

artspezifischen Bewegungshandlungen erfassen lassen. Die MRCPs zeigen in Abhän-

gigkeit vom jeweiligen Belastungregime unterschiedliche topographische Verteilungen

und Amplituden. So nehmen die Parameter MRCPpower und MRCPmax mit zuneh-

mender Belastung (FB und OB) zu. Die Ausbreitung eines MRCPs in die frontalen Hir-

nareale spiegelt vermutlich den Einfluss verstärkter Motivation oder stärkerer Bewe-

gungskontrolle durch Hemmung unnötiger Zusatzbewegungen wider. Dies ist zudem

der Fall, wenn die Testbewegungsmuskulatur zusätzlich beansprucht ist (vgl. FB). Hier

spielen vermutlich die frontale Steuerung und Integration somatosensorischer Areale

bei der Verarbeitung sensomotorischer Afferenzen eine Rolle. Bei ausgeruhter Test-

bewegungsmuskulatur zeigen sich nur tendenziell die MRCP-Negativierungen mit der

Beanspruchung, wobei die frontalen Elektroden nur geringe (OB) oder keine (KB)

MRCP-„Aktivität“ liefern. Eine hohe kognitive Konzentrationsleistung in KB bedeutet

nicht zwangsläufig eine hohe Beanspruchung. Hierauf deuten unbeeinflusste MRCPs

bei der kortikalen Bewegungsorganisation und konstante periphere Kontrollparameter,

mit Ausnahme der Katecholamine, hin.

Im zweiten Untersuchungsansatz konnte im vorliegenden Modell nicht eindeutig be-

wiesen werden, dass eine bessere Ausdauerleistungsfähigkeit die zentralnervale Er-

holung positiv beeinflusst. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf. Allerdings wird eine

downregulierende Beeinflussung auf das gesamte EEG-Frequenzspektrum festgestellt.

Diese gesamtspektralen Veränderungen können als elektrophysiologische Mechanis-

men zur Umschaltung in verschiedene Regenerationsphasen verstanden werden. Eine

Interaktion zwischen zentralen und peripheren Mechanismen der Stress-Bewältigung in

der Downregulation kann korrelativ ermittelt werden. Die fronto-zentrale Thetaaktivität

als Ausdruck emotionaler Beteiligung ist bei „gut-leistungsfähigen“ Sportlern geringer

und kann bei gleichzeitigen höheren Apha2-Leistungen für eine gute kognitive Fähig-

keit sprechen und damit für eine bessere Erholung stehen.

Zusammenfassung 97

8 Zusammenfassung

Problem: Sportliche Belastungsauswirkungen beschränken sich nicht nur auf periphe-

re muskuläre Systeme, sondern sie beziehen die zentrale Steuerungsebene mit ein.

Ebenso ist das richtige Verhältnis von Beanspruchung und Erholung zentraler Regula-

tionsmechanismen für eine nachhaltige sportliche Leistungsentwicklung von Bedeu-

tung.

Insofern können erschöpfende Beanspruchungen zu kompensatorischen Anpassungen

des Zentralnervensystems in der Bewegungsgenerierung führen. Bisher konnten die

zentralen und peripheren Ermüdungsformen in Beanspruchungssituationen kaum diffe-

renziert werden, da sie sowohl lokal als auch allgemein auftreten können. Nach einfüh-

rendem Exkurs zur sportwissenschaftlichen Einschätzung von Belastung und Bean-

spruchung wird der wissenschaftliche Kenntnisstand zu Belastungsauswirkungen auf

das Gehirn mit Berücksichtigung neuester bildgebender Verfahren dargestellt. Die For-

schungsansätze werden mit elektroenzephalographischen (EEG) Methoden unter-

sucht. Dieses Verfahren hat Vorteile, weil die informationsverarbeitenden Prozesse

sehr schnell ablaufen und das EEG eine gute zeitliche Auflösung besitzt und sich für

Verlaufsuntersuchungen eignet. In zwei Forschungsansätzen werden movement-

related-cortical potentials (MRCPs) bei willkürlichen sportspezifischen Bewegungs-

handlungen und die zentralnervale Umstellung im Erholungs-EEG erfasst. Die Unter-

suchungen werden von folgenden Hypothesen geleitet:

(1.1) MRCPs sind auch nach hoher dynamischer Beanspruchung ableitbar.

(1.2) Nach hoher dynamischer Beanspruchung zeigen diese MRCPs Unterschiede ge-

genüber dem Zustand in Ruhe als Ursache einer veränderten „zentralnervösen

Aktivierungssituation“.

(1.3) Diese belastungsabhängigen MRCP-Veränderungen werden durch lokale Bean-

spruchungszustände der Testbewegungsmuskulatur beeinflusst.

(1.4) Die MRCP-Veränderungen sind ebenfalls nachweisbar, wenn die Testbewegung

mit nicht beanspruchter Muskulatur ausgeführt wird.

(1.5) Auch rein kognitiv erschöpfende Beanspruchungen beeinflussen die sich im

MRCP abbildende, kortikale Bewegungsvorbereitung.

(2.1) Zur Einschätzung der natürlichen elektrophysiologischen Umstellungsprozesse im

Gehirn nach erschöpfender Belastung reicht eine alleinige Betrachtung der Alpha-

und Beta-Frequenzen nicht aus.

Zusammenfassung 98

(2.2) Es zeigen sich Unterschiede der kortikalen „Downregulation“ in Abhängigkeit der

aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit.

(2.3) Es gibt Zusammenhänge zwischen zentraler hirnelektrischer und peripherer sym-

pathico-adrenerger Umstellungsreaktionen nach erschöpfenden Beanspruchun-

gen.

Methoden und Untersuchungsansätze: Im ersten analytischen Forschungsansatz

(Belastungskomplex 1) wird methodisch erstmals eine Trennung zwischen zentralen

und peripheren Ermüdungseinflüssen durch den Einsatz standardisierter, unterschied-

licher bis zur Erschöpfung führender Belastungsregime mit Fahrrad- (FB) Armkurbel-

(OB) und rein kognitiver Belastung (KB) vorgenommen. Die kortikale Bewegungsgene-

rierung wird mit Messung des MRCPs in einem gelernten, willkürlichen rechtsbeinigen

Pedalantritt Testparadigma erfasst. Hierdurch entstehen zwei Bedingungen mit hohen

körperlichen Beanspruchungen, wobei einmal die Testbewegungsmuskulatur gleich-

zeitig mitbeansprucht und einmal ausgeruht ist. Es wird eine weitere Bedingung mit

kognitiver Beanspruchung zur Kontrolle der rein psychischen Belastungseinflüsse auf

die zentrale Bewegungsorganisation geschaffen.

Im zweiten, eher beschreibenden, Forschungsansatz (Belastungskomplex 2) wird der

Beanspruchungs-Erholungs-Zyklus der elektrophysiologischen Prozesse im Gehirn

nach erschöpfender Fahrradergometrie im gesamten EEG-Spektrum dargestellt, der

Einfluss der Leistungsfähigkeit darauf untersucht und korrelative Zusammenhänge zur

symphatiko-adrenergen Regulation betrachtet.

Im Belastungskomplex 1 nehmen cross-over in FB 14 testgeübte, freiwillige, rechts-

händige, ausdauertrainierte, gesunde männliche Sportler teil. Davon verblieben 11 in

der OB- und 10 in der KB-Studie.

Im Belastungskomplex 2 nehmen 21 gesunde, freiwillige männliche Studenten teil, die

aufgeteilt in Leistungsgruppen < 4Watt/kg< die EEG und Regenerationsstudie nach

standardisierten physischen Stress durchlaufen.

In beiden Ansätzen dient ein physisches Stressmodell zur Belastungsinduzierung

durch Ergometer-Stufentests bis zur erschöpfenden Leistung in einem Vortest.

Im Belastungskomplex 1 wird die Leistungsfähigkeit für vergleichbare Beanspruchun-

gen bei unterschiedlichen physischen Belastungsregimen (FB, OB) über den Stoff-

wechselparameter Laktat standardisiert. Beim psychischem Belastungsregime KB wird

die Beanspruchung durch den validierten Konzentrations-Leistungs-Test hervorgeru-

fen. Weitere Herz-Kreislauf-, Stoffwechsel-, Stresshormone- und psychometrische Pa-

Zusammenfassung 99

rameter dienen der Kontrolle und Beschreibung der Beanspruchungssituationen in bei-

den Belastungskomplexen.

Zu definierten und vergleichbaren Zeitpunkten werden im Belastungskomplex 1 die

MRCPs bei willkürlichem Antrittsparadigma in einem averaging-Verfahren aus dem

EEG ermittelt und anschließend qualitativ und quantitativ anhand charakteristischer

Parameter ausgewertet.

Beim Belastungskomplex 2 wird der Rückstellungsprozess direkt nach Belastung, so-

wie in Abständen bis zu 2 Stunden danach, im Gesamtspektrum des spontanen EEGs

und in peripheren Kontrollparametern dokumentiert.

Ergebnisse: Im Belastungskomplex 1 bestätigen die Kontrollparameter die zwar hohe,

aber vergleichbare physische Beanspruchungssituation (94-97% der max. Leistungs-

fähigkeit) bei dem fahrrad- und oberarmergometrischen Belastungsregime (FB, OB).

Das rein kognitive Belastungsregime schafft keine vergleichbare Beanspruchungs-

situation. Innerhalb der physischen Beanspruchungssituation finden sich die maxima-

len Auslenkungen der Kontrollparameter in der FB-Bedingung.

Qualitative und quantitative Zunahmen der MRCPs, besonders der maximalen Ampli-

tude (MRCPmax) und Gesamtausmaß (Power), in frontalen (Fz) und zentralen (Cz)

Rindenregionen sind mit zunehmend physischer Beanspruchung bei identischen An-

tritten feststellbar. Signifikant größere frontale und bedingt parietale Negativität der

MRCPs zeigen sich nach hohen Belastungen bei gleichzeitig mitbeanspruchter An-

trittsmuskulatur (FB). Im Vergleich dazu ist das nicht der Fall, wenn die Testbewe-

gungsmuskulatur ausgeruht (OB) ist. KB beeinflusst die gemessenen MRCPs nicht.

Beim Belastungskomplex 2 können im EEG signifikante Gruppeneffekte mit geringeren

Theta-Leistungen fronto-zentral in Früh- und Spätregeneration, erhöhte Alpha2-Leis-

tungen zentro-parietal in Spätregeneration bei „gut-leistungsfähigen“ Sportlern festge-

stellt werden. Bis auf die HF zeigen sich keine weiteren Gruppeneffekte, aber tenden-

ziell höhere Katecholaminwerte bei den „gut-Leistungsfähigen“. Verschiedene Blut- und

EEG-Parameter erweisen sich im Frühregenerationsverlauf signifikant verändert.

Schlussfolgerungen: Im ersten Untersuchungsansatz kann die Erfassung von

MRCPs aus dem EEG bei sportspezifischen willkürlichen Bewegungshandlungen auch

nach hohen physischen Beanspruchungen prinzipiell nachgewiesen werden. Die

wachsende MRCP-Negativität mit zunehmender Beanspruchungssituation und die

Ausweitung in frontale Hirngebiete spiegelt vermutlich affektive Einflüsse wider, wobei

die frontale Steuerung und Verarbeitung sensomotorischer Afferenzen via somato-

Zusammenfassung 100

sensorischer Hirnareale eine Rolle spielt. Eine kognitive Belastung beeinflusst die

MRCPs nicht.

Im zweiten Untersuchungsansatz kann im vorliegenden Modell die positive Einfluss-

nahme besserer Ausdauerleistung auf das zentralnervale Erholungsverhalten nicht

eindeutig bewiesen werden. Es wird allerdings eine downregulierende Beeinflussung

des gesamten Frequenzspektrums festgestellt, die als elektrophysiologische Um-

schaltung in verschiedenen Regenerationsphasen verstanden werden kann. Der Zu-

sammenhang zentraler und peripherer Mechanismen der Stress-Bewältigung in der

Erholung wird korrelativ ermittelt. Geringere fronto-zentrale Thetaaktivität als Ausdruck

emotionaler Beteiligung bei den „gut-leistungsfähigen“ Sportlern, bei gleichzeitiger hö-

herer Alpha2-Leistung spricht für eine gute kognitive Leistungsfähigkeit und lässt damit

auf eine bessere Erholung schließen.

Ausblick: Zukünftige Untersuchungen sollten neben der Erfassung der MRCPs mit

definierten Beanspruchungssituationen die spontane EEG-Aktivität im Hinblick auf par-

tielle Aktivierungen in Eingangsgebieten sensorischer Afferenzen betrachten. Ein

EMG-Monitoring ist hilfreich. Ferner sollten die MRCP-Parameter eindeutig in frühe

und späte Komponenten differenzierbar sein. Trennscharfe Kontrollparameter zur Be-

urteilung emotionaler Einflussfaktoren müssten gefunden werden.

Das downregulierende, gesamtspektrale EEG-Verhalten sollte auf Reproduzierbarkeit

überprüft werden. Kürzere Messintervalle innerhalb der ersten 3 Minuten oder aus ei-

nem kontinuierlichen EEG-Verlauf heraus könnten helfen, mögliche Vigilanzeinflüsse

aufzudecken und in die Erklärungsansätze mit einzubeziehen. Die Analyse temporaler

EEG-Messelektroden bringt möglicherweise Aufschluss über emotionale Beteiligung

und sollte zukünftig nicht von der Auswertung ausgeschlossen werden.

Ausblick 101

9 Ausblick

Hirnphysiologische Vorgänge, die einer Willkürbewegung vorausgehen oder nach

sportlicher Belastung die Systemparameter wiederherstellen, beinhalten entscheidende

Informationen für das Gesamtverständnis sportmotorischer und psychologischer Belas-

tungsauswirkungen für eine optimierte Leistungserbringung in Training und Wettkampf.

Mehr als bisher scheint es zukünftig wichtig, wie sich aus den vorangegangenen Er-

gebnissen abgezeichnet hat, elektrophysiologische Messmethoden mit direkter Erfas-

sung des ZNS-Abbildes in die sportwissenschaftliche Forschung verstärkt zu integrie-

ren. Eine Erfolg versprechende Kombination ist die Verbindung von Bewegungswis-

senschaft und einer physiologisch orientierten Sportmedizin oder Neurowissenschaft in

fachübergreifenden Arbeitsgruppen.

Zur Verifizierung einer neuen Hypothese sollten Untersuchungen partieller Aktivie-

rungsmuster funktioneller Hirnregionen im spontanen EEG bei unterschiedlich er-

schöpften Zuständen durchgeführt werden. Zusätzlich müssten die MRCPs bei einer

Beibehaltung der Antrittstestbewegung durch EMG-Monitoring beider Extremitäten er-

weitert werden. Dadurch sind genauere Aussagen über etwaige Bewegungsabwei-

chungen möglich. Bei weiteren Einsätzen der MRCPs sollten repräsentative Parameter

neben den späten Komponenten auch die frühen Komponenten differenzierbar ma-

chen, da hier möglicherweise generelle kortikale Einstellungen zum Tragen kommen.

Für eine bessere Einschätzung affektiv emotionaler Einflüsse sollten trennscharfe

Kontrollparameter gefunden werden, um somit eine ganzheitliche synergistische Be-

trachtung vom „Wollen“ oder „Nichtwollen“ beschreibbar und damit beurteilbar zu ma-

chen. Gerade bei den emotionalen Ressourcen spielen möglicherweise auch Bewusst-

seinsprozesse eine bedeutende Rolle und deuten auf weitere Berührungspunkte des

Lernens und des Bewegens hin.

Das downregulierende gesamtspektrale EEG-Verhalten am physischen Stressmodell

sollte auf Reproduzierbarkeit überprüft werden. Dabei ist zu überlegen, die 3 Minuten

Messphasen in Subphasen unterzudifferenzieren, um mögliche Vigilanzeinflüsse her-

auszufiltern und in Erklärungsansätze mit einzubeziehen. In diesem Kontext sind die

temporalen Hirnregionen von besonderem Interesse und sollten analytisch nicht aus-

geschlossen werden. Somit sind genauere Regenerationseinteilungen von der zentral-

nervalen Steuerungsebene ableitbar und bewertbar, die die wesentlichen Vorausset-

Ausblick 102

zungen für die Leistungssteigerung oder die optimierte Setzung sportmotorischer Lern-

reize im Training und im Wettkampf bilden können.

Neue interdisziplinäre Erklärungsansätze unter Einbeziehung neurowissenschaftlicher

Methoden würden zur Belebung sportwissenschaftlicher Forschung beitragen. Der

Sport bietet das geradezu ideale explorative Feld zum Studium der Bewegungsorgani-

sationen und die Psychophysiologie schafft die Plattform für fachübergreifende Ar-

beitsgruppen und Betrachtungsweisen. Neben der Bildung solcher quasi „infrastruktu-

reller“ Voraussetzungen fehlt es an geeigneten generellen Modellen der Bewegungs-

organisation, die eine Vorwegnahme von Untersuchungsergebnissen a priori ermögli-

chen und damit einen schrittweisen Erkenntnisgewinn planbar machen. Erste Bemü-

hungen sind aus jüngeren Symposien mit Themengebieten des Sports, z.B. „Exercise

and Brain“ und der Bewegungswissenschaft „European Workshop of Movement Sci-

ence“, abzulesen. Es bleibt abzuwarten, ob sich dieses Forschungsfeld, das Prof. W.

Hollmann u.a. als „Bewegungs-Neurowissenschaft“ oder Prof. H. Liesen als „Exercise

and Brain“ bezeichnet, ein zentrales Gebiet in der Sportwissenschaft wird. Zufrieden-

stellend ist jedoch die Tatsache, dass wissenschaftliches Potential sowie wissenschaft-

licher Untersuchungsbedarf und fachgerechte Untersuchungsmethoden zur Verfügung

stehen und „Exercise“ ohne „Brain“ nicht funktionieren kann.

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Anhang I

11 Anhang

11.1 Probandeninfo und Einverständnis (Belkom. 1)

Probandeninformation

Untersuchung zur Wirkung eines Mischgetränkes auf die zentralnervöse

Aktivität, das Herz-Kreislauf-System und den Energiestoffwechsel

Bisher wurde in der medizinischen Leistungsdiagnostik der Energiebereitstellung eine

entscheidende Rolle zugeordnet, wogegen die zentralnervöse Aktivität kaum Berücksich-

tigung fand. Leistungsvoraussetzend für motorische Bewegungen ist der Kopf als steuerndes

und kontrollierendes Element, zusätzlich zu einer ökonomischen Herz-Kreislauf-Arbeit und

einem angepaßten Energiestoffwechsel.

Die Studie soll nun überprüfen, ob und inwiefern ein Mischgetränk Einfluß auf die

zentralnervöse Aktivität, die Ökonomisierung des Herz-Kreislauf-Systems und die Energie-

bereitstellung hat.

Es werden Kapillarblut-Abnahmen aus dem Ohrläppchen, venöse Blutabnahmen, EKG- und

EEG-Ableitungen durchgeführt. Ein gesundheitliches Risiko besteht nicht.

Insgesamt muß jeder Proband an vier Untersuchungsterminen mit einer fahrradergo-

metrischen Stufenbelastung teilnehmen:

Voruntersuchung:

Erfassung der individuellen Leistungsfähigkeit

(Festlegung der Belastungsdosierung für die Hauptuntersuchungen)

Hauptuntersuchungen:

Stufentest nach Trinken des Testgetränks bzw. den Kontrollen

(3-Wochen-Periodik: Jeder Proband erscheint am selben Tag und zur selben Uhrzeit, um

identische Bedingungen zu erfüllen. Die Einnahme eines standardisierten Frühstücks

wird im Sportmedizinischen Institut durchgeführt.)

Ein eventueller

Medikamentengebrauch

ist frühzeitig mitzuteilen. Der Konsum von

coffeinhaltigen Stimulanzien

(Kaffee, Cola, Energydrinks, schwarzer Tee, Kakao,

Schokolade, Zitronentee, Koffeintabletten, usw.) ist anzugeben.

Eine grobe

Trainingskonzeption

der letzten 4 Wochen vor der Hauptuntersuchung ist

einzureichen. Während des Untersuchungszeitraumes ist das Training und der Gebrauch

von Supplementen, Energie- und Mineraldrinks genau zu protokollieren.

Angaben zur Trainingsbelastung vor den Untersuchungen:

Trainingstage vor den

Untersuchungen

Trainingsinhalt Dauer Bemerkung

2 Grundlagenausdauer (GA1) Max. 2h Keine Kraftausdauer

1 Regeneration Max. 1h

Max. Puls wird nach

der Voruntersuchung

mitgeteilt

Angaben zu Nahrungs- und Genußmitteln vor den Untersuchungen:

Bis zu 48 Std. vor der Untersuchung: keine Medikamente, Alkohol u. Nikotin

Am Untersuchungstag selber: keine Stimulanzien wie Kaffee, schwarzer Tee und Kakao

Bitte rückseiti

bestäti

Sportmedizinisches Instiut

Universität-GH Paderborn

Hiermit erkläre ich, die

eigefügte Pro

andeninformation gelesen und verstanden zu

haben. Desweiteren werde ich mich nach den Untersuchungs

edingungen richten. Ich

bin über die möglichen Risiken der Untersuchung unterrichtet worden und ge

emit

meiner Unterschrift mein Einwilligungsverständnis zur freiwilligen Teilnahme an der

Studie.

Nach der letzten Untersuchung (4.) wird eine Aufwandsentschädigung von 200 DM

überwiesen. Zusätzlich wird ein kleines weiteres Geschenk ü

erge

en.

____________________

Datum Unterschrift

Name des Kontoinha

ers:

Name des Geldinstituts:

Bankleitzahl:

Kontonummer:

Anhang II

11.2 Untersuchungsablauf (Belkom. 1)

Information zum Untersuchungszeitablauf:

7.00 (12.00) Uhr

Frühstück im Spomed Institut: 1-2 Brötchen oder 2 Scheiben Brot

mit Streichfett; Getränke: Mineralwasser, Kräuter- und Früchtetee

(kein Kaffee, schwarzer Tee, Kakao, Saft, Müsli, da Stimulanzien

enthalten sind, die die Meßergebnisse verfälschen)

8.30 (13.30) Uhr

Umziehen etc.

9.00 (14.00) Uhr

Untersuchungsbeginn

•

Verkabelung/Haube

•

Ruhephase (20min); Fragebogen

•

Venöse Blutentnahme

10.00 (15.00)Uhr

Aufbau, Verkabelung, Bewegungsaufgabe rezitieren

1. EEG-MRCP-MRCP Messung

1. Stufe Aufwärmen (10min)

2. EEG-MRCP-Messung

2. Stufe (6min)

3. Stufe (6min)

4. Stufe (6min)

3. EEG-MRCP-Messung

5. Stufe maximal (6min)

4. EEG-MRCP-Messung

Fragebogen

Venöse Blutentnahme

12.00 Uhr (17.00) Uhr

Ende

Kapillare Blutentnahmen zur Bestimmung von:

Laktat

in Ruhe und in den letzten 30 s der jeweiligen Stufe

Ammoniak

bei Ruhe, Stufe 4, Stufe 5 jeweils 3min. nach Belastung.

Blutdruckmessung

in Ruhe und jew. 2 min. vor Stufenende

Herzfrequenzmessung

kontinuierlich mit Polar Tester

Anmerkung für die Nachmittagstermine:

Frühstück nach Wahl. Um

12.00 Uhr

standardisiertes zweites Frühstück (s.o.) im Sportmedizinischen Institut.

Anhang III

11.3 Trainingsprotokollvorlage (Belkom. 1)

Anhang IV

11.4 Probandeninfo, Einverständnis (Belkom. 2)

Probandeninformation für die Herbs and Fruit Studie

Das angewandte Präperat soll das Katecholaminsystem und die

Regenerationsfähigkeit beeinflussen. Des weiteren wirkt es sich auf die

elektrophysiologische Hirnaktivität aus. Hieraus ensteht die Hypothese, es einen

entspannenden Effekt und Auswirkungen auf das Stressmanagement und die

Stressbewältigung hat. Um dieses zu objektivieren, wurde diese Studie entwickelt,

bei der EEG- Messungen und Blutuntersuchungen in der Ruhephase nach einer

Ergometerbelastung durchgeführt werden.

Methodik:

Probanden

: 15 gesunde, nichtrauchende, sportliche (allerdings nicht spezifisch

ausdauer- bzw. krafttrainierte) Studenten, Alter 20-30 Jahre

Studiendesign

: Voruntersuchung und Hauptuntersuchung

Voruntersuchung: Ergometertest (Feststellung der Leistungsfähigkeit und

Festlegung der Belastungsintensität für die Hauptuntersuchung)

Hauptuntersuchung: 3 Untersuchungstage im Abstand von jeweils einer Woche

(in diesem Zeitraum sollten die körperlichen Aktivitäten nicht sehr stark variiert

und die Essgewohnheiten protokolliert werden), wobei ein randomisiertes,

präparatkontrolliertes doppelblindes Design verwendet wird.

Untersuchungsgang:

Die Ernährungsgewohnheiten der Probanden werden mittels

Food Frequency Verfahren ( FFQ) (Vital & Aktiv) erhoben. Hierbei wird die

quantitative Zufuhr wichtiger Nährstoffe in den letzten 3 Wochen vor den Tests

abgeschätzt.

Am Untersuchungstermin kommen die Probanden um 8.00 Uhr (bzw. 8.35, 10.20

Uhr) nüchtern und ausgeschlafen ins Sportmedizinische Institut wobei am Vortag auf

intensives Training, Alkoholkonsum und exzessive Nahrungsaufnahme verzichtet

werden soll. Nach Befindlichkeitserhebung und standardisiertem Frühstück findet die

Ergometerbelastung. (4 ansteigende, submaximale Stufen a 3 Min., 1 maximale

Stufe a 4 Min.) statt. Anschließend wird das Testgetränk verabreicht, Blut

abgenommen und eine EEG- Messung absolviert. Während der 2- stündigen

Ruhephase werden 4 weitere EEG- Messungen/ Blutabnahmen und zum Schluss

eine Urinprobe durchgeführt.

Es werden Kapillarblut-Abnahmen aus dem Ohrläppchen, venöse Blutabnahmen,

Urinproben und Fragebögen, durchgeführt. Ein gesundheitliches Risiko besteht nicht.

Vielen Dank,

Euer S

omed- Team

Sportmedizinisches Instiut

Universität-GH Paderborn

Hiermit erkläre ich, die beigefügte Probandeninformation gelesen und verstanden zu

haben. Desweiteren werde ich mich nach den Untersuchungsbedingungen richten.

Ich bin über die möglichen Risiken der Untersuchung unterrichtet worden und gebe

mit meiner Unterschrift mein Einwilligungsverständnis zur freiwilligen Teilnahme an

der Studie.

Nach der letzten Untersuchung wird eine Aufwandsentschädigung von 150 DM

überwiesen.

Datum Unterschrift

Name des Kontoinhabers:

Name des Geldinstituts:

Bankleitzahl:

Kontonummer:

Anhang V

11.5 Untersuchungsablauf, Checkliste (Belkom. 2)

Ablauf Hauptuntersuchung

Zeit Uhr Proband

Labor Ergo Küche

8.00-8.20

Frühstück

8.25-8.55

Braunüle, Verkabeln,

Impedanzmessung

8.35-8.55

Frühstück

9.00-9.16 0.00

Ergometerbelastung

9.05-9.30 0.05

Braunüle, Verkabeln,

Impedanzmessung

9.17-9.22 0.17 A Messung O

9.22-9.30 0.22

Blase entleeren,

Testgetränk

9.30 0.30

Beginn der Ruhephase

9.35-9.51 0.35

Ergometerbelastung

9.52-9.57 0.52 B Messung O

9.57-10.05 0.57

Blase entleeren,

Testgetränk

10.00-10.05 1.00 A Messung 1

10.05 1.05

Beginn der Ruhephase

10.15-10.20 1.15 A Messung 2

10.20-10.40 1.20

Frühstück

10.30-10.35 1.30 A Messung 3

10.35-10.40 1.35 B Messung 1

10.45-11.15 1.45

Braunüle, Verkabeln,

Impedanzmessung

10.50-10.55 1.50 B Messung 2

11.05-11.10 2.05 B Messung 3

11.20-11.36 2.20

Ergometerbelastung

11.30-11.35 2.30 A Messung 4

11.37-11.42 2.37 C Messung 0

11.42-11.50 2.42

Blase entleeren,

Testgetränk

11.50 2.50

Beginn der Ruhephase

12.05-12.10 3.05 B Messung 4

12.20-12.25 3.20 C Messung 1

12.35-12.40 3.35 C Messung 2

12.50-12.55 3.50 C Messung 3

13.50-13.55 4.50 C Messung 4

heckliste

Frühstück:

- 20 min

- Umziehen

- 2 Brötchen mit Streichfett

- dazu Mineralwasser bzw. Früchtetee

Braunüle, Verkabeln, Impedanzmessung:

- 30 min

- zuerst Braunüle vom Arzt legen

- Pulsgurt,

- Haube vorgelen, aufsetzen, nachgelen

- Eog vorbereiten (Keberinge/Gel) und anlegen

- Ecg

- Elektroden

(

Sympatograph)

- Impedanzmessung (evtl. nachgelen)

Ergometerbelastung:

ca. 5 min Vorbereitung

- 16 min Belastung (300,350 oder 400 Watt Programm)

- danach unverzüglich ins Messlabor

Messung 0, 1, 2, 3, 4:

- 5 min

- Blutabnahme durch den Arzt

- währendessen Ecg anlegen, Kabel anschließen und Impedanz

- EEG Messung

Anhang VI

11.6 Übersetzte Fassung des Händigkeitstests

11.7 Schalteinheit für Trigger

Anhang VII

11.8 Basler Befindlichkeitstest (Grundversion)

Anhang VIII

11.9 Deskription (Belkom. 1)

Häufigkeitstabellen: Belastungskomplex 1 (Armkurbelergometer Belastung)

Statistiken

Haendigkeit

Sprungbeinp

raeferenz

Coffeinge

wöhnung SportDisziplin

Subj.Ausbel

astungWert

-5 [Punkte]

Gültig 11 11 11 11 11

Fehle

nd 0 0 0 0 0

Haendigkeit

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Gültig Rechtshaen

der 11 100,0 100,0 100,0

Sprungbeinpraeferenz(a)

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Linksfuessl

er 545,5 45,5 45,5

Rechtsfues

sler 654,5 54,5 100,0

Gültig

Gesamt 11 100,0 100,0

SportDisziplin

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Triathlon 763,6 63,6 63,6

Radsport 218,2 18,2 81,8

Laufen 218,2 18,2 100,0

Gültig

Gesamt 11 100,0 100,0

Subj.AusbelastungWert-5 [Punkte]

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

total

verausgabt 436,4 36,4 36,4

z.T.

verausgabt 436,4 36,4 72,7

nicht

verausgabt 327,3 27,3 100,0

Gültig

Gesamt 11 100,0 100,0

Häufigkeitstabellen: Belastungskomplex 1 (Kognitive Belastung)

Statistiken

Haendigkeit

Sprungbeinp

raeferenz

Coffeinge

wöhnung SportDisziplin

Subj.Ausbel

astungWert

-5 [Punkte]

Gültig 10 10 10 10 10

Fehle

nd 0 0 0 0 0

Haendigkeit

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Gültig Rechtshaen

der 10 100,0 100,0 100,0

Sprungbeinpraeferenz

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Linksfuessl

er 550,0 50,0 50,0

Rechtsfues

sler 550,0 50,0 100,0

Gültig

Gesamt 10 100,0 100,0

SportDisziplin

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Triathlon 660,0 60,0 60,0

Radsport 220,0 20,0 80,0

Laufen 220,0 20,0 100,0

Gültig

Gesamt 10 100,0 100,0

Subj.AusbelastungWert-5 [Punkte]

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

total

verausgabt 110,0 10,0 10,0

nicht

verausgabt 990,0 90,0 100,0

Gültig

Gesamt 10 100,0 100,0

Häu

igkeitstabellen: Belastungskomplex 1

(

Fahrradergometer Belastung

)

Statistiken

Haendigkeit

Sprungbeinp

raeferenz

Coffeinge

wöhnung SportDisziplin

Subj.Ausbel

astungWert

-5 [Punkte]

Gültig 14 14 14 14 14

Fehle

nd 0 0 0 0 0

Haendigkeit

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Linkshaend

er 17,1 7,1 7,1

Rechtshaen

der 13 92,9 92,9 100,0

Gültig

Gesamt 14 100,0 100,0

Sprungbeinpraeferenz

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Linksfuessl

er 642,9 42,9 42,9

Rechtsfues

sler 857,1 57,1 100,0

Gültig

Gesamt 14 100,0 100,0

SportDisziplin

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

Triathlon 750,0 50,0 50,0

Radsport 428,6 28,6 78,6

Laufen 321,4 21,4 100,0

Gültig

Gesamt 14 100,0 100,0

Subj.AusbelastungWert-5 [Punkte]

Häufigkeit Prozent

Gültige

Prozente

Kumulierte

Prozente

total

verausgabt 535,7 35,7 35,7

z.T.

verausgabt 750,0 50,0 85,7

nicht

verausgabt 214,3 14,3 100,0

Gültig

Gesamt 14 100,0 100,0

Anhang IX

Anthropometrie

26 3n=14 26 23 28 25 4n=11 26 22 29 25 4n=10 25 22 29

71,3 4,0 n=14 71,9 68,1 74,2 . . n=0 .....n=0 ...

71,8 3,6 n=14 71,7 69,5 74,7 72,2 3,8 n=11 71,0 69,7 75,4 72,6 3,2 n=10 72,3 69,8 75,1

4,84 ,46 n=14 4,74 4,49 5,15 1,88 ,26 n=11 1,85 1,73 1,95 . . n=0 ...

1,88 ,26 n=11 1,85 1,73 1,95 1,88 ,26 n=11 1,85 1,73 1,95 1,90 ,27 n=10 1,86 1,80 1,98

178,9 5,6 n=14 179,8 175,6 181,2 178,6 4,6 n=11 180,0 179,5 181,0 178,5 4,9 n=10 180,0 177,3 181,2

67,44 45,96 n=14 86,66 64,67 92,76 76,07 23,60 n=11 86,21 65,71 92,31 77,01 24,66 n=10 86,66 64,67 94,23

2 0 n=14 22220n=11 22220n=10 2 2 2

2 1 n=14 21221n=11 21221n=10 2 1 2

1 1 n=14 11221n=11 21221n=10 2 1 2

2 1 n=14 21221n=11 11221n=10 1 1 2

7 3 n=14 64962n=11 54762n=10 5 4 7

12 2n=14 12 10 14 12 2n=11 12 10 14 12 2n=10 12 10 14

346,43 30,79 n=14 350,00 337,50 350,00 135,45 15,72 n=11 130,00 130,00 150,00 . . n=0 ...

346,43 30,79 n=14 350,00 337,50 350,00 350,00 31,62 n=11 350,00 350,00 350,00 350,00 33,33 n=10 350,00 337,50 362,50

135,45 15,72 n=11 130,00 130,00 150,00 135,45 15,72 n=11 130,00 130,00 150,00 136,00 16,47 n=10 130,00 130,00 150,00

. . n=0 . . . . . n=0 ...122,06 30,62 n=10 118,24 94,47 149,19

. . n=0 . . . . . n=0 ...,52 ,34 n=10 ,40 ,29 ,81

Alter Stand 8/98 [Jahre]

Gewicht Voruntersuchung

[kg]

Koerpergewicht z. HU [kg]

Rel.Max.

Leistungsfähigkeit FB

(PmaxGewicht) [Watt/kg]

Rel.Max.Leistung OB

(Pmax/Gewicht) [Watt/kg]

Körpergröße [cm]

Lateralitätsquotient (LQ)

[Punkte]

Haendigkeit

Sprungbeinpraeferenz

Coffeingewöhnung

SportDisziplin

TrainZeit [Jahre]

TrainUmfang [h/Woche]

Pretestpower (PPmax)

[Watt]

Leistungsfähigkeit

(PmaxFB) [Watt]

Leistung (PmaxOB) [Watt]

klt_

Konzentrationsleistung z

Norm (lrel) [%]

klt_Fehlerquotient (fq)

[(F%/MF%]

MW SD NMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD NMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD NMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Beanspruchung (peripher)

94,29 26,52 n=14 100,00 70,00 105,00 23,64 8,97 n=11 20,00 20,00 25,00 . . n=0 . . .

150,71 26,45 n=14 155,00 136,25 160,00 49,09 11,14 n=11 50,00 40,00 50,00 . . n=0 . . .

208,57 28,52 n=14 210,00 197,50 220,00 74,09 14,11 n=11 75,00 60,00 80,00 . . n=0 . . .

265,71 31,31 n=14 265,00 253,75 280,00 99,09 17,44 n=11 100,00 80,00 110,00 . . n=0 . . .

326,43 32,25 n=14 320,00 315,00 350,00 131,82 16,01 n=11 130,00 120,00 135,00 . . n=0 . . .

27,0 6,3 n=14 28,6 22,1 30,8 17,2 4,5 n=11 15,4 15,4 19,2 . . n=0 . . .

43,3 5,1 n=14 44,3 40,0 45,7 36,0 4,6 n=11 34,6 33,3 38,5 . . n=0 . . .

60,1 4,6 n=14 60,0 57,0 62,9 54,5 5,3 n=11 53,8 53,3 57,7 . . n=0 . . .

76,6 4,4 n=14 75,7 74,0 80,0 72,9 6,3 n=11 73,3 72,7 76,9 . . n=0 . . .

94,2 3,8 n=14 92,0 91,4 98,1 97,4 4,9 n=11 100,0 92,3 100,0 . . n=0 . . .

. . n=0 .....n=0 . . . 117 40 n=10 110 83 151

. . n=0 .....n=0 . . . 94 8n=10 93 87 101

. . n=0 .....n=0 . . . 33 26 n=10 24 10 56

. . n=0 .....n=0 . . . 6 4 n=10 538

. . n=0 .....n=0 . . . 5,17 3,36 n=10 3,94 2,92 8,10

. . n=0 .....n=0 . . . 10 0n=10 10 10 10

. . n=0 .....n=0 . . . ,52 ,34 n=10 ,40 ,29 ,81

. . n=0 .....n=0 . . . 100 0n=10 100 100 100

. . n=0 .....n=0 . . . 122,06 30,62 n=10 118,24 94,47 149,19

2 1 n=14 21221n=11 2 1 3 3 1 n=10 333

68 12 n=14 66 59 74 69 11 n=11 70 62 80 72 13 n=10 67 64 86

100 10 n=14 102 96 107 79 10 n=11 77 72 90 . . n=0 . . .

115 9n=14 115 111 120 93 13 n=11 98 80 102 . . n=0 . . .

136 13 n=14 136 126 144 109 17 n=11 113 90 125 . . n=0 . . .

159 14 n=14 160 151 168 130 22 n=11 131 109 146 . . n=0 . . .

174 10 n=14 175 167 182 154 18 n=11 159 139 167 75 9n=10 78 65 81

120 8n=13 120 118 120 . . n=0 .....n=0 . . .

76 7n=13 80 70 80 . . n=0 .....n=0 . . .

144 10 n=13 145 140 150 . . n=0 .....n=0 . . .

72 9n=13 70 65 80 . . n=0 .....n=0 . . .

159 12 n=13 160 150 163 . . n=0 .....n=0 . . .

71 9n=13 70 60 80 . . n=0 .....n=0 . . .

175 16 n=13 180 163 190 . . n=0 .....n=0 . . .

69 10 n=13 70 60 80 . . n=0 .....n=0 . . .

192 18 n=13 200 180 208 . . n=0 .....n=0 . . .

67 11 n=13 70 60 78 . . n=0 .....n=0 . . .

208 17 n=13 210 190 225 . . n=0 .....n=0 . . .

70 10 n=13 70 60 80 . . n=0 .....n=0 . . .

100,0 ,0 n=14 100,0 100,0 100,0 100,0 ,0 n=11 100,0 100,0 100,0 . . n=0 . . .

Stufenbelastung 1 (P1)

[Watt]

Stufenbelastung 2 (P2)

[Watt]

Stufenbelastung 3 (P3)

[Watt]

Stufenbelastung 4 (P4)

[Watt]

Stufenbelastung 5 (P5)

[Watt]

Belastungsrelation 1 (P1/

Pmax) [%]

Belastungsrelation 2 (P2/

Pmax) [%]

Belastungsrelation 3 (P3/

Pmax) [%]

Belastungsrelation 4 (P4/

Pmax) [%]

Belastungsrelation 5 (P5/

Pmax) [%]

klt_LeistungsRohWert

(lrw) [Anzahl]

klt_

LeistungsStandartWert

(lsw) [Normanzahl]

klt_

LeistungsProzentRang

(lpr) [ProzRangNormgr]

klt_FehlerRohWert (frw)

[Anzahl]

klt_Fehlerprozent (fpro)

[F%]

klt_Referenzfehlerprozent

[MF%]

klt_Fehlerquotient (fq)

[(F%/MF%]

klt_

Konzentrationsleistung

Norm (lswrel) [%]

klt_

Konzentrationsleistung z

Norm (lrel) [%]

Subj.AusbelastungWert-5

[Punkte]

Herzfrequenz (HF) -R

[1/min]

HF -1[1/min]

HF -2 [1/min]

HF -3 [1/min]

HF -4[1/min]

HF -5[1/min]

Blutdruck systolisch (Bd.

syst.) -R [mmHg]

Blutdruck diastolisch (Bd.

diast.) -R [mmHg]

Bd.syst.-1 [mmHg]

Bd.diast. -1 [mmHg]

Bd.syst. -2 [mmHg]

Bd.diast.-2 [mmHg]

Bd.syst. -3 [mmHg]

Bd.diast. -3 [mmHg]

Bd.syst.-4 [mmHg]

Bd.diast. -4 [mmHg]

Bd.syst.--5 [mmHg]

Bd.diast.--5 [mmHg]

Max.Bel.rel. (Pmaxrel) [%]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Anhang X

Beanspruchung (metabolisch)

1,4 ,3 n=14 1,4 1,1 1,6 1,0 ,2 n=11 1,0 ,9 1,2 1,0 ,3 n=10 1,0 ,8 1,1

1,1 ,2 n=14 1,1 ,9 1,3 1,2 ,4 n=11 1,2 ,9 1,3 . . n=0 . . .

1,3 ,3 n=14 1,2 1,1 1,4 1,7 ,4 n=11 1,5 1,3 1,8 . . n=0 . . .

1,8 ,6 n=14 1,7 1,4 1,9 2,5 ,5 n=11 2,5 2,1 2,6 . . n=0 . . .

3,5 ,7 n=14 3,5 2,8 4,0 3,8 ,7 n=11 4,1 2,9 4,3 . . n=0 . . .

6,7 ,8 n=14 6,9 5,8 7,4 5,7 1,4 n=11 5,9 4,2 6,3 ,9 ,2 n=10 ,9 ,7 ,9

24 8n=14 22 20 28 37 9n=11 36 30 46 35 8n=10 35 29 43

51 11 n=14 52 40 58 . . n=0 .....n=0 . . .

69 17 n=14 65 61 72 66 12 n=10 68 60 76 27 7n=10 27 22 30

Lactat -R [mmol/l]

Lactat -1 [mmol/l]

Lactat -2 [mmol/l]

Lactat -3 [mmol/l]

Lactat -4 [mmol/l]

Lactat -5 [mmol/l]

Amoniak (NH³) -R[µmol/l]

NH³ -4 [µmol/l]

NH³ -5 [µmol/l]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Blutbild

4,73 ,28 n=14 4,64 4,49 4,97 4,97 ,21 n=11 4,95 4,79 5,08 4,80 ,27 n=10 4,79 4,55 5,04

4,93 ,30 n=14 4,90 4,63 5,17 5,17 ,19 n=11 5,18 5,06 5,27 4,97 ,26 n=10 4,96 4,73 5,15

5,4 1,2 n=14 5,4 4,6 6,2 4,8 1,1 n=11 4,6 4,2 5,2 4,2 1,0 n=10 4,2 3,5 4,7

6,1 1,6 n=14 6,0 5,0 7,0 5,0 1,0 n=11 5,1 4,5 5,4 4,3 1,0 n=10 4,1 3,6 5,2

250 50 n=14 254 205 276 257 60 n=11 248 204 292 241 53 n=10 238 207 273

269 56 n=14 266 221 308 266 59 n=11 261 212 312 241 58 n=10 236 205 261

14,2 ,7 n=14 14,1 13,9 14,8 14,7 ,7 n=11 14,4 14,3 15,2 14,3 ,7 n=10 14,4 13,5 14,8

14,8 ,8 n=14 14,9 14,2 15,2 15,1 ,7 n=11 15,0 14,4 15,6 14,7 ,7 n=10 14,8 14,1 15,2

,42 ,02 n=14 ,41 ,41 ,42 ,43 ,03 n=11 ,43 ,41 ,45 ,41 ,03 n=10 ,42 ,39 ,43

,44 ,02 n=14 ,44 ,43 ,44 ,45 ,02 n=11 ,45 ,43 ,46 ,43 ,02 n=10 ,43 ,40 ,45

30,1 1,3 n=14 29,9 29,0 31,1 29,6 1,3 n=11 30,0 28,7 30,7 29,8 1,4 n=10 30,0 28,9 31,0

30,0 1,0 n=14 30,1 29,2 30,5 29,2 1,1 n=11 29,2 28,4 30,1 29,7 1,3 n=10 29,5 28,8 30,8

34,2 ,8 n=14 34,3 33,6 34,8 34,4 1,6 n=11 34,2 33,0 35,4 34,6 1,5 n=10 34,6 33,1 36,3

34,0 ,7 n=14 34,0 33,6 34,5 33,9 1,2 n=11 33,7 32,7 34,7 34,5 1,0 n=10 34,6 33,7 35,4

88 4n=14 88 85 90 86 5n=11 84 83 90 86 4n=10 86 83 88

88 4n=14 88 86 91 86 5n=11 85 83 90 86 4n=10 86 83 88

Erythrozyten (ery) -R [10

6/µl]

Erythrozyten (ery)-5 [10

6/µl]

Leukozyten (leu) -R

[10³/µl]

Leukozyten (leu)-5 [10³/µl]

Thrombozyten (throm) R

[10³/µl]

Thrombozyten (throm)-5

[10³/µl]

Hämoglobin (hb) -R [g/dl]

Hämoglobin (hb)-5 [g/dl]

Hämatocrit (htc) -R [l/l]

Hämatocrit (htc)-5 [l/l]

mean cell hemoglobin

(mch)-R [pg]

mch-5 [pg]

mean cell hemoglobin

concentration (mchc)-R

[g/dl]

mchc-5 [g/dl]

mean cell volum (mcv)-R

[µm³]

mcv-5 [µm³]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Beanspruchung (Stress-System)

,11 ,05 n=9 ,13 ,07 ,15 ,12 ,05 n=11 ,12 ,09 ,16 ,09 ,04 n=7 ,10 ,04 ,12

,14 ,07 n=10 ,14 ,10 ,17 ,11 ,06 n=11 ,10 ,07 ,11 ,10 ,03 n=9 ,10 ,07 ,12

,23 ,11 n=11 ,22 ,14 ,28 ,86 ,92 n=8 ,42 ,19 1,68 ,49 ,67 n=9 ,20 ,16 ,57

,38 ,28 n=11 ,28 ,24 ,39 ,78 1,13 n=10 ,36 ,16 ,86 ,33 ,27 n=10 ,19 ,15 ,57

,78 ,23 n=11 ,70 ,63 1,02 ,76 ,33 n=11 ,58 ,54 1,17 ,76 ,26 n=10 ,72 ,54 ,88

,80 ,21 n=11 ,72 ,63 1,00 ,72 ,31 n=11 ,59 ,54 ,78 ,77 ,34 n=10 ,69 ,52 ,88

16,97 10,47 n=11 15,00 9,50 21,40 18,30 17,98 n=7 9,20 8,50 21,80 13,46 4,20 n=9 12,90 9,55 17,05

12,72 6,04 n=11 11,70 7,50 15,10 18,80 15,77 n=8 10,30 8,23 36,23 11,93 3,90 n=9 11,30 8,20 15,80

1,75 ,87 n=11 1,81 ,69 2,50 1,69 ,56 n=11 1,53 1,22 2,36 1,30 ,27 n=10 1,30 1,04 1,49

2,08 ,91 n=11 1,73 1,46 2,39 1,78 ,45 n=11 1,61 1,51 2,03 2,35 1,25 n=10 2,01 1,34 3,29

9,07 4,31 n=11 8,43 5,39 10,10 8,34 4,68 n=9 6,53 5,12 10,52 7,05 2,25 n=10 6,67 5,71 8,00

10,71 3,24 n=11 10,00 8,64 11,40 8,66 3,17 n=8 7,76 6,57 10,65 7,26 2,19 n=10 7,38 5,82 8,88

Adrenalin frei (A_f)-R

[mmol/l]

A_f-5 [mmol/l]

Adrenalin sulphat (A_

s)-R [mmol/l]

A_s-5 [mmol/l]

Dopamin frei (DOP_

f)-R [mmol/l

DOP_f-5 [mmol/l]

Dopamin sulphat

(DOP_s)-R [mmol/l]

DOP_s-5 [mmol/l]

Noradrenalin frei

(NA_f) R [mmol/l]

NA_f-5 [mmol/l]

Noradrenalin sulphat

(NA_s)-R [mmol/l]

NA_s-5 mmol/l]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Psychometrie/Konzentrationsleistung

84 9n=14 86 79 93 84 9n=11 85 81 88 82 10 n=10 86 76 90

77 14 n=14 78 71 88 85 12 n=11 84 78 93 85 12 n=10 88 78 93

21 3n=14 20 19 24 21 3n=11 22 18 23 20 3n=10 22 18 22

18 3n=14 19 16 21 19 4n=11 19 16 23 20 3n=10 21 18 23

21 4n=14 22 18 24 22 4n=11 23 20 25 21 4n=10 21 19 22

18 5n=14 19 13 22 21 4n=11 21 20 23 22 4n=10 22 20 25

24 3n=14 24 22 27 24 4n=11 25 22 28 24 3n=10 23 22 26

23 4n=14 24 21 25 24 4n=11 25 21 26 23 4n=10 24 21 26

18 4n=14 19 16 20 17 4n=11 16 13 21 18 3n=10 18 15 20

18 4n=14 18 16 22 21 4n=11 20 19 24 21 3n=10 21 18 24

2 1 n=14 21221n=11 21331n=10 3 3 3

. . n=0 .....n=0 . . . 117 40 n=10 110 83 151

. . n=0 .....n=0 . . . 94 8n=10 93 87 101

. . n=0 .....n=0 . . . 33 26 n=10 24 10 56

. . n=0 .....n=0 . . . 6 4 n=10 5 3 8

. . n=0 .....n=0 . . . 5,17 3,36 n=10 3,94 2,92 8,10

. . n=0 .....n=0 . . . 10 0n=10 10 10 10

. . n=0 .....n=0 . . . ,52 ,34 n=10 ,40 ,29 ,81

. . n=0 .....n=0 . . . 100 0n=10 100 100 100

. . n=0 .....n=0 . . . 122,06 30,62 n=10 118,24 94,47 149,19

Befindlkt.Summe-R

[Punkte]

Befindlkt.Summe-5

[Punkte]

Vitalität-R [Punkte]

Vitalität-5 [Punkte]

Vigilanz-R [Punkte]

Vigilanz-5 [Punkte]

Intrpsy.Glgew.-R [Punkte]

Intrpsy.Glgew.-5 [Punkte]

Soziale Extrov.-R [Punkte]

Soziale Extrov.-5 [Punkte]

Subj.AusbelastungWert-5

[Punkte]

klt_LeistungsRohWert

(lrw) [Anzahl]

klt_

LeistungsStandartWert

(lsw) [Normanzahl]

klt_

LeistungsProzentRang

(lpr) [ProzRangNormgr]

klt_FehlerRohWert (frw)

[Anzahl]

klt_Fehlerprozent (fpro)

[F%]

klt_Referenzfehlerprozent

[MF%]

klt_Fehlerquotient (fq)

[(F%/MF%]

klt_

Konzentrationsleistung

Norm (lswrel) [%]

klt_

Konzentrationsleistung z

Norm (lrel) [%]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Anhang XI

Antrittsparameter

4,045 1,034 n=14 4,057 3,459 4,426 3,478 1,037 n=11 3,700 2,130 4,118 3,541 1,096 n=10 3,263 2,859 4,019

3,877 ,892 n=14 3,784 3,256 4,519 3,483 1,071 n=11 3,515 2,270 4,314 . . n=0 . . .

3,928 1,031 n=14 3,969 2,901 4,850 3,671 1,122 n=11 3,368 2,691 4,584 . . n=0 . . .

3,743 1,145 n=14 3,656 2,645 4,764 3,840 ,998 n=11 3,407 3,131 5,045 3,638 1,224 n=10 3,239 2,794 4,194

42,942 21,580 n=14 40,930 24,008 55,624 33,534 17,276 n=11 31,850 17,490 50,757 38,198 18,216 n=10 32,895 26,587 47,404

38,184 18,841 n=14 35,460 25,032 49,412 32,825 15,557 n=11 37,823 17,800 45,050 . . n=0 . . .

40,759 19,087 n=14 40,390 24,574 62,747 37,364 17,578 n=11 34,627 19,527 48,715 . . n=0 . . .

38,365 22,216 n=14 31,902 20,466 54,277 38,254 18,732 n=11 34,397 21,170 53,323 42,603 20,444 n=10 36,426 26,918 66,391

,104 ,046 n=14 ,095 ,071 ,119 ,092 ,045 n=11 ,081 ,057 ,099 ,099 ,038 n=10 ,083 ,071 ,137

,109 ,075 n=14 ,085 ,071 ,134 ,084 ,046 n=11 ,071 ,048 ,099 . . n=0 . . .

,112 ,058 n=14 ,080 ,072 ,146 ,083 ,039 n=11 ,078 ,057 ,099 . . n=0 . . .

,098 ,045 n=14 ,081 ,062 ,143 ,088 ,042 n=11 ,084 ,060 ,099 ,090 ,050 n=10 ,072 ,052 ,119

,042 ,016 n=14 ,038 ,027 ,060 ,035 ,017 n=11 ,030 ,027 ,048 ,040 ,017 n=10 ,036 ,029 ,047

,042 ,013 n=14 ,039 ,032 ,056 ,041 ,025 n=11 ,039 ,030 ,048 . . n=0 . . .

,042 ,011 n=14 ,045 ,034 ,049 ,039 ,034 n=11 ,033 ,018 ,051 . . n=0 . . .

,045 ,013 n=14 ,042 ,036 ,060 ,033 ,018 n=11 ,033 ,018 ,042 ,040 ,017 n=10 ,036 ,026 ,049

Max.Kraftäquivalent

(Fmax)-R [V]

Max.Kraftäquivalent

(Fmax)-1 [V]

Max.Kraftäquivalent

(Fmax)-4 [V]

Max.Kraftäquivalent

(Fmax)-5 [V]

Kraftzunahme pro Zeit

(tan alpha)-R [V/s]

Kraftzunahme pro Zeit

(tan alpha)-1 [V/s]

Kraftzunahme pro Zeit

(tan alpha)-4 [V/s]

Kraftzunahme pro Zeit

(tan alpha)-5 [V/s]

Kraftlatenz (tm-tt)-R [s]

Kraftlatenz (tm-tt)-1 [s]

Kraftlatenz (tm-tt)-4 [s]

Kraftlatenz (tm-tt)-5 [s]

BewegungsVerzögerung

(tt-tp)-R [s]

BewegungsVerzögerung

(tt-tp)-1 [s]

BewegungsVerzögerung

(tt-tp)-4 [s]

BewegungsVerzögerung

(tt-tp)-5 [s]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Anhang XII

MRCP-Parameter Cz-Elektrode

-1446,1 295,9 n=14 -1444,6 -1717,8 -1310,6 -1519,8 278,2 n=10 -1502,5 -1805,1 -1306,7 -1316,7 458,0 n=10 -1457,6 -1738,5 -791,1

-1464,1 323,2 n=14 -1543,5 -1724,7 -1264,7 -1268,8 447,6 n=10 -1397,7 -1667,7 -864,9 . . n=0 . . .

-1290,6 231,0 n=14 -1379,2 -1500,0 -1071,7 -1341,3 429,7 n=11 -1434,9 -1720,2 -952,6 . . n=0 . . .

-1111,8 783,0 n=14 -1406,7 -1500,0 -1038,6 -1397,1 315,4 n=11 -1532,7 -1628,4 -1034,7 -1207,8 392,6 n=10 -1161,4 -1534,3 -967,2

-10,250 5,958 n=14 -7,999 -13,318 -6,172 -8,394 5,131 n=11 -8,708 -12,420 -3,526 -8,975 4,782 n=10 -7,817 -12,224 -5,717

-10,362 5,316 n=14 -9,192 -14,784 -6,897 -7,876 6,137 n=11 -7,461 -10,621 -3,411 . . n=0 . . .

-12,495 6,069 n=14 -10,199 -15,201 -7,796 -9,375 4,465 n=11 -8,375 -11,544 -7,198 . . n=0 . . .

-12,383 7,144 n=14 -8,994 -15,778 -8,070 -10,126 6,450 n=11 -8,435 -11,753 -6,318 -9,142 5,651 n=10 -8,412 -11,589 -4,149

-8,408 5,900 n=14 -6,354 -9,873 -4,864 -6,591 4,641 n=11 -6,723 -8,593 -2,344 -7,124 4,835 n=10 -6,107 -9,891 -3,404

-5,541 8,253 n=14 -5,754 -10,940 -4,359 -6,177 6,202 n=11 -7,252 -9,190 -1,628 . . n=0 . . .

-10,375 5,401 n=14 -9,131 -12,718 -6,412 -8,430 5,945 n=11 -7,078 -14,179 -3,450 . . n=0 . . .

-10,309 7,254 n=14 -8,172 -13,542 -4,873 -8,133 6,197 n=11 -6,965 -11,169 -4,796 -7,228 5,598 n=10 -6,662 -10,040 -2,225

-5,039 3,228 n=14 -4,193 -5,944 -2,817 -3,405 2,110 n=11 -3,745 -5,259 -1,850 -3,901 2,269 n=10 -3,725 -5,948 -1,968

-5,674 3,325 n=14 -4,774 -7,752 -2,976 -3,784 2,602 n=11 -3,026 -5,995 -1,830 . . n=0 . . .

-6,684 2,378 n=14 -6,132 -8,313 -5,186 -4,768 2,337 n=11 -3,936 -7,220 -2,820 . . n=0 . . .

-6,552 4,892 n=14 -6,108 -8,641 -3,552 -5,237 2,384 n=11 -4,875 -5,787 -3,667 -4,515 2,393 n=10 -4,052 -5,775 -2,657

-7,540 4,825 n=14 -5,826 -8,427 -4,702 -5,235 3,233 n=11 -5,165 -7,050 -2,690 -5,935 3,811 n=10 -5,530 -9,459 -2,701

-7,922 4,924 n=14 -6,450 -12,473 -3,704 -5,762 4,093 n=11 -6,182 -8,750 -2,750 . . n=0 . . .

-9,466 4,340 n=14 -7,414 -11,566 -6,944 -6,239 3,042 n=11 -6,504 -8,007 -2,967 . . n=0 . . .

-8,799 6,423 n=14 -7,064 -11,666 -6,047 -6,449 3,746 n=11 -5,837 -8,722 -4,228 -6,921 4,176 n=10 -6,004 -10,481 -2,940

41,64 58,16 n=14 19,07 11,02 39,57 24,98 24,47 n=10 22,68 5,11 29,26 29,50 31,30 n=10 14,91 7,73 46,82

43,61 43,62 n=14 24,20 13,75 85,36 31,33 39,11 n=10 20,35 7,35 36,79 . . n=0 . . .

60,94 54,45 n=14 41,96 21,80 84,96 33,45 31,05 n=11 20,33 8,46 46,77 . . n=0 . . .

77,41 97,56 n=14 36,92 13,08 117,07 42,81 48,74 n=11 24,87 17,96 52,32 35,44 43,89 n=10 25,10 7,05 41,91

-51,1 41,2 n=14 -55,0 -90,2 -16,8 -55,4 77,3 n=11 -41,0 -60,1 -14,6 -50,3 48,0 n=10 -48,6 -85,9 -11,1

-63,6 74,7 n=14 -55,9 -81,6 -19,3 -84,2 103,2 n=11 -61,0 -81,1 -28,8 . . n=0 . . .

-40,6 51,7 n=14 -33,0 -78,8 9,3 -62,3 101,3 n=11 -11,7 -86,9 -3,4 . . n=0 . . .

-39,7 46,6 n=14 -39,7 -77,0 9,3 -75,5 98,5 n=11 -35,2 -167,0 9,8 -100,2 157,2 n=10 -47,6 -107,4 -22,2

Czonset-R [ms]

Czonset-1 [ms]

Czonset-4 [ms]

Czonset-5 [ms]

Czmax-R [µV]

Czmax-1 [µV]

Czmax-4 [µV]

Czmax-5 [µV]

Cz100-0-R [µV]

Cz100-0-1 [µV]

Cz100-0-4 [µV]

Cz100-0-5 [µV]

Cz5-100-R [µV]

Cz5-100-1 [µV]

Cz5-100-4 [µV]

cz5-100_5 [µV]

Cz 100-R [µV]

Cz 100-1 [µV]

Cz 100-4 [µV]

Cz 100-5 [µV]

Cz Power-R [µV²]

Cz Power-1[µV²]

Cz Power-4 [µV²]

Cz Power-5 [µV²]

Czmax-t-R [ms]

Czmax-t-1 [ms]

Czmax-t-4 [ms]

Czmax-t-5 [ms]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

MRCP-Parameter Fz-Elektrode

-1093,4 606,8 n=11 -1265,6 -1734,9 -512,7 -1100,7 327,3 n=9 -1289,1 -1378,2 -717,6 -1282,5 494,7 n=10 -1480,5 -1710,0 -859,2

-1164,2 587,3 n=9 -1465,8 -1574,4 -555,9 -929,6 585,5 n=10 -888,9 -1460,1 -464,7 . . n=0 . . .

-1080,9 347,7 n=10 -1183,9 -1358,3 -794,2 -1148,2 530,5 n=9 -1257,8 -1589,9 -781,5 . . n=0 . . .

-1059,7 288,9 n=10 -1031,0 -1393,1 -811,0 -1235,5 508,5 n=10 -1374,0 -1677,0 -752,7 -1035,6 576,2 n=10 -778,3 -1761,8 -525,5

-5,100 3,552 n=13 -5,018 -7,761 -2,333 -2,392 2,389 n=10 -3,402 -4,267 -,005 -4,162 4,765 n=10 -3,958 -7,825 -,482

-6,347 4,163 n=12 -5,442 -9,731 -3,321 -2,954 3,259 n=10 -2,468 -6,507 -1,077 . . n=0 . . .

-8,256 4,002 n=13 -7,616 -9,936 -5,577 -6,043 3,174 n=9 -5,540 -7,517 -3,600 . . n=0 . . .

-8,917 3,900 n=10 -8,868 -12,605 -6,262 -5,084 4,580 n=11 -3,826 -9,515 -1,730 -3,611 3,402 n=10 -4,275 -6,313 -,714

-2,295 2,899 n=14 -1,456 -3,245 -,529 -,261 2,367 n=11 -,932 -2,196 1,064 -,971 3,251 n=10 -1,389 -3,787 2,164

-2,110 4,418 n=14 -1,351 -4,479 ,316 -,379 2,726 n=11 -,787 -1,413 ,694 . . n=0 . . .

-3,031 5,073 n=14 -2,919 -7,524 ,716 -,458 2,805 n=11 -,513 -2,764 1,189 . . n=0 . . .

-4,874 5,268 n=14 -4,781 -9,282 -1,437 -1,964 3,161 n=11 -1,802 -4,473 ,431 -,779 2,070 n=10 -,978 -2,153 ,673

,307 2,153 n=14 ,461 -,434 1,615 1,234 ,717 n=11 1,332 ,833 1,863 1,134 1,591 n=10 ,847 -,210 1,871

-,747 2,970 n=14 -,049 -2,797 1,078 ,884 ,891 n=11 ,747 ,230 1,874 . . n=0 . . .

-1,938 3,271 n=14 -2,054 -5,144 ,751 -,049 2,156 n=11 ,575 -2,102 1,517 . . n=0 . . .

-2,736 4,430 n=14 -1,265 -4,550 -,151 -,529 2,732 n=11 ,219 -2,304 1,875 ,523 1,252 n=10 ,988 -,896 1,248

-,369 2,432 n=14 ,156 -,965 1,515 1,264 1,421 n=11 1,146 -,043 1,901 1,448 2,616 n=10 ,843 -,329 3,878

-,779 2,731 n=14 ,232 -3,089 1,367 1,216 1,700 n=11 ,817 -,275 2,692 . . n=0 . . .

-2,112 3,315 n=14 -1,793 -5,323 ,509 ,850 2,942 n=11 1,835 -,162 2,358 . . n=0 . . .

-2,642 4,486 n=14 -1,672 -5,358 ,042 ,052 2,750 n=11 1,026 -2,500 2,304 ,357 2,116 n=10 1,009 -1,777 2,342

10,03 12,37 n=14 3,73 1,40 15,04 3,30 2,64 n=9 2,19 1,43 4,66 6,21 3,78 n=10 5,40 2,74 10,28

13,80 19,68 n=14 5,83 2,88 18,36 4,30 4,80 n=10 2,87 1,22 5,63 . . n=0 . . .

20,10 15,64 n=11 16,55 4,39 37,67 6,57 4,47 n=9 5,12 3,11 10,46 . . n=0 . . .

32,44 42,59 n=10 20,63 4,23 44,59 10,29 13,32 n=10 5,31 2,56 12,56 3,49 1,72 n=10 3,01 2,22 5,17

-2,7 17,1 n=14 4,3 -11,1 9,3 2,0 17,3 n=10 9,8 3,1 9,8 8,2 5,1 n=10 9,8 9,8 9,8

-65,4 231,9 n=12 9,3 -14,4 9,8 4,8 7,1 n=10 8,6 1,1 9,8 . . n=0 . . .

3,8 10,9 n=13 9,3 ,3 9,8 6,6 5,8 n=9 9,8 3,6 9,8 . . n=0 . . .

-5,8 22,6 n=10 7,5 -31,5 9,3 7,8 4,5 n=11 9,8 9,8 9,8 6,7 7,9 n=10 9,8 8,3 9,8

Fzonset-R [ms]

Fzonset-1 [ms]

Fzonset-4 [ms]

Fzonset-5 [ms]

Fzmax-R [µV]

Fzmax-1[µV]

Fzmax-4 [µV]

Fzmax-5 [µV]

Fz100-0-R [µV]

Fz100-0-1 [µV]

Fz100-0-4 [µV]

Fz100-0-5 [µV]

Fz5-100-R [µV]

Fz5-100-1 [µV]

Fz5-100-4 [µV]

Fz5-100-5 [µV]

Fz 100-R [µV]

Fz 100-1 [µV]

Fz 100-4 [µV]

Fz 100-5 [µV]

Fz Power-R [µV²]

Fz Power-1 [µV²]

Fz Power-4 [µV²]

Fz Power-5 [µV²]

Fzmax-t-R [ms]

Fzmax-t-1 [ms]

Fzmax-t-4 [ms]

Fzmax-t-5 [ms]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

MRCP-Parameter Pz-Elektrode

-906,8 479,4 n=13 -976,1 -1352,6 -432,4 -1243,7 243,7 n=9 -1329,1 -1430,7 -1057,2 -949,2 449,8 n=10 -694,1 -1461,3 -637,7

-1312,5 523,2 n=14 -1518,8 -1782,7 -849,9 -1264,2 336,0 n=10 -1310,6 -1530,6 -997,7 . . n=0 . . .

-928,5 457,0 n=11 -703,1 -1359,4 -617,2 -1264,9 426,4 n=11 -1324,2 -1685,5 -919,9 . . n=0 . . .

-1182,8 247,4 n=9 -1166,5 -1449,7 -976,6 -1150,1 441,6 n=10 -1238,3 -1534,1 -820,7 -907,6 463,8 n=10 -740,5 -1297,9 -540,4

-3,356 1,445 n=13 -2,862 -4,601 -2,142 -3,392 2,682 n=9 -2,786 -5,753 -1,764 -4,430 2,829 n=10 -3,415 -5,827 -2,545

-4,428 4,043 n=13 -4,076 -5,768 -1,968 -2,872 2,634 n=11 -2,685 -4,682 -2,032 . . n=0 . . .

-7,026 4,506 n=12 -7,058 -11,775 -2,753 -3,935 3,167 n=11 -3,790 -6,162 -1,612 . . n=0 . . .

-4,363 3,257 n=12 -4,100 -6,351 -1,529 -4,473 1,905 n=11 -4,090 -5,136 -3,414 -3,924 1,925 n=10 -2,955 -6,092 -2,387

-1,665 2,115 n=14 -1,531 -3,453 -,372 -,660 3,275 n=11 -,219 -2,115 2,144 -2,199 3,049 n=10 -1,629 -4,744 ,548

-2,561 3,293 n=14 -2,056 -4,796 -,818 -1,716 3,069 n=11 -1,334 -3,380 -1,027 . . n=0 . . .

-3,904 4,812 n=14 -2,190 -7,699 ,049 -2,085 3,769 n=11 -2,168 -5,799 1,098 . . n=0 . . .

-2,684 3,974 n=14 -1,470 -5,564 ,277 -2,480 2,421 n=11 -2,672 -4,107 -,587 -1,996 2,161 n=10 -,876 -3,584 -,339

-1,691 1,266 n=14 -1,505 -2,639 -,643 -1,130 1,884 n=11 -1,503 -2,894 -,336 -2,200 1,207 n=10 -2,113 -2,834 -1,576

-2,764 3,714 n=14 -1,721 -4,534 -,445 -1,358 1,742 n=11 -1,573 -2,608 -,813 . . n=0 . . .

-4,119 4,020 n=14 -3,641 -6,016 -,984 -1,754 3,399 n=11 -1,729 -5,050 ,385 . . n=0 . . .

-1,719 3,723 n=14 -1,328 -4,263 ,345 -2,508 1,414 n=11 -2,331 -3,316 -1,703 -2,070 1,307 n=10 -1,801 -2,686 -1,474

-2,253 1,456 n=14 -2,032 -2,989 -1,443 -2,258 2,289 n=11 -2,365 -4,525 -,293 -2,825 1,954 n=10 -2,810 -3,623 -1,470

-3,199 3,216 n=14 -3,158 -4,682 -,329 -2,185 2,471 n=11 -2,534 -4,594 -1,162 . . n=0 . . .

-4,599 4,118 n=14 -3,683 -7,025 -1,058 -2,556 3,756 n=11 -2,282 -4,912 -,280 . . n=0 . . .

-2,314 4,080 n=14 -,917 -4,949 -,260 -3,425 1,523 n=11 -3,402 -4,452 -2,269 -2,923 1,709 n=10 -2,464 -4,022 -1,802

5,13 4,01 n=13 4,03 1,76 7,54 6,00 5,58 n=9 3,85 2,27 10,40 7,84 7,35 n=10 4,35 2,79 12,05

12,93 16,14 n=13 5,99 3,49 18,89 7,47 7,23 n=10 4,75 1,67 13,78 . . n=0 . . .

26,18 33,48 n=11 12,61 6,25 28,65 13,15 12,30 n=11 8,15 3,09 20,52 . . n=0 . . .

24,64 30,88 n=9 17,01 1,54 46,04 9,47 8,28 n=10 6,90 4,32 11,27 6,83 6,89 n=10 3,25 1,94 10,98

-102,4 59,3 n=13 -88,9 -160,1 -56,4 -85,5 54,2 n=9 -70,8 -125,3 -53,8 -95,9 61,2 n=10 -89,2 -128,6 -56,1

-110,6 70,6 n=13 -85,0 -141,3 -66,9 -126,1 152,1 n=11 -85,4 -188,0 -37,6 . . n=0 . . .

-109,8 73,6 n=12 -107,2 -126,6 -40,1 -110,3 111,6 n=11 -98,1 -138,2 -23,4 . . n=0 . . .

-111,2 104,2 n=12 -78,6 -136,3 -53,3 -96,4 99,3 n=11 -76,2 -112,3 -40,5 -141,3 173,4 n=10 -84,3 -247,4 -12,7

Pzonset-R [ms]

Pzonset-1 [ms]

Pzonset-4 [ms]

Pzonset-5 [ms]

Pzmax-R[µV]

Pzmax-1[µV]

Pzmax-4 µV]

Pzmax-5 [µV]

Pz100-0-R [µV]

Pz100-0-1[µV]

Pz100-0 [µV]

Pz100-0-5 [µV]

Pz5-100-R [µV]

Pz5-100-1 [µV]

Pz5-100-4 [µV]

Pz5-100-5 [µV]

Pz 100-R [µV]

Pz 100-1 [µV]

Pz 100-4 [µV]

Pz 100-5 [µV]

Pz Power-R [µV²]

Pz Power-1 [µV²]

Pz Power-4 [µV²]

Pz Power-5 [µV²]

Pzmax-t-R [ms]

Pzmax-t-1 [ms]

Pzmax-t-4 [ms]

Pzmax-t-5 [ms]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Anhang XIII

FZ-MRCP-Relativ [%] vom Ausgangswert (r)

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

167,49 134,19 n=6 106,94 66,28 324,11 110,87 80,30 n=8 107,78 43,05 183,08 . . n=0 . . .

131,74 108,06 n=9 96,13 67,07 175,97 119,79 85,77 n=8 100,17 49,68 214,54 . . n=0 . . .

135,97 130,12 n=8 94,89 64,26 134,36 117,69 66,09 n=8 99,43 67,64 182,11 84,07 32,23 n=10 89,74 60,22 107,26

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

123,85 53,75 n=12 120,88 86,59 166,92 157,43 176,29 n=10 119,14 66,13 168,35 . . n=0 . . .

429,26 905,51 n=12 121,16 86,08 287,09 232,37 273,03 n=9 182,12 104,72 326,86 . . n=0 . . .

391,89 646,03 n=9 145,78 121,48 333,52 113,38 156,44 n=10 98,47 -11,25 280,40 -41,44 383,37 n=10 60,16 31,90 105,80

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

116,08 294,36 n=14 98,06 34,71 222,72 -475,65 1376,41 n=11 51,25 -73,97 156,67 . . n=0 . . .

165,37 547,02 n=14 132,59 -105,73 175,87 -785,15 2350,88 n=11 64,07 -17,04 155,63 . . n=0 . . .

359,30 603,92 n=14 188,73 114,14 473,69 -694,22 2969,71 n=11 69,07 -2,73 351,82 60,84 92,86 n=10 51,36 1,86 98,45

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

-548,79 1597,48 n=14 25,79 -193,91 106,49 51,36 93,63 n=11 56,25 12,36 132,26 . . n=0 . . .

127,54 798,54 n=14 56,35 -359,92 622,61 -70,82 244,02 n=11 34,41 -268,19 81,43 . . n=0 . . .

172,69 835,93 n=14 1,71 -329,84 474,86 26,32 412,59 n=11 26,29 -93,56 170,44 156,94 279,24 n=10 92,96 32,29 237,13

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

282,24 1654,52 n=14 71,27 -234,96 120,16 251,22 463,75 n=11 104,17 22,02 272,16 . . n=0 . . .

260,68 1713,00 n=14 -22,95 -395,28 256,81 -584,45 1628,88 n=11 61,36 -596,91 96,53 . . n=0 . . .

681,19 1210,20 n=14 153,09 -57,46 1124,92 748,04 2460,56 n=11 75,01 -90,24 247,49 308,60 1360,86 n=10 13,62 -198,55 126,51

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

245,80 211,43 n=14 201,78 74,43 470,65 90,59 52,24 n=8 96,41 38,47 126,99 . . n=0 . . .

562,14 840,59 n=11 172,38 113,17 553,23 422,84 786,69 n=8 153,16 71,82 262,07 . . n=0 . . .

766,86 1179,53 n=10 337,49 107,07 881,56 574,13 837,49 n=8 181,50 67,47 1184,21 74,34 47,20 n=10 53,71 43,05 118,23

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

4262,08 15487,79 n=12 74,18 -60,54 100,00 64,40 41,89 n=10 87,24 22,19 100,00 . . n=0 . . .

42,73 412,90 n=13 100,00 -62,26 117,16 37,90 72,57 n=9 89,80 -38,04 100,00 . . n=0 . . .

410,53 889,21 n=10 96,24 36,81 556,21 54,03 65,07 n=11 100,00 -23,90 100,00 43,02 105,94 n=10 100,00 -8,67 100,00

Fzonset-Rp [%]

Fzonset-1p [%]

Fzonset-4p [%]

Fzonset-5p [%]

Fzmax-Rp [%]

Fzmax-1p [%]

Fzmax-4p [%]

Fzmax-5p [%]

Fz100-0-Rp [%]

Fz100-0-1p [%]

Fz100-0-4p [%]

Fz100-0-5p [%]

Fz5-100-Rp [%]

Fz5-100-1p [%]

Fz5-100-4p [%]

Fz5-100-5p [%]

Fz100-Rp [%]

Fz100-1p [%]

Fz100-4p [%]

Fz100-5p [%]

Fzpower_rp [%]

Fzpower_1p [%]

Fzpower_4p [%]

Fzpower_5p [%]

Fzmax-t-Rp [%]

Fzmax-t-1p [%]

Fzmax-t-4p [%]

Fzmax-t-5p [%]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Pz-MRCP-Relativ [%] vom Ausgangswert (r)

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

201,95 159,83 n=13 123,98 81,21 356,34 105,65 28,37 n=9 106,15 86,41 129,74 . . n=0 ...

138,87 131,43 n=10 98,59 50,75 181,45 118,04 32,87 n=9 122,89 90,34 147,87 . . n=0 ...

202,17 113,51 n=8 155,98 108,95 328,38 92,86 29,30 n=8 101,70 64,51 119,45 117,31 84,86 n=10 93,23 53,35 169,02

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

128,74 137,67 n=12 102,98 56,58 227,40 57,41 138,77 n=9 99,13 75,12 116,74 . . n=0 ...

228,96 184,21 n=11 196,22 93,90 344,54 124,43 170,95 n=9 120,53 86,80 173,86 . . n=0 ...

185,55 157,30 n=11 145,97 51,36 373,23 7,69 359,16 n=9 113,50 61,62 157,73 109,57 68,68 n=10 90,41 57,75 144,18

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

3,19 377,76 n=14 92,95 -68,24 179,77 -233,68 1381,23 n=11 79,61 -47,90 102,54 . . n=0 ...

204,39 249,41 n=14 145,63 8,98 330,18 204,16 441,89 n=11 129,77 33,23 214,61 . . n=0 ...

144,32 284,84 n=14 76,27 -34,46 318,55 18,65 535,94 n=11 -19,19 -103,16 126,34 57,55 95,42 n=10 57,12 -37,49 135,04

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

-372,33 1906,16 n=14 91,18 -68,20 331,56 125,42 91,36 n=11 113,87 77,03 158,02 . . n=0 ...

-152,98 2031,82 n=14 148,33 21,55 880,52 174,50 223,29 n=11 165,73 20,72 231,80 . . n=0 ...

317,21 700,87 n=14 85,95 -20,34 290,57 167,56 302,66 n=11 114,58 -8,27 295,24 386,92 936,82 n=10 103,43 49,26 157,21

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

11,59 426,03 n=14 112,01 -,78 195,43 53,40 101,06 n=10 90,87 -57,65 118,30 . . n=0 ...

116,92 403,93 n=14 141,74 54,10 261,93 150,90 209,64 n=10 130,59 -25,95 257,82 . . n=0 ...

125,07 235,68 n=14 56,01 -26,09 265,13 129,28 178,27 n=10 128,37 68,12 144,89 64,93 127,01 n=10 81,14 61,08 135,82

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

329,36 477,88 n=12 145,83 84,54 371,65 229,29 294,74 n=9 108,43 59,90 355,39 . . n=0 ...

570,88 570,47 n=10 344,63 116,39 912,72 436,73 777,16 n=9 136,29 89,12 381,61 . . n=0 ...

1097,95 1448,87 n=8 584,98 113,63 1724,13 223,26 141,62 n=8 166,16 115,19 376,41 104,29 71,61 n=10 82,41 48,22 189,93

100,00 ,00 n=14 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=11 100,00 100,00 100,00 100,00 ,00 n=10 100,00 100,00 100,00

137,84 105,97 n=12 111,90 50,76 166,90 101,08 54,59 n=9 99,73 69,84 146,76 . . n=0 ...

138,99 111,93 n=11 87,25 59,79 166,32 120,93 154,63 n=9 49,01 29,79 181,74 . . n=0 ...

212,79 375,34 n=11 112,04 74,39 145,57 109,00 95,64 n=9 87,52 51,81 162,10 372,74 821,88 n=10 94,75 36,68 255,98

Pzonset-Rp [%]

Pzonset-1p [%]

Pzonset-4p [%]

Pzonset-5p [%]

Pzmax-Rp [%]

Pzmax-1p [%]

Pzmax-4p [%]

Pzmax-5p [%]

Pz100-0-Rp [%]

Pz100-0-1p [%]

Pz100-0-4p [%]

Pz100-0-5p [%]

Pz5-100-Rp [%]

Pz5-100-1p [%]

Pz5-100-4p [%]

Pz5-100-5p [%]

Pz100-Rp [%]

Pz100-1p [%]

Pz100-4p [%]

Pz100-5p [%]

Pzpower_rp [%]

Pzpower_1p [%]

Pzpower_4p [%]

Pzpower_5p [%]

Pzmax-t-Rp [%]

Pzmax-t-1p [%]

Pzmax-t-4p [%]

Pzmax-t-5p [%]

MW SD nMD 25P 75P

Fahrradergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Oberarmergometerbelastung

MW SD nMD 25P 75P

Kognitive Belastung

Teile der BISP-Studie [1-3]

Anhang XIV

11.10 Zusammenfassung: Prüfstatistik (Belkom. 1)

Prüfstatistik für Belastungskomplex 1: (GLM-Messwiederholung); Post-hoc Vergleich

(t-Test bzw. Mann Whitney U bzw. Wilcoxon)

Messparameter Messzeitunterschiede

FB +OB+KB

Gruppenunterschiede

1-2

Gruppenunterschiede

1-3

Gruppenunterschiede

2-3

Anthropometrie

t-Test abh

./Wilcoxon

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

Klt_lrw-klt_lsw p=0.044 (T 2,344)

Kltfpro-Refproz p=0.007 (Z-2,701)

---

Pmax-PmaxOB p=0.000 (Z-4,958)

Strain peripher

t-Test abh

./Wilcoxon

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

Power [Watt]1-5 1-2: p=0.000 (T-12,710)

2-3: p=0.000 (T-12,497)

3-4: p=0.000 (T-12,589)

4-5: p=0.000 (T-15,596)

P1: p=0.000 (T 9,313)

P2: p=0.000 (T 11,839)

P3: p=0.000 (T 14,282)

P4: p=0.000 (T 15,786)

P5: p=0.000 (T 18,265)

Power relativiert

[%von Pmax]1-5

1-2: p=0.000 (T-36,889)

2-3: p=0.000 (T-51,564)

3-4: p=0.000 (T-47,943)

4-5: p=0.000 (T-20,393)

P1: p=0.000 (T 4,305)

P2: p=0.001 (T 3,687)

P3: p=0.009 (T 2,833)

Herzfrequenz R-1: p=0.000 (T-6,826)

1-2: p=0.000 (T-12,602)

2-3: p=0.000 (T-12,559)

3-4: p=0.000 (T-18,593)

4-5: p=0.000 (T-10,381)

HF1: p=0.000 (T 5,177)

HF2: p=0.000 (T 4,834)

HF3: p=0.000 (T 4,412)

HF4: p=0.000 (T 4,086)

HF5: p=0.000 (T 3,591)

HF5: p=0.000 (T 24,374) HF5: p=0.000 (T 13,096)

Blutdruck

systolisch

R-1: p=0.000 (T-10,313)

1-2: p=0.000 (T-4,962)

2-3: p=0.001 (T-4,597)

3-4: p=0.000 (T-16,763)

4-5: p=0.000 (T-7404)

xxx

Metabolic strain

Lactat 1-2: p=0.000 (T-5,187)

2-3: p=0.000 (T-10,691)

3-4: p=0.000 (T-18,879)

4-5: p=0.000 (T-12,100)

---

NH³ 4-R: p=0.000 (T-10,153)

5-R: p=0.000 (T-4,744)

R: p=0.001 (T- 3,767) R: p=0.003 (T- 3,388)

5: p=0.000 (T- 7,264)

5: p=0.000 (T –8,832)

Messparameter Messzeitunterschiede

FB +OB+KB

Gruppenunterschiede

1-2

Gruppenunterschiede

1-3

Gruppenunterschiede

2-3

Stress-System

t-Test abh

./Wilcoxon

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

Noradrenalin

frei

R-5: p=0.011 (T-2,705) - - -

Noradrenalin

sulfat.

R-5: p=0.01 (T-2,761)- - - -

Dopamin sulfat. - R-5: p=0.001 (T 3,770) - - -

Psychometrie

VT R-5: p=0.018 (T-2,478) - - -.

SE R-5: p=0.01 (T-3,535) - - -

IG R-5: p=0.029 (T 2,285) - -

Selbsteinschzg x -

5: p=0.002 (Z -3,117) 5: p=0.020 (Z –2,567)

Blutwerte

Leucozyten R-5: p=0.001 (T-3,511)

R: -

5: -

R: p=0.014 (T 2,666)

5: p=0.005 (T 3,082)

R:-

5: -

Erythrozyten R-5: p=0.000 (T-7399) - - -

Thrombozyten R-5: p=0.022 (T-2,397) - - -

Hämatocrit R-5: p=0.000 (T-7,911) - -

Antrittsparam.

Cz-MRCPs

t-Test abh

./Wilcoxon

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

t-Test unabh./

MWU

CzMax 1-4: p=0.023 (T2,423) -- - -

Fz-MRCPs

FzMax 1-4: p=0.013 (T 2,727)

R: p=0.051 (T- 2,072)

1: p=0.049 (T- 2,094)

5: p=0.005 (T- 3,242)

Fz500 - -

5: p=0.019 (T- 2,610) -

Fz100Ampl. -

1: p=0.045 (T- 2,117)

4: p=0.029 (T- 2,328)

FzPower -

4: - p=0.038 (Z- 2,089) 5: - p=0.009 (Z- 2,570) -

Fzmax [%] - -

5: - p=0.002 (Z- 2,939)

Fzpow [%] - -

5: - p=0.001 (Z- 3,175) 5: - p=0.016 (Z- 2,399)

FzmaxLat [%] R-1: p=0,028 (Z-2,201) - - -

P-MRCPs

Pzon [%] -

5: p=0,021 (Z –2,310)

Pz100-0 [%] 1-4: -p=0,003 (Z-2,946)

4-5: p=0,014 (Z-2,462)

---

Pzpow [%]

5: p=0,027 (Z –2,221) 5: p=0,043 (Z –2,044)

Legende:R = Messung vor dem Test

1 = Messung nach Warm Up

4 = Messung nach submaximaler Belastung

5 = Messun

nach maximaler Belastun

Fettdruck =Parameter nicht hinreichend Normalverteilt

Anhang XV

11.11 Korrelationen (Belkom. 1)

Korrelationen: Anthropometrie - periphere Beanspruchung/Psychometrie,

Antritt/Stress/zentrale MRCP Parameter; R=Spearman-, r=Pearson

Koeffizienten, R=Ruhewert, 1.-5. =Belastungsstufen (5=Maximal, 4=submax.,

1=warm up)

Periphere Beanspruchung

TainingsUmfang max.

Leistungsfähigkeit FB

R0,513 Latquotient IntrapsyGleichg

ewR

R0,377

p0,002 p0,026

Psychometrie

IntrapsyGleichg

ewR

R-0,573 Vigilanz R R0,375

p0,000 p0,027

Vigilanz R R-0,568 IntrapsyGleichg

ew 5

R0,424

p0,000 p0,011

IntrapsyGleichg

ew 5

R-0,635 Vigilanz 5 R0,466

p0,000 p0,005

Vigilanz 5 R-0,386 Vitalität 5 R0,423

p0,022 p0,011

ntritt

Sprungbein Kraftlatenz 5 Eta 0,510

Chi²0,003 taub p0,000

tanaf 5 Eta 0,470

Chi²0,006 taub p0,000

MRCP

TainingsUmfang Czpower 5 R-0,406 Latquotient Czpower R R0,503

p0,016 p0,020

Czpower 5p R-0,349 Czpower 1 R0,406

p0,043 p0,049

Cz5-100 5p R-0,500 Czpower 4 R0,445

p0,002 p0,036

Fzpower 4p R-0,460 Czpower 5 R0,595

p0,048 p0,000

Czmaxt 5p R-0,345

p0,019

Cz100-0 5p R-0,378

p0,025

Fzmaxt 5 R-0,542

p0,002

Fz100-0 5p R-0,414

p0,019

Anhang XVI

Korrelationen: StressBlut-Psychometrie/Antritt/zentrale MRCP Parameter. R=Spearman-,

r=Pearson Koeffizient.

R-5. =Belastungsstufen (5=Maximal, 4=submax., 1=warm up, R=Ruhe)

Psychometrie

Naf R Vitalität R r0,417

p0,018

DOPs R Vitalität R r0,399

p0,039

IntrapsyGleichgew R r0,508

p0,007

DOPs 5 SubjAuslstg R0,314

p0,038

MRCP

Leukos 5 Czmax 5 r-0,429 Leukos R Fzmax R r-0,522

p0,010 p0,002

Cz5-100 5 r-0,560 Fz100 R r-0,582

p0,000 p0,000

Fzmax 5 r-0,646 Fz5-100 R r-0,528

p0,000 p0,001

Fz100 5 r-0,605 Pzmax R r0,555

p0,000 p0,001

Fz5-100 5 r-0,545 Pz5-100 R r0,556

p0,001 p0,001

Pz5-100 5 r-0,408 Erys R Cz5-100 R r0,391

0,015 p0,020

Erys 5 Pz5-100 R r-0,346 Fzmax R r0,578

p0,042 p0,000

Fz100 R r0,393

p0,019

Fz5-100 R r0,520

p0,001

Metabolische Beanspr.-Stress/Psychometrie/Antritt/zentrale MRCP Parameter.

R=Spearman-, r=Pearson Koeffizient.

R-5. =Belastungsstufen (5=Maximal, 4=submax., 1=warm

up, R=Ruhe)

Stress/Blut

NH³ 5 Naf 5 r0,399

p0,041

HF5 Naf 5 r0,388

p0,038

Psychometrie

Laktat 5 SubjAusbelastg R-0,426

p0,011

MRCP

Laktat R Fzmaxt R R-0,494

p0,003

Laktat 5 Fzpower 5 R0,421

p0,020

Fzpower 5p R0,577

p0,001

Pzpower 5p R0,588

0,002

NH³ R Pzonset 5p R0,494

p0,010

NH³ 5 Fzpower 5 R0,511

p0,005

Korrelationen: Psychometrie-Antritt/zentrale MRCP Parameter.

R=Spearman-, r=Pearson

Koeffizient.

R-5. =Belastungsstufen (5=Maximal, 4=submax., 1=warm up, R=Ruhe)

MRCP

Vitalität R Pzonset R r0,482 Vitalität 5 Cz100-0 5p R0,377

p0,005 p0,026

IntrapsyGleichgw

Pzonset R r0,482 Fzmaxt 5 r0,427

p0,005 p0,010

Pzmax R r0,365 Pzonset 5 r0,448

p0,040 p0,015

Vigilanz R Pzoset R r0,425 IntrapsyGleic

hgw 5

Fzmaxt 5 R0,391

p0,015 p0,030

Pzmax R r0,437 SozExtrov 5 Pzoset 5 r0,375

p0,012 0,045

Pz5-100 R r0,448 Pzmaxt 5 r0,428

p0,007 p0,013

SubjAusbeas

tg 5

Fzpower 5p R-0,428

p0,023

Anhang XVII

Korrelationen: Periphere - metabolische Beanspruchung/Stress-

Blutparameter/Psychometrie/Antritt/zentrale MRCP Parameter. R=Spe arman-,

r=Pearson Koeffizient.

R=Ruhewert, 1.-5. =Belastungsstufen (5=Maximal, 4=submax.,

1=warm up)

Metabolische Parameter

Max Pretestpower Laktat 5 r0,492 Stufenbel. 5 Laktat 5 r0,399

p0,032 p0,048

Herzfrequenz 5 r0,651 Herzfrequenz 5 r0,677

p0,000 p0,000

RelmaxLeistung

Herzfrequenz 5 r0,642

p0,001 Pmax.OB Naf R R-0,349

Stress/Blut Parameter p0,014

Pmax.FB Dops R R-0,407

p0,009

Dops 5 R-0,339 Stufenbel. 5 Ery R r-0,411

p0,003 p0,041

Max Pretestpower Ery R r-0,410 Ery 5 r-0,408

p0,042 p0,043

Ery 5 r-0,411

p0,041

RelmaxLeistung

Ery R r-0,466

p0,019

Ery 5 r-0,487

p0,013 Pmax.OB SE R R-0,399

p0,024

Psychometrie

RelmaxLeistung

VT R r-0,443 VT 5 R-0,480

p0,010 p0,005

VT 5 r-0,392 Herzfrequenz

SubjAusbel.5 R-0,613

p0,027 p0,000

VG 5 r-0,527

p0,002

Antrittsparameter

Relmax.OB Fmax R r-0,422

p0,016

Fmax 5 r-0,479

p0,006

Herzfrequenz 5 Fzmax 5 r-0,413

p0,021

MRCP

Leistung FB Czpower R R-0,454 Leistung OB Czpower 4 R-0,515

p0,007 p0,014

Czpower 4 R-0,422 Czmaxt R R-0,408

p0,036 p0,020

Anhang XVIII

11.12 Deskription (Belkom. 2)

MW , SD, MD und Perzentile von HF- und Blutbilddaten nicht Leistungsdifferenziert

185 9186 181 193 n=21

115 15 117 100 123 n=21

74 970 68 81 n=21

66 10 65 59 73 n=21

68 865 63 73 n=21

8,92 1,98 8,50 7,80 10,25 n=21

4,57 ,99 4,50 4,00 5,20 n=21

4,67 ,99 4,60 4,00 5,30 n=21

5,02 1,01 4,90 4,34 5,86 n=21

5,78 1,29 5,80 4,90 6,75 n=21

7,56 1,55 7,72 6,12 8,55 n=21

4,63 ,94 4,67 3,86 5,25 n=21

4,86 1,10 4,74 3,97 5,56 n=21

5,04 1,05 4,92 4,28 5,96 n=21

5,78 1,29 5,80 4,90 6,75 n=21

5,18 ,42 5,16 4,87 5,47 n=21

4,62 ,30 4,66 4,35 4,81 n=21

4,57 ,34 4,43 4,29 4,82 n=21

4,57 ,32 4,46 4,36 4,71 n=21

4,66 ,29 4,57 4,46 4,81 n=21

15,96 1,00 16,00 15,05 16,60 n=21

14,07 ,91 14,10 13,50 14,80 n=21

13,91 1,00 13,90 13,05 14,65 n=21

14,07 ,98 13,90 13,40 15,00 n=21

14,19 ,87 14,20 13,70 14,65 n=21

,45 ,03 ,45 ,43 ,47 n=21

,39 ,03 ,39 ,37 ,42 n=21

,39 ,03 ,38 ,37 ,41 n=21

,39 ,02 ,39 ,38 ,41 n=21

,40 ,02 ,40 ,38 ,41 n=21

85,38 3,96 86,00 83,50 88,50 n=21

84,86 3,81 85,00 83,00 88,00 n=21

84,90 3,74 86,00 83,50 87,50 n=21

85,05 3,93 86,00 83,00 88,00 n=21

84,95 3,85 86,00 83,00 88,00 n=21

30,70 1,70 31,00 30,10 31,85 n=21

30,46 1,72 31,00 29,50 31,55 n=21

30,55 1,88 30,90 29,30 32,05 n=21

30,54 1,95 30,90 29,60 31,90 n=21

30,52 1,70 30,90 29,75 31,75 n=21

35,94 1,04 36,10 35,20 36,70 n=21

35,89 1,00 35,90 35,25 36,80 n=21

35,97 1,20 35,80 35,35 36,80 n=21

35,92 1,28 36,10 35,50 36,45 n=21

35,83 1,03 35,80 35,30 36,40 n=21

94,25 18,67 92,42 80,47 106,81 n=20

122,02 19,20 124,41 106,46 138,15 n=20

108,39 16,21 112,33 93,73 119,15 n=20

94,46 10,43 93,65 87,11 102,22 n=20

91,80 9,35 93,73 86,92 97,39 n=20

77,66 15,60 77,17 64,91 89,77 n=20

100,61 17,30 102,47 84,48 115,34 n=20

112,65 19,24 119,39 95,37 126,25 n=20

97,05 14,13 93,38 89,05 107,81 n=20

91,80 9,35 93,73 86,92 97,39 n=20

max. HF

Herzfrequenz nach 2 min

Herzfrequenz nach 60

min

Herzfrequenz nach 120

min

mittlere Herzfrequenz

zwischen 60' und 120'

min

Leukozyten M1

Leukozyten M2

Leukozyten M3

Leukozyten M4

Leukozyten M5

Leukozyten M1 korr.

Leukozyten M2 korr.

Leukozyten M3 korr.

Leukozyten M4 korr.

Leukozyten M5 korr.

Erythrozyten M1

Erythrozyten M2

Erythrozyten M3

Erythrozyten M4

Erythrozyten M5

Hämoglobin M1

Hämoglobin M2

Hämoglobin M3

Hämoglobin M4

Hämoglobin M5

Hämatocrit M1

Hämatocrit M2

Hämatocrit M3

Hämatocrit M4

Hämatocrit M5

MCV M1

MCV M2

MCV M3

MCV M4

MCV M5

MCH M1

MCH M2

MCH M3

MCH M4

MCH M5

MCHC M1

MCHC M2

MCHC M3

MCHC M4

MCHC M5

Glucose M1

Glucose M2

Glucose M3

Glucose M4

Glucose M5

Glucose M1 korr.

Glucose M2 korr.

Glucose M3 korr.

Glucose M4 korr.

Glucose M5 korr.

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von Katecholaminen und Nebenparameter ParVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

1,13 ,12 1,10 1,04 1,19 n=17

1,02 ,09 1,02 ,94 1,08 n=17

1,03 ,10 1,01 ,95 1,10 n=17

1,01 ,09 1,00 ,96 1,08 n=17

1,02 ,09 1,00 ,95 1,08 n=17

251,24 85,43 234,00 190,00 287,50 n=21

225,00 88,42 197,00 180,00 248,50 n=21

209,67 76,95 187,00 173,00 233,50 n=21

195,33 77,99 173,00 156,00 208,50 n=21

176,81 85,28 163,00 120,00 201,00 n=21

206,67 70,72 180,34 159,14 236,34 n=21

226,17 80,72 203,38 181,83 256,63 n=21

218,41 88,66 190,34 178,27 235,19 n=21

200,93 84,39 179,23 159,81 212,24 n=21

176,81 85,28 163,00 120,00 201,00 n=21

13,79 2,73 13,10 11,30 16,15 n=17

13,27 3,44 13,20 10,50 16,00 n=17

11,60 2,87 11,10 9,85 13,75 n=17

10,55 2,63 10,40 8,45 12,50 n=17

9,11 3,23 8,30 6,50 11,80 n=17

94,10 45,33 85,50 62,00 113,50 n=20

42,70 27,82 37,50 21,25 53,00 n=20

42,70 23,49 38,50 24,75 61,75 n=20

52,90 30,06 47,00 32,50 68,50 n=20

50,40 21,02 50,50 32,25 70,25 n=20

76,18 33,80 70,61 55,12 91,79 n=20

34,94 22,56 30,13 18,09 48,22 n=20

44,30 23,86 39,50 27,04 65,46 n=20

54,44 31,45 51,40 29,84 70,34 n=20

50,40 21,02 50,50 32,25 70,25 n=20

2268,29 1244,33 2221,00 1128,50 2764,50 n=21

203,76 116,03 173,00 119,50 291,00 n=21

194,95 145,06 135,00 91,50 260,00 n=21

205,33 104,32 210,00 96,50 271,00 n=21

212,24 99,12 202,00 138,50 298,00 n=21

1831,58 947,72 1766,28 994,82 2294,22 n=21

167,16 94,71 154,58 103,70 231,85 n=21

200,08 148,23 145,65 93,55 265,64 n=21

208,50 103,56 213,26 101,29 271,05 n=21

212,24 99,12 202,00 138,50 298,00 n=21

142,32 71,49 112,50 74,85 199,85 n=21

63,90 35,12 60,90 39,94 74,74 n=21

54,60 32,87 49,40 35,80 56,15 n=17

82,48 61,94 80,50 50,69 101,30 n=21

94,80 67,65 73,90 58,05 137,09 n=21

101,32 86,60 76,40 56,00 124,50 n=21

77,85 38,58 70,26 44,18 107,45 n=16

131,22 119,97 77,39 60,81 255,47 n=4

92,99 58,55 85,92 55,40 105,35 n=21

51,43 21,88 54,77 25,60 70,76 n=21

47,25 16,78 48,24 37,92 58,32 n=17

57,87 31,40 61,04 40,49 77,80 n=21

68,09 26,29 67,84 47,99 86,85 n=21

73,03 35,06 71,68 46,13 88,55 n=21

68,86 32,89 71,16 40,97 87,92 n=16

72,21 33,32 68,96 52,28 98,27 n=21

100,0 ,0 100,0 100,0 100,0 n=21

80,91 16,36 78,91 71,83 88,12 n=17

132,50 91,60 124,03 84,17 142,88 n=21

159,43 106,67 121,15 91,11 183,15 n=21

169,39 124,97 131,85 81,73 219,53 n=21

125,91 60,29 114,33 71,08 168,16 n=16

161,43 90,82 146,07 87,98 239,52 n=21

Kreatinin M1

Kreatinin M2

Kreatinin M3

Kreatinin M4

Kreatinin M5

Prolaktin M1

Prolaktin M2

Prolaktin M3

Prolaktin M4

Prolaktin M5

Prolaktin M1 korr.

Prolaktin M2 korr.

Prolaktin M3 korr.

Prolaktin M4 korr.

Prolaktin M5 korr.

Cortisol M1

Cortisol M2

Cortisol M3

Cortisol M4

Cortisol M5

Dopamin M1

Dopamin M2

Dopamin M3

Dopamin M4

Dopamin M5

Dopamin M1 korr.

Dopamin M2 korr.

Dopamin M3 korr.

Dopamin M4 korr.

Dopamin M5 korr.

Noradrenalin M1

Noradrenalin M2

Noradrenalin M3

Noradrenalin M4

Noradrenalin M5

Noradrenalin M1 korr.

Noradrenalin M2 korr.

Noradrenalin M3 korr.

Noradrenalin M4 korr.

Noradrenalin M5 korr.

ESG vor Belastung

korrigiert

ESG nach Belastung

korrigiert

ESG nach 15 min

korrigiert

ESG nach 30 min

korrigiert

ESG nach 45 min

korrigiert

ESG nach 60 min

korrigiert

ESG nach 75 min

korrigiert

ESG nach 105 MInuten

ESG nach 135 min

korrigiert

ESG nach Belastung in

Prozent vom Ruhewert

ESG nach 15 min in

Prozent vom Ruhewert

ESG nach 30 min in

Prozent vom Ruhewert

ESG nach 45 min in

Prozent vom Ruhewert

ESG nach 60 min in

Prozent vom Ruhewert

ESG nach 75 min in

Prozent vom Ruhewert

ESG nach 135 min in

Prozent vom Ruhewert

ESG nach 15 min in

Prozent vom

Belastungswert

ESG nach 30 min in

Prozent vom

Belastungswert

ESG nach 45 min in

Prozent vom

Belastungswert

ESG nach 60 min in

Prozent vom

Belastungswert

ESG nach 75 min in

Prozent vom

Belastungswert

ESG nach 135 min in

Prozent vom

Belastungswert

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile vom Katecholamin Adrenalin NparVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

420,60 568,52 188,00 149,50 526,25 n=20

44,55 28,76 34,50 19,50 69,50 n=20

41,60 28,85 32,50 24,00 47,50 n=20

38,55 19,81 36,50 24,75 49,75 n=20

42,35 21,79 40,00 25,75 54,50 n=20

327,84 406,88 160,13 122,37 433,59 n=20

36,09 21,86 29,68 16,30 55,62 n=20

42,63 27,95 34,03 23,46 50,23 n=20

39,39 19,77 37,84 25,62 46,88 n=20

42,35 21,79 40,00 25,75 54,50 n=20

Adrenalin M1

Adrenalin M2

Adrenalin M3

Adrenalin M4

Adrenalin M5

Adrenalin M1 korr.

Adrenalin M2 korr.

Adrenalin M3 korr.

Adrenalin M4 korr.

Adrenalin M5 korr.

MW SD MD 25.% 75% n

Anhang XIX

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Delta Leistungsdichte NparVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

7,06 5,54 5,60 3,15 8,15 n=21

4,90 2,87 3,70 2,85 6,55 n=21

7,97 12,03 4,80 2,85 7,25 n=21

5,57 6,80 4,20 2,65 5,40 n=21

4,43 2,34 4,40 2,55 5,70 n=21

8,44 5,65 6,80 4,00 11,50 n=21

7,14 4,19 6,00 3,70 9,65 n=21

8,60 7,32 6,00 4,05 9,55 n=21

6,98 5,01 5,50 4,00 7,05 n=21

6,53 4,11 4,60 3,55 8,70 n=21

14,50 10,22 12,80 5,95 19,80 n=21

12,18 8,01 9,00 6,40 17,75 n=21

13,29 10,24 11,10 6,80 17,05 n=21

10,47 8,52 7,70 6,05 11,45 n=21

13,27 14,49 9,80 6,25 12,55 n=21

58,42 93,84 33,85 10,58 51,70 n=20

29,00 18,66 27,10 13,25 38,25 n=21

37,84 40,51 24,00 13,40 41,45 n=21

25,24 36,14 15,50 8,10 24,30 n=21

25,04 16,54 22,00 12,55 34,15 n=21

64,30 85,25 41,90 27,55 60,70 n=21

62,08 62,00 38,60 15,05 110,35 n=21

55,57 62,52 30,00 9,95 91,55 n=21

40,12 34,69 26,20 11,35 71,35 n=21

38,09 37,73 28,40 14,45 45,45 n=21

9,23 7,57 5,60 3,80 12,70 n=21

7,79 6,28 5,20 4,05 9,20 n=21

7,99 7,39 6,80 3,85 9,80 n=21

10,11 14,13 5,20 3,75 8,35 n=21

6,36 4,32 4,90 3,45 7,25 n=21

11,94 7,82 9,60 5,00 16,70 n=21

11,40 18,41 6,30 4,00 11,05 n=21

8,87 7,50 6,40 4,30 10,80 n=21

6,85 5,36 5,30 4,10 7,25 n=21

5,88 2,45 5,70 3,95 7,35 n=21

12,07 8,82 10,80 5,50 13,50 n=21

9,37 8,98 8,00 4,75 11,25 n=21

8,25 3,80 8,50 4,60 11,15 n=21

7,00 2,41 6,10 4,95 9,45 n=21

6,96 2,88 6,60 4,70 8,85 n=21

d_c4_m1

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d_t3_m5

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Theta Leistungsdichte NparVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

1,95 1,74 1,30 1,00 2,25 n=21

1,56 1,16 1,20 ,80 2,00 n=21

1,82 1,44 1,30 1,00 1,75 n=21

1,43 ,77 1,20 ,90 1,90 n=21

1,58 1,27 1,20 1,00 1,65 n=21

3,45 3,94 1,90 1,45 3,40 n=21

3,59 4,97 2,40 1,55 3,90 n=21

4,08 5,16 2,50 1,70 4,85 n=21

3,30 2,77 2,50 1,50 3,95 n=21

3,88 5,27 2,20 1,40 4,50 n=21

3,93 3,10 2,50 2,05 4,55 n=21

3,58 3,16 2,90 1,85 4,15 n=21

3,75 2,80 3,00 2,25 4,30 n=21

3,02 1,67 2,90 2,05 3,40 n=21

3,49 3,02 2,80 2,25 3,40 n=21

3,93 3,10 2,50 2,05 4,55 n=21

3,58 3,16 2,90 1,85 4,15 n=21

3,75 2,80 3,00 2,25 4,30 n=21

3,02 1,67 2,90 2,05 3,40 n=21

3,49 3,02 2,80 2,25 3,40 n=21

3,12 3,56 1,60 1,10 3,65 n=21

2,53 3,07 1,60 1,00 2,50 n=21

2,69 2,70 1,60 1,10 2,60 n=21

1,96 1,32 1,70 1,00 2,40 n=21

2,43 2,85 1,40 1,15 2,10 n=21

2,71 2,88 1,60 1,20 2,70 n=21

2,61 2,67 1,70 1,40 2,25 n=21

2,88 2,74 1,70 1,30 2,55 n=21

2,22 1,33 1,70 1,35 2,70 n=21

2,43 2,32 1,70 1,30 2,25 n=21

3,03 3,35 1,80 1,30 3,25 n=21

3,04 3,95 1,70 1,30 2,80 n=21

3,62 4,21 2,00 1,30 3,00 n=21

2,28 1,57 1,70 1,35 2,85 n=21

2,57 2,95 1,70 1,20 2,45 n=21

2,58 1,92 2,20 1,30 2,70 n=21

2,62 1,99 2,10 1,40 3,35 n=21

2,66 1,68 2,20 1,40 3,25 n=21

2,33 1,16 2,20 1,20 2,70 n=21

2,49 1,96 2,20 1,45 2,30 n=21

2,70 2,65 1,80 1,40 3,25 n=21

2,79 3,06 1,90 1,25 3,35 n=21

2,84 2,58 2,10 1,60 3,05 n=21

2,29 1,41 2,20 1,20 2,70 n=21

2,46 2,38 1,90 1,45 2,30 n=21

5,02 5,91 2,60 1,95 5,65 n=21

4,61 5,02 2,50 1,80 4,90 n=21

4,74 5,31 2,60 2,00 5,20 n=21

3,82 3,19 2,70 1,85 4,90 n=21

4,74 5,10 3,00 2,10 4,75 n=21

t_c3_m1

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t_t6_m4

t_t6_m5

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Delta Leistungsdichte ParVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

16,79 14,48 10,10 5,60 25,35 n=21

12,30 12,25 7,20 5,35 15,00 n=21

11,38 9,27 7,50 5,60 13,50 n=21

9,09 6,20 7,90 5,30 11,00 n=21

10,04 6,88 8,20 5,10 13,50 n=21

13,39 12,60 9,90 5,15 16,20 n=21

9,39 6,11 7,30 5,05 13,60 n=21

10,34 7,67 8,10 5,45 13,10 n=21

8,69 5,39 6,60 5,70 9,95 n=21

8,25 4,37 7,40 5,25 9,95 n=21

10,30 5,55 10,30 5,10 13,50 n=21

9,26 6,79 7,20 4,90 10,70 n=21

8,33 3,64 7,50 5,00 11,25 n=21

7,11 3,06 6,30 4,70 10,15 n=21

6,76 2,60 6,80 4,80 8,15 n=21

9,98 9,72 7,30 3,45 11,90 n=21

6,90 5,19 5,10 3,25 8,65 n=21

6,61 4,98 5,40 3,30 8,65 n=21

6,10 5,38 4,40 3,20 6,90 n=21

5,18 3,08 4,00 3,30 5,70 n=21

64,30 85,25 41,90 27,55 60,70 n=21

62,08 62,00 38,60 15,05 110,35 n=21

55,57 62,52 30,00 9,95 91,55 n=21

40,12 34,69 26,20 11,35 71,35 n=21

38,09 37,73 28,40 14,45 45,45 n=21

23,27 25,25 13,89 9,28 25,60 n=21

14,93 8,07 15,35 7,56 18,91 n=21

14,80 9,25 12,68 8,02 18,63 n=21

11,58 6,80 8,46 6,95 15,85 n=21

11,34 4,36 11,45 8,50 13,25 n=21

12,99 8,27 11,90 5,90 18,05 n=21

11,95 8,70 9,30 6,80 15,25 n=21

13,28 11,67 10,20 6,60 15,80 n=21

11,36 9,39 8,50 6,20 13,90 n=21

9,92 4,42 9,80 6,45 11,70 n=21

25,67 25,37 16,50 8,75 28,55 n=21

17,36 11,14 14,00 9,85 20,25 n=21

15,47 8,33 12,90 8,80 22,30 n=21

12,48 6,64 10,80 7,65 15,55 n=21

14,21 7,10 11,50 8,90 19,80 n=21

34,80 30,03 19,60 10,65 67,20 n=21

25,81 21,77 20,40 8,90 35,90 n=21

21,32 18,39 14,20 7,85 30,25 n=21

16,50 13,71 13,10 8,70 17,10 n=21

19,66 16,93 13,00 8,60 26,50 n=21

15,76 9,98 12,90 6,75 23,90 n=21

12,96 7,97 9,50 7,00 17,45 n=21

12,05 8,97 11,00 6,35 12,85 n=21

9,58 6,05 8,00 6,80 10,45 n=21

9,01 3,82 8,70 6,25 11,70 n=21

5,69 4,34 4,50 2,90 5,80 n=21

4,10 2,07 3,70 2,40 5,65 n=21

4,41 2,66 3,30 2,70 5,45 n=21

3,65 2,18 3,30 2,45 4,15 n=21

3,27 1,33 3,10 2,35 4,10 n=21

d_t6_m1

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d_c3_m5

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Theta Leistungsdichte ParVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

4,34 4,41 2,50 1,65 5,95 n=21

3,65 2,96 2,40 1,65 4,85 n=21

4,19 3,77 2,90 1,90 4,75 n=21

3,60 2,38 2,90 1,60 5,10 n=21

3,85 3,81 2,50 1,85 4,20 n=21

8,19 6,45 6,60 3,10 12,15 n=21

7,88 7,23 5,10 3,10 11,05 n=21

6,85 4,28 4,90 3,55 11,20 n=21

6,57 4,22 5,80 3,30 8,50 n=21

6,20 3,71 6,40 3,30 7,55 n=21

11,23 12,78 4,70 2,85 16,50 n=21

7,17 6,54 4,90 3,20 7,90 n=21

7,33 6,61 4,80 2,95 10,95 n=21

6,37 5,45 4,90 2,65 7,45 n=21

6,77 6,42 5,50 2,75 7,20 n=21

4,07 3,30 2,47 1,90 4,99 n=21

3,65 2,86 2,65 1,84 5,03 n=21

3,82 2,99 2,89 1,92 4,54 n=21

3,34 1,88 3,11 1,86 4,49 n=21

3,51 2,83 2,78 2,09 3,83 n=21

3,95 2,95 2,40 2,05 5,00 n=21

4,31 3,04 2,80 2,20 6,35 n=21

4,40 2,92 3,30 2,15 6,25 n=21

5,45 4,83 3,90 2,25 6,40 n=21

4,49 3,24 3,70 2,30 5,35 n=21

4,16 3,55 2,70 2,05 4,95 n=21

3,64 2,77 2,90 1,85 4,55 n=21

3,73 2,72 2,70 2,05 5,25 n=21

3,24 1,63 2,90 1,90 4,00 n=21

3,53 2,76 2,70 2,20 3,65 n=21

3,51 2,42 3,00 1,80 4,50 n=21

3,43 2,07 2,40 2,00 5,95 n=21

3,84 2,76 2,90 1,85 6,20 n=21

3,59 2,15 2,70 1,80 4,75 n=21

3,47 2,32 2,90 2,05 4,10 n=21

3,29 2,46 2,10 1,80 3,90 n=21

3,22 2,14 2,20 1,75 4,45 n=21

3,54 2,38 2,50 1,90 4,80 n=21

3,65 2,46 3,00 1,75 4,55 n=21

3,45 2,25 2,90 2,10 4,15 n=21

2,03 1,72 1,40 1,05 2,25 n=21

1,89 1,38 1,70 ,85 2,20 n=21

2,05 1,47 1,70 1,10 2,55 n=21

1,70 ,85 1,70 ,90 2,35 n=21

1,81 1,27 1,60 1,00 2,20 n=21

t_t5_m1

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t_c4_m5

MW SD MD 25.% 75% n

Anhang XX

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Alpha2 Leistungsdichte NparVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

6,60 4,97 4,90 3,10 8,35 n=21

5,67 4,60 5,00 2,50 7,40 n=21

4,69 6,12 2,80 1,90 4,65 n=21

4,61 5,65 3,20 1,90 5,05 n=21

5,55 7,36 3,00 1,85 6,75 n=21

7,37 6,01 5,50 3,45 9,60 n=21

6,86 6,54 3,70 2,50 10,20 n=21

5,46 8,43 3,00 1,70 5,70 n=21

5,02 6,67 3,30 1,85 5,75 n=21

5,88 8,40 3,10 2,00 7,35 n=21

11,26 8,31 9,90 5,35 12,85 n=21

11,17 9,86 6,70 4,20 19,00 n=21

7,80 9,72 4,30 2,65 9,60 n=21

8,32 9,84 6,60 2,80 8,15 n=21

9,16 10,82 5,50 2,90 11,35 n=21

10,33 6,98 9,40 4,55 12,25 n=21

10,31 8,89 5,80 3,55 16,80 n=21

7,46 9,30 4,70 2,15 8,90 n=21

7,60 8,86 5,90 2,70 7,90 n=21

8,27 9,28 5,00 2,65 11,00 n=21

11,23 9,18 8,80 6,20 11,80 n=21

10,62 8,99 6,80 4,20 17,60 n=21

6,85 7,51 4,70 2,60 9,10 n=21

7,90 8,83 6,10 2,80 7,90 n=21

8,51 8,61 5,00 2,85 10,90 n=21

10,45 7,59 9,30 4,75 11,05 n=21

10,14 8,88 7,30 3,50 16,60 n=21

6,74 7,65 4,60 2,30 8,00 n=21

7,63 8,44 5,70 2,55 7,80 n=21

7,82 7,87 4,70 2,75 9,95 n=21

31,11 26,15 25,60 15,70 36,50 n=21

28,39 26,67 17,90 8,75 40,40 n=21

18,21 24,94 8,20 3,75 25,65 n=21

19,56 22,23 14,20 5,10 24,00 n=21

20,41 24,65 12,70 5,10 18,75 n=21

37,39 46,01 23,80 13,20 38,45 n=21

39,98 53,40 20,60 8,50 51,45 n=21

24,20 47,97 8,50 4,75 22,40 n=21

26,28 46,01 16,10 4,20 23,30 n=21

28,41 52,38 12,50 4,85 20,40 n=21

16,79 14,56 12,60 7,30 20,95 n=21

16,52 15,01 10,80 5,45 25,20 n=21

11,62 16,70 5,40 3,45 12,80 n=21

12,30 14,96 5,80 3,60 15,20 n=21

13,96 17,66 7,00 4,20 18,90 n=21

15,60 17,88 10,20 6,05 18,85 n=21

13,74 15,49 8,20 4,45 15,20 n=21

10,35 16,51 4,20 2,80 7,15 n=21

10,40 13,76 5,20 3,25 8,70 n=21

12,42 19,22 5,80 2,50 13,35 n=21

6,31 3,44 6,20 3,80 8,35 n=21

5,54 3,88 4,20 2,80 8,20 n=21

4,28 3,42 3,50 1,75 5,10 n=21

4,40 3,45 3,80 1,95 4,85 n=21

4,90 4,34 4,00 1,90 4,90 n=21

19,70 17,92 13,90 9,00 23,45 n=21

19,58 21,75 10,50 6,30 22,05 n=21

14,03 22,45 6,90 3,55 16,80 n=21

14,00 19,45 9,80 4,25 15,10 n=21

18,79 30,76 10,00 4,70 17,35 n=21

a2_c3_m1

a2_c3_m2

a2_c3_m3

a2_c3_m4

a2_c3_m5

a2_cz_m1

a2_cz_m2

a2_cz_m3

a2_cz_m4

a2_cz_m5

a2_f3_m1

a2_f3_m2

a2_f3_m3

a2_f3_m4

a2_f3_m5

a2_f4_m1

a2_f4_m2

a2_f4_m3

a2_f4_m4

a2_f4_m5

a2_f7_m1

a2_f7_m2

a2_f7_m3

a2_f7_m4

a2_f7_m5

a2_f8_m1

a2_f8_m2

a2_f8_m3

a2_f8_m4

a2_m5_m5

a2_o1_m1

a2_o1_m2

a2_o1_m3

a2_o1_m4

a2_o1_m5

a2_o2_m1

a2_o2_m2

a2_o2_m3

a2_o2_m4

a2_o2_m5

a2_p4_m1

a2_p4_m2

a2_p4_m3

a2_p4_m4

a2_p4_m5

a2_pz_m1

a2_pz_m2

a2_pz_m3

a2_pz_m4

a2_pz_m5

a2_t4_m1

a2_t4_m2

a2_t4_m3

a2_t4_m4

a2_t4_m5

a2_t6_m1

a2_t6_m2

a2_t6_m3

a2_t6_m4

a2_t6_m5

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Alpha1Leistungsdichte NparVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

4,51 5,40 2,40 1,75 5,45 n=21

3,09 2,38 2,00 1,35 4,45 n=21

3,68 5,07 2,50 1,30 3,80 n=21

3,05 2,39 2,30 1,30 4,40 n=21

3,89 4,47 2,80 1,45 4,05 n=21

4,77 6,68 3,00 1,75 4,90 n=21

3,54 2,78 2,60 1,50 5,50 n=21

3,80 5,27 2,30 1,45 3,95 n=21

3,07 2,34 2,10 1,60 4,45 n=21

4,13 5,92 2,70 1,50 4,30 n=21

7,89 10,89 3,90 2,55 8,25 n=21

6,20 7,87 3,60 2,05 7,40 n=21

6,85 10,21 3,80 2,15 5,65 n=21

5,57 6,33 3,40 2,40 5,90 n=21

7,24 10,16 3,40 2,10 6,50 n=21

9,27 11,55 3,80 2,30 9,70 n=21

6,58 7,35 3,50 2,10 7,95 n=21

7,80 10,41 3,40 2,30 7,30 n=21

6,58 7,00 3,60 2,35 7,80 n=21

8,02 8,68 5,30 2,40 9,65 n=21

9,10 12,46 4,10 2,45 7,80 n=21

6,38 6,75 3,60 2,20 8,35 n=21

7,96 11,39 3,50 2,35 6,30 n=21

6,20 6,50 3,50 2,70 7,15 n=21

7,83 9,08 4,70 2,40 9,05 n=21

8,20 8,76 4,60 2,45 11,00 n=21

5,89 5,54 3,70 2,40 7,70 n=21

6,73 8,54 4,70 1,95 5,95 n=21

5,75 5,61 3,90 2,40 6,30 n=21

7,07 7,17 5,50 2,25 7,70 n=21

7,68 9,55 4,20 2,30 7,70 n=21

5,47 5,21 3,20 2,40 7,10 n=21

7,00 10,44 3,80 2,00 5,50 n=21

5,44 5,47 3,50 2,30 5,25 n=21

6,70 7,85 4,60 2,10 7,15 n=21

10,91 14,42 5,30 2,55 10,25 n=21

7,90 8,93 4,10 2,55 9,15 n=21

9,48 13,00 4,20 2,60 7,85 n=21

7,76 8,48 3,80 2,95 9,25 n=21

9,46 11,03 5,50 3,20 10,70 n=21

9,58 11,62 4,98 2,89 10,05 n=21

6,94 6,75 4,33 2,27 8,77 n=21

8,21 11,65 4,42 2,29 8,00 n=21

6,78 6,83 3,79 2,44 8,01 n=21

8,49 9,95 5,88 2,47 9,26 n=21

17,25 19,19 10,10 4,90 19,50 n=21

12,52 14,50 7,50 3,35 14,40 n=21

13,73 17,23 6,70 3,25 12,80 n=21

13,58 17,19 8,60 4,00 12,75 n=21

14,31 15,18 9,70 4,60 17,25 n=21

16,60 19,15 9,30 3,70 18,55 n=21

13,03 14,21 9,00 3,00 15,95 n=21

13,37 16,64 5,50 3,75 15,45 n=21

13,84 18,83 7,10 3,45 13,40 n=21

13,72 14,43 8,50 4,10 19,45 n=21

11,21 19,73 4,60 1,90 8,70 n=21

6,14 7,20 3,00 1,65 8,00 n=21

9,90 23,51 3,00 1,55 7,45 n=21

5,42 5,64 3,40 1,65 7,80 n=21

8,89 15,60 4,00 1,75 7,45 n=21

9,01 12,68 4,50 1,90 8,55 n=21

7,04 6,93 4,70 1,90 10,35 n=21

8,00 11,77 3,80 1,60 7,20 n=21

6,31 6,12 3,90 1,95 7,45 n=21

9,28 11,86 4,20 2,00 11,70 n=21

9,40 13,67 4,10 2,10 10,35 n=21

6,46 7,15 3,60 1,95 9,00 n=21

8,71 15,63 2,90 1,80 9,30 n=21

5,52 5,42 3,50 1,60 8,65 n=21

8,39 13,25 3,70 1,90 10,35 n=21

5,58 6,01 3,20 1,85 7,15 n=21

4,48 3,85 2,90 1,80 6,25 n=21

5,20 6,68 3,00 1,70 5,35 n=21

4,33 3,82 2,90 1,80 6,45 n=21

4,66 4,66 3,60 1,55 5,55 n=21

12,10 16,18 5,80 2,65 14,45 n=21

8,34 7,50 4,60 2,70 15,40 n=21

11,12 19,27 4,50 2,20 10,95 n=21

7,95 7,59 4,60 2,95 12,50 n=21

11,98 18,69 6,00 2,35 12,10 n=21

a1_c3_m1

a1_c3_m2

a1_c3_m3

a1_c3_m4

a1_c3_m5

a1_c4_m1

a1_c4_m2

a1_c4_m3

a1_c4_m4

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a1_cz_m1

a1_cz_m2

a1_cz_m3

a1_cz_m4

a1_cz_m5

a1_f3_m1

a1_f3_m2

a1_f3_m3

a1_f3_m4

a1_f3_m5

a1_f4_m1

a1_f4_m2

a1_f4_m3

a1_f4_m4

a1_f4_m5

a1_f7_m1

a1_f7_m2

a1_f7_m3

a1_f7_m4

a1_f7_m5

a1_f8_m1

a1_f8_m2

a1_f8_m3

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a1_m5_m5

a1_fz_m1

a1_fz_m2

a1_fz_m3

a1_fz_m4

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a1_mw_m1

a1_mw_m2

a1_mw_m3

a1_mw_m4

a1_mw_m5

a1_o1_m1

a1_o1_m2

a1_o1_m3

a1_o1_m4

a1_o1_m5

a1_o2_m1

a1_o2_m2

a1_o2_m3

a1_o2_m4

a1_o2_m5

a1_p3_m1

a1_p3_m2

a1_p3_m3

a1_p3_m4

a1_p3_m5

a1_p4_m1

a1_p4_m2

a1_p4_m3

a1_p4_m4

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a1_pz_m1

a1_pz_m2

a1_pz_m3

a1_pz_m4

a1_pz_m5

a1_t4_m1

a1_t4_m2

a1_t4_m3

a1_t4_m4

a1_t4_m5

a1_t5_m1

a1_t5_m2

a1_t5_m3

a1_t5_m4

a1_t5_m5

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Alpha2 Lestungsdichte NparVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

7,05 4,97 5,40 3,70 8,70 n=21

6,11 4,52 4,30 2,70 10,50 n=21

4,31 3,51 3,20 2,05 4,95 n=21

4,75 4,14 3,80 2,00 5,85 n=21

5,37 4,66 3,50 2,00 8,15 n=21

13,86 10,04 11,64 6,96 16,22 n=21

13,05 11,24 7,68 4,58 20,85 n=21

9,09 12,12 4,58 3,11 12,19 n=21

9,48 11,28 7,72 3,10 10,45 n=21

10,64 12,88 6,38 3,61 15,22 n=21

6,13 3,93 4,90 2,20 9,10 n=21

4,66 2,89 4,20 2,10 6,90 n=21

4,12 3,72 3,60 1,65 5,20 n=21

3,95 3,61 3,30 1,95 4,65 n=21

4,53 3,90 3,50 1,95 6,15 n=21

a2_t3_m1

a2_t3_m2

a2_t3_m3

a2_t3_m4

a2_t3_m5

a2_mw_m1

a2_mw_m2

a2_mw_m3

a2_mw_m4

a2_mw_m5

a2_c4_m1

a2_c4_m2

a2_c4_m3

a2_c4_m4

a2_c4_m5

MW SD MD 25.% 75% n

Anhang XXI

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Beta1 Leistungsdichte ParVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

3,90 2,00 4,10 2,25 5,15 n=21

3,17 1,73 3,00 1,80 4,40 n=21

2,84 1,45 2,10 1,55 4,35 n=21

2,52 1,37 2,30 1,45 3,70 n=21

2,89 1,59 2,70 1,45 3,80 n=21

3,24 1,53 3,10 2,00 4,50 n=21

2,57 1,18 2,40 1,75 3,55 n=21

2,45 ,97 2,30 1,65 3,25 n=21

2,11 ,91 1,90 1,40 2,85 n=21

2,44 1,07 2,50 1,55 3,50 n=21

2,44 1,32 2,20 1,65 3,05 n=21

2,09 1,02 1,80 1,35 2,80 n=21

2,10 1,03 1,90 1,30 2,60 n=21

1,82 1,04 1,60 1,10 2,40 n=21

1,73 ,82 1,60 1,10 2,35 n=21

2,25 1,39 1,90 1,50 2,55 n=21

1,76 ,67 1,60 1,25 2,40 n=21

1,92 ,76 1,70 1,30 2,60 n=21

1,76 ,98 1,70 1,10 2,00 n=21

1,70 ,72 1,50 1,20 2,10 n=21

2,30 1,27 2,00 1,40 2,85 n=21

1,78 ,80 1,60 1,10 2,30 n=21

1,80 ,81 1,80 ,90 2,55 n=21

1,43 ,65 1,20 1,00 2,20 n=21

1,59 ,83 1,40 ,90 2,10 n=21

2,54 1,37 2,10 1,55 3,35 n=21

2,05 1,05 1,80 1,25 2,65 n=21

1,92 1,08 1,60 1,05 2,20 n=21

1,59 ,83 1,30 1,10 2,00 n=21

1,93 1,22 2,00 1,00 2,35 n=21

2,59 1,54 2,30 1,35 3,65 n=21

1,98 ,89 1,70 1,35 2,75 n=21

1,86 ,90 1,70 1,15 2,60 n=21

1,53 ,70 1,30 1,05 2,25 n=21

1,73 ,88 1,30 1,05 2,50 n=21

4,02 2,94 3,40 2,40 4,40 n=21

3,24 2,03 3,10 1,70 3,55 n=21

2,67 1,42 2,20 1,65 3,25 n=21

2,40 1,55 2,10 1,35 2,80 n=21

2,44 1,28 2,40 1,40 3,00 n=21

3,99 1,98 3,70 2,20 5,30 n=21

3,28 1,72 2,80 1,85 4,30 n=21

2,75 1,30 2,30 1,80 3,90 n=21

2,49 1,20 2,30 1,60 3,10 n=21

2,60 1,35 2,20 1,50 3,45 n=21

2,65 1,25 2,51 1,75 3,37 n=21

2,20 ,91 1,97 1,55 2,72 n=21

2,17 ,82 2,01 1,37 2,64 n=21

1,85 ,73 1,84 1,37 2,34 n=21

1,98 ,81 2,06 1,32 2,65 n=21

2,59 1,46 2,10 1,60 3,65 n=21

2,27 1,20 1,90 1,50 2,60 n=21

2,59 1,57 2,00 1,50 3,30 n=21

2,03 1,07 1,70 1,30 3,10 n=21

2,20 1,24 2,00 1,45 2,55 n=21

2,32 ,99 2,10 1,45 3,10 n=21

2,11 ,77 1,90 1,60 2,70 n=21

2,21 ,82 1,90 1,45 2,85 n=21

1,90 ,70 1,80 1,35 2,50 n=21

1,91 ,71 2,10 1,35 2,30 n=21

2,32 ,94 2,20 1,55 3,25 n=21

1,92 ,71 1,80 1,40 2,50 n=21

1,97 ,71 1,90 1,25 2,65 n=21

1,77 ,66 1,70 1,20 2,30 n=21

1,85 ,75 1,80 1,20 2,45 n=21

2,56 1,34 2,20 1,45 3,40 n=21

2,30 1,23 1,80 1,55 2,60 n=21

2,45 1,21 2,30 1,45 3,25 n=21

2,00 ,90 1,80 1,35 2,60 n=21

2,26 1,15 2,20 1,45 2,80 n=21

2,42 1,30 1,90 1,45 3,50 n=21

2,03 1,02 1,70 1,45 2,50 n=21

2,34 1,30 2,00 1,35 3,05 n=21

1,93 ,95 1,60 1,30 2,70 n=21

2,09 1,12 1,60 1,30 2,80 n=21

2,04 1,38 1,70 1,10 2,65 n=21

1,74 ,94 1,40 1,10 2,25 n=21

1,97 1,19 1,40 1,15 2,60 n=21

1,50 ,78 1,40 ,90 2,00 n=21

1,57 ,79 1,40 1,05 2,05 n=21

1,91 1,06 1,80 1,25 2,20 n=21

1,64 ,60 1,50 1,20 1,95 n=21

1,60 ,55 1,40 1,20 1,85 n=21

1,40 ,59 1,40 ,95 1,80 n=21

1,49 ,63 1,40 1,05 1,85 n=21

1,68 ,98 1,50 ,95 2,10 n=21

1,46 ,53 1,40 1,10 1,60 n=21

1,51 ,60 1,30 1,05 1,80 n=21

1,28 ,50 1,30 ,95 1,55 n=21

1,26 ,48 1,40 ,90 1,55 n=21

b1_t6_m1

b1_t6_m2

b1_t6_m3

b1_t6_m4

b1_t6_m5

b1_t5_m1

b1_t5_m2

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b1_t5_m5

b1_t4_m1

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b1_pz_m2

b1_pz_m3

b1_pz_m4

b1_pz_m5

b1_p4_m1

b1_p4_m2

b1_p4_m3

b1_p4_m4

b1_p4_m5

b1_p3_m1

b1_p3_m2

b1_p3_m3

b1_p3_m4

b1_p3_m5

b1_o2_m1

b1_o2_m2

b1_o2_m3

b1_o2_m4

b1_o2_m5

b1_o1_m1

b1_o1_m2

b1_o1_m3

b1_o1_m4

b1_o1_m5

b1_mw_m1

b1_mw_m2

b1_mw_m3

b1_mw_m4

b1_mw_m5

b1_fz_m1

b1_fz_m2

b1_fz_m3

b1_fz_m4

b1_fz_m5

b1_f8_m1

b1_f8_m2

b1_f8_m3

b1_f8_m4

b1_m5_m5

b1_f7_m1

b1_f7_m2

b1_f7_m3

b1_f7_m4

b1_f7_m5

b1_f4_m1

b1_f4_m2

b1_f4_m3

b1_f4_m4

b1_f4_m5

b1_f3_m1

b1_f3_m2

b1_f3_m3

b1_f3_m4

b1_f3_m5

b1_cz_m1

b1_cz_m2

b1_cz_m3

b1_cz_m4

b1_cz_m5

b1_c4_m1

b1_c4_m2

b1_c4_m3

b1_c4_m4

b1_c4_m5

b1_c3_m1

b1_c3_m2

b1_c3_m3

b1_c3_m4

b1_c3_m5

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Beta2 Leistungsdichte NparVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

2,48 2,62 1,40 1,20 2,20 n=21

2,21 2,07 1,60 ,90 2,55 n=21

2,02 2,05 1,50 ,90 2,40 n=21

1,78 1,85 1,30 ,80 2,15 n=21

1,90 2,11 1,40 ,75 2,20 n=21

2,88 4,93 1,80 1,25 2,35 n=21

1,75 ,99 1,60 1,05 2,05 n=21

1,94 1,40 1,70 1,15 2,60 n=21

1,81 1,76 1,20 ,85 2,00 n=21

2,00 1,95 1,40 1,05 1,90 n=21

b2_cz_m1

b2_cz_m2

b2_cz_m3

b2_cz_m4

b2_cz_m5

b2_t3_m1

b2_t3_m2

b2_t3_m3

b2_t3_m4

b2_t3_m5

MW SD MD 25.% 75% n

MW , SD, MD und Perzentile von EEG Beta2 Leistungsdichte ParVerteilt nicht

Leistungsdifferenziert

2,27 ,99 2,20 1,50 2,70 n=21

1,87 ,94 1,70 1,05 2,50 n=21

1,54 ,88 1,40 ,85 2,20 n=21

1,53 ,91 1,40 ,80 1,90 n=21

1,85 1,22 1,50 1,10 2,35 n=21

2,08 1,17 2,00 1,20 2,40 n=21

1,65 ,63 1,60 1,20 2,05 n=21

1,45 ,57 1,40 ,95 1,80 n=21

1,30 ,52 1,40 ,90 1,75 n=21

1,67 ,91 1,40 1,05 2,20 n=21

2,25 1,81 1,80 1,15 2,65 n=21

1,90 1,69 1,40 ,95 2,20 n=21

1,63 1,17 1,40 ,85 1,75 n=21

1,62 1,63 1,20 ,80 1,80 n=21

1,52 1,06 1,20 ,90 1,95 n=21

1,55 ,78 1,50 ,90 2,10 n=21

1,23 ,54 1,20 ,85 1,50 n=21

1,09 ,58 1,00 ,75 1,20 n=21

1,01 ,53 ,80 ,70 1,30 n=21

1,14 ,69 1,00 ,70 1,50 n=21

1,65 ,81 1,50 1,05 2,00 n=21

1,40 ,68 1,30 ,90 1,80 n=21

1,15 ,68 1,00 ,75 1,25 n=21

1,13 ,67 ,90 ,70 1,20 n=21

1,24 ,75 1,10 ,80 1,35 n=21

1,63 ,75 1,50 1,00 2,10 n=21

1,30 ,54 1,30 ,85 1,60 n=21

1,12 ,53 1,10 ,70 1,40 n=21

1,02 ,48 1,00 ,65 1,20 n=21

1,16 ,50 1,10 ,85 1,35 n=21

2,57 1,42 2,40 1,75 2,85 n=21

2,11 1,44 1,80 1,10 2,65 n=21

1,65 1,36 1,40 1,00 1,75 n=21

1,66 1,43 1,50 ,75 1,90 n=21

1,73 1,24 1,60 1,00 1,75 n=21

2,40 ,90 2,40 1,55 3,10 n=21

2,03 ,88 2,10 1,40 2,80 n=21

1,58 ,66 1,50 1,20 2,05 n=21

1,50 ,64 1,60 ,85 2,00 n=21

1,69 ,71 1,70 1,10 2,10 n=21

2,06 ,88 1,91 1,47 2,68 n=21

1,71 ,63 1,78 1,27 2,13 n=21

1,55 ,62 1,51 1,05 1,87 n=21

1,47 ,65 1,54 ,93 1,82 n=21

1,58 ,66 1,45 1,09 1,92 n=21

1,97 ,87 1,90 1,25 2,65 n=21

1,76 ,77 1,60 1,15 2,30 n=21

1,77 ,88 1,60 1,15 2,30 n=21

1,64 ,81 1,60 1,10 2,00 n=21

1,65 ,75 1,70 1,05 2,00 n=21

2,04 ,72 1,90 1,45 2,60 n=21

1,81 ,62 1,70 1,45 2,25 n=21

1,82 ,70 1,80 1,30 2,10 n=21

1,75 ,79 1,70 1,05 2,35 n=21

1,76 ,65 1,60 1,35 2,30 n=21

2,10 ,75 2,10 1,50 2,40 n=21

1,79 ,60 1,70 1,35 2,25 n=21

1,62 ,60 1,60 1,30 1,90 n=21

1,67 ,80 1,40 1,20 2,25 n=21

1,67 ,66 1,50 1,25 2,00 n=21

2,03 ,81 2,00 1,40 2,55 n=21

1,80 ,74 1,60 1,35 2,25 n=21

1,81 ,78 1,80 1,20 2,25 n=21

1,68 ,69 1,50 1,25 2,20 n=21

1,76 ,68 1,80 1,20 2,10 n=21

2,00 ,80 1,90 1,40 2,70 n=21

1,68 ,63 1,50 1,30 2,05 n=21

1,67 ,67 1,70 1,15 2,00 n=21

1,61 ,68 1,50 1,15 2,00 n=21

1,67 ,71 1,70 1,10 2,00 n=21

1,54 ,90 1,30 1,00 2,00 n=21

1,32 ,48 1,20 ,90 1,75 n=21

1,20 ,50 1,10 ,75 1,55 n=21

1,09 ,49 1,10 ,70 1,40 n=21

1,20 ,52 1,20 ,85 1,55 n=21

1,55 ,85 1,30 1,00 2,05 n=21

1,41 ,64 1,30 ,90 1,95 n=21

1,20 ,54 1,20 ,80 1,40 n=21

1,16 ,62 1,10 ,65 1,55 n=21

1,21 ,57 1,10 ,75 1,45 n=21

b2_t6_m1

b2_t6_m2

b2_t6_m3

b2_t6_m4

b2_t6_m5

b2_t5_m1

b2_t5_m2

b2_t5_m3

b2_t5_m4

b2_t5_m5

b2_t4_m1

b2_t4_m2

b2_t4_m3

b2_t4_m4

b2_t4_m5

b2_pz_m1

b2_pz_m2

b2_pz_m3

b2_pz_m4

b2_pz_m5

b2_p4_m1

b2_p4_m2

b2_p4_m3

b2_p4_m4

b2_p4_m5

b2_p3_m1

b2_p3_m2

b2_p3_m3

b2_p3_m4

b2_p3_m5

b2_o2_m1

b2_o2_m2

b2_o2_m3

b2_o2_m4

b2_o2_m5

b2_o1_m1

b2_o1_m2

b2_o1_m3

b2_o1_m4

b2_o1_m5

b2_mw_m1

b2_mw_m2

b2_mw_m3

b2_mw_m4

b2_mw_m5

b2_fz_m1

b2_fz_m2

b2_fz_m3

b2_fz_m4

b2_fz_m5

b2_f8_m1

b2_f8_m2

b2_f8_m3

b2_f8_m4

b2_m5_m5

b2_f7_m1

b2_f7_m2

b2_f7_m3

b2_f7_m4

b2_f7_m5

b2_f4_m1

b2_f4_m2

b2_f4_m3

b2_f4_m4

b2_f4_m5

b2_f3_m1

b2_f3_m2

b2_f3_m3

b2_f3_m4

b2_f3_m5

b2_c4_m1

b2_c4_m2

b2_c4_m3

b2_c4_m4

b2_c4_m5

b2_c3_m1

b2_c3_m2

b2_c3_m3

b2_c3_m4

b2_c3_m5

MW SD MD 25.% 75% n

Anhang XXII

11.13 Zusammenfassung: Prüfstatistik (Belkom. 2)

Parameter

Regenerationseffekt

Faktor: Zeit (T-Test bzw. Wilcoxon [Fettdruck]) p und (T- bzw. Z-Value)

M1-M2 M2-M3 M3-M4 M4-M5 df

Zentrales System: EEG-Frequenzen und Elektrodenpositionen

D_t4 0,026

(2,404)

D_mw 0.04 (2.197) 20

D_c4 0.012 (Z-

2.521a)

A2_t3 0.030 (2.332) 20

A2_mw 0.042 (2.174) 20

A2_c4 0.042

(2.161)

A2_c3 0.050 (Z-

1.961)b

A2_cz 0.020(-

2.334)b

A2_f3 0.051(-

1.947)b

A2_f4 0.033(-

2.138)a

A2_f7 0.015(-

2.433)a

A2_f8 0.023(-

2.277)a

A2_o1 0.019(-

2.346)a

A2_o2 0.002(-

3.024)a

A2_p4 0.039(-

2.068)a

A2_pz 0.026(-

2.225)a

A2_t4 0.044(-

2.018)a

A2_t6 0.027(-

2.207)a

B1_t5 0.040

(2.193)

0.036

(2.246)

0.032 (-2.310) 20

B1_pz 0.027

(2.390)

B1_p4 0.022

(2.490)

0.035 (-2.266) 20

B1_01 0.023 (2.467) 20

B1_mw 0.034

(2.280)

B1_f8 0.039

(2.210)

B1_f7 0.020

(2.525)

B1_f3 0.039

(2.209)

0.035

(2.260)

B1_c3 0.049

(2.094)

Parameter

Regenerationseffekt

Faktor: Zeit (T-Test bzw. Wilcoxon [Fettdruck]) p und (T- bzw. Z-Value)

M1-M2 M2-M3 M3-M4 M4-M5 df

Zentrales System: EEG-Frequenzen und Elektrodenpositionen

B2_t6 0.020

(2.538)

0.038 (2.222) 0.011 (-2.821) 20

B2_t5 0.047 (2.117) 0.037 (-2.253) 20

B2_pz 0.022

(2.491)

0.028 (2.367) 20

B2_p4 0.045 (2.142) 0.038 (-2.225) 20

B2_p3 0.024

(2.436)

0.022 (-2.473) 20

B2_o2 0.009

(2.885)

0.021 (2.499) 20

B2_o1 0.043

(2.165)

0.002 (3.467) 20

B2_mw 0.019

(2.542)

B2_fz 0.029

(2.345)

B2_f7 0.033

(2.295)

B2_f4 0.052

(2.064)

B2_f3 0.016

(2.619)

B2_c4 0.014 (-2.686) 20

B2_c3 0.023

(2.469)

B2_cz 0.017(-

2.387)a

Katecholamine

A0.000 (-

3.921)a

_korr 0.000 (-

3.920)a

NA_korr 0.000

(8.319)

NA 0.000

(7.890)

Dop 0.000

(6.810)

(0.062(-

1.981)

Parameter

Regenerationseffekt

Faktor: Zeit (T-Test bzw. Wilcoxon [Fettdruck]) p und (T- bzw. Z-Value)

M1-M2 M2-M3 M3-M4 M4-M5 df

Stressreaktives System

Pro 0.009

(2.906)

0.001 (3.868) 0.000

(5.502)

Prol_korr 0.050 (-

2.082)

0.053 (2.055) 0.000

(4.183)

0.044 (2.147) 20

Cor 0.000 (9.301) 0.001

(4.295)

Esg_b 0.001 (-

4.820)

Krea 0.000

(10.401)

Blutbild

Leu 0.000

(14.913)

0.000 (-

4.721)

0.000 (-5.888) 20

Ery 0.000

(9.484)

0.016 (-2.629) 20

Gluc 0.000 (-

5.804)

0.004 (3.248) 0.000

(4.780)

Gluc_korr 0.000

(5.761)

0.023 (-

2.480)

0.000

(4.213)

Hb 0.000

(15.683)

Hct 0.000

(15.922)

0.023 (-2.470) 20

mcv 0.002

(3.532)

Herzkreislauf System

Max-3‘ 3‘-60‘ 60-120‘

HF 0.000

(25.213)

0.000

(14.558)

0.000 (4.580) 20

Legende:

M1-M2 = Veränderungen in Frühregeneration 2-45‘ n. Belastung

M2-M3 = Veränderungen in Mittelregeneration 45‘-60‘ n. Bel.

M3-M4 = Veränderungen in Später Regeneration 60‘-75‘ n. Bel.

M4-M5 = Veränderungen in sehr Später Regeneration 75‘-135‘ n.

Bel.

a basiert auf positive Ränge

b basiert auf negative Ränge

Fettdruck

=Parameter

nicht

hinreichend

Normalverteilt

Zusammenfassung der post hoc Prüfstatistik bei Par/Npar Verteilung t-

Test/Wilcoxon bzgl. vorausgegangenem sign. Zeiteffekt bei GLM/Friedman.

Darstellung der unabhängigen Parameter (linke Spalte) und Testpaarungen im

Zeitverlauf. Prüfergebnisse mit p und T bzw. Z Value () und Freiheitsgrade (df).

Npar Statistik fett.

Post hoc Gruppeneffekte bezüglich des Faktors „Leistungsgruppe“ bei Par/Npar

Verteilung t-Test/Mann Whitney-U bzgl. vorausgegangenem sign. Gruppeneffekt bei

GLM/Friedman Analyse. Darstellung der unabhängigen Parameter (linke Spalte) und

Prüfergebnisse mit p und T bzw. Z Value () und ggf. Freiheitsgrade df. Npar Statistik

fett.

Gruppeneffekte mäßig trainiert-gut trainiert

T-Test unabhängig

/ Mann Whitney-U

M1 M3 M4 M5

Pmax 0.004 (-3.274) 19

Prel 0.000 (-6.785) 19

T_fz 0.050 (2.093) 19 0.028 (2.378) 19

A2_pz 0.045 (Z-2.008)

Publikationen XXIII

12 Publikationen

Aus dem Inhalt der vorgelegten Arbeit wurden bislang Daten in Abhandlungen folgen-

der Quellen publiziert:

Originalarbeiten / BISp Jahresberichte / Lehrbücher ‘e-learning‘

1) Weiß M, Barthel T, Falke W, Junjea L, Geiß K. Influence of L-theanine on EEG cha-

racteristics and stress hormones during recovery from exercise stress. Journal

of Psychophysiology 2004 submitted;.

2) Barthel T, Schnittker R, Peters P, Siebel T², Liesen H, Weiß M. Führen Kreuzban-

drekonstruktionen zu Veränderungen im zentralen Nervensystem und in der

kortikalen Bewegungsplanung? In: Bülau P, Ed. Neurol Rehabil 2004, 10 (3), S.

130-136 Hippocampus Verlag.

3) Barthel T, Wehr T, Schnittker R, Mechau D, Liesen H, Weiß M. Auswirkungen von

unterschiedlich erschöpfenden Ergometerbelastungen auf das Elektroenze-

phalogramm (EEG) und Bereitschaftspotential (BP). In: Bülau P, Ed. Neurol

Rehabil 2002;8 (1), S. 23-28, Hippocampus Verlag.

4) Barthel T, Mechau D, Wehr T Schnittker R, Liesen H, Weiß M. Readiness potential

in different states of physical activation and after ingestion of taurine and/or

caffeine containing drinks. In: Lubec G, Herrera-Marschitz M, MacLeod CL, La

Jolla CA, Eds. Amino Acids 2001, 20 (1), S. 63-73.

5) Barthel T, Wange S, Weiss M, Liesen H. Exercise and Brain. E-learning-Kurs zu

Spomedial (Sportmedizin Interaktiv Lernen) / Sport im höheren Lebensalter. E-

learning-Kurs zu Spomedial. In: www.spomedial.de Jan. 2004.

6) Barthel T, Weiß M. Zentralnervöse Regulation im EEG nach erschöpfender Ergo-

meterbelastung in Abhängigkeit von der Ausdauerleistungsfähigkeit. In: Bun-

desinstitut für Sportwissenschaft, BISp-Jahrbuch 2002. S. 101-116

Publikationen XXIV

7) Barthel T, Weiß M. Untersuchungen zur Bedeutung des Bereitschaftspotentials (BP)

als psychophysiologischer Parameter im Sport. In: Bundesinstitut für Sportwis-

senschaft, BISp-Jahrbuch 1999.

Kongressbeiträge (abstracts)

8) Barthel T, Baumeister J, Liesen H, Weiß M. Zentralnervöse Regulation im EEG nach

erschöpfender Ergometerbelastung in Abhängigkeit von der Ausdauerleis-

tungsfähigkeit. Posterbeitrag 38. Kongress für Sportmedizin und Prävention

24.-27. Sept. 2003. In: Badtke G, Bittmann F, Böning D, Kittel R, Eds, Dtsch Z

Sportmed 2003, 54 Sonderheft (7-8), S. 68.

9) Reinsberger C, Herwegen H, Barthel T, Weiß M, Liesen H. Auswirkungen eines Re-

generations-Getränkes aus Pflanzenextraxten auf elektrodermale Aktivität. Pos-

terbeitrag 38. Kongress für Sportmedizin und Prävention 24.-27. Sept. 2003. In:

Badtke G, Bittmann F, Böning D, Kittel R, Eds, Dtsch Z Sportmed 2003, 54

Sonderheft (7-8), S. 80.

10) Barthel T, Schnittker R, Peters P, Baumeister J, Liesen H, Weiß M. Führen Kreuz-

bandrekonstruktionen zu Veränderungen im zentralen Nervensystem und korti-

kaler Bewegungsplanung? Posterbeitrag 38. Kongress für Sportmedizin und

Prävention 24.-27. Sept. 2003. In: Badtke G, Bittmann F, Böning D, Kittel R,

Eds, Dtsch Z Sportmed 2003, 54 Sonderheft (7-8), S. 62.

11) Barthel T, Schnittker R, Peters P, Baumeister J, Becker A, Liesen H, Weiß M.

Changes in cortical activity and movement-related-cortical-potentials (MRCPs)

during initial pedal-kicks on a cycle ergometer in patients after anterior cruciate

ligament reconstruction. Posterbeitrag. European Workshop of Movement Sci-

ence (EWOMS). 22-24 Mai 2003. In Schöllhorn, WI, Bohn C, Jäger JM, Scha-

per H, Alichmann (Hrsg.) European Workshop on Movement Science: Mecha-

nics, Physiology, Psychology. Book of Abstracts University of Münster Dep. of

Training and Movement Science, Buch und Strauss, Köln 2003. S. 90-1.

Publikationen XXV

12) Reinsberger C, Herwegen H, Barthel T, Weiß M, Liesen H. Effekte maximaler kör-

perlicher Belastung auf zentrales und sympathisches Nervensystem: Parallelen

zwischen Elektrosympathikographie und Elektroenzephalographie. Posterbei-

trag 37. Deutscher Kongress für Sportmedizin und Prävention 26-30 Sep. 2001.

In: Halle M, Ed. Dtsch Z Sportmed 2001, 52 Sonderheft (7-8), S. 71.

13) Barthel T, Schnittker R, Juneja LR, Geiß K-R, Liesen H, Weiß M.Regenerative

EEG-Veränderungen nach starker physischer Belastung unter Einfluß von L-

Theanin einer Aminosäure in Grünem Tee. Posterbeitrag 37. Deutscher Kon-

gress für Sportmedizin und Prävention 26-30 Sep. 2001. In: Halle M, Ed. Dtsch

Z Sportmed 2001, 52 Sonderheft (7-8), S. 92.

14) Weiß M, Barthel T, Schnittker R, Geiß KE, Falke W, Juneja LR. Correlations bet-

ween central nervous parameters and hormonal regulations during recovery

from physical stress are influenced by L-theanine. In Schaffer S, Fountoulakis

M, Lubec G (eds). Amino Acids 2001, 21: 62. 7th international Congress on

Amino Acids and Proteins, Vienna Austria August 6-10, 2001.

15) Barthel T, Schnittker R, Juneja LR, Geiß K-R, Liesen H, Weiß M. EEG-Changes in

humans during regeneration after heavy physical strain with the influence of L-

theanine; an amino acid in green tea. In Schaffer S, Fountoulakis M, Lubec G

(eds). Amino Acids 2001, 21: 59. 7th international Congress on Amino Acids

and Proteins Vienna Austria August 6-10, 2001.

16) Wehr T, Barthel T, Schnittker R, Mechau D, Weiß M, Liesen H. Auswirkungen von

unterschiedlich erschöpfenden Ergometerbelastungen auf das Elektroenze-

phalogramm (EEG) und Bereitschaftspotential (BP). In: Internationales Sympo-

sium „Exercise and Brain“ im Rahmen des Eröffnungskongresses „Dekade des

menschlichen Gehirns 2000“ auf dem Petersberg in Bonn.

17) Barthel T, Mechau D, Wehr T Schnittker R, Liesen H, Weiß M. Bereitschaftspoten-

tial (BP) nach unterschiedlich erschöpfenden Ergometerbelastungen und nach

Verabreichung von taurin- und/oder koffeinhaltigen Mischgetränken. In: Interna-

tionales Symposium „Exercise and Brain“ im Rahmen des Eröffnungskongres-

ses „Dekade des menschlichen Gehirns 2000“ auf dem Petersberg in Bonn.

Publikationen XXVI

18) Barthel T, Wehr T, Mechau D, Liesen H, Weiß M. Veränderungen im Spontan-EEG

und Bereitschaftspotential (BP) nach unterschiedlich erschöpfenden Ergome-

terbelastungen. In: Halle M, Ed. Dtsch Z Sportmed 1999, 50 Sonderheft, 11 Po-

sterbeitrag 36. Deutscher Kongress für Sportmedizin und Prävention 1999.

19) Barthel T, Wehr T, Mechau D, Liesen H, Weiß M. Variances in Spontaneous EEG

and Bereitschaftspotential (BP) after Cycle Ergometer Excercise of Various In-

tensities. In: Halle M, Ed. Int J Med 1999, 20, 6 Posterbeitrag 36th German

Congress of Sports Medicine and Prevention 1999.

Erklärung XXVII

Erklärung

Ich erkläre hiermit, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig verfasst und alle be-

nutzten Quellen und Hilfsmittel vollständig angegeben habe. Die Arbeit wurde bisher

weder im In- noch im Ausland in gleicher oder ähnlicher Form einer anderen Prüfungs-

behörde vorgelegt.

Die geltende Promotionsordnung des ehemaligen Fachbereichs 2 Erziehungswissen-

schaft, Psychologie und Sportwissenschaft (heute Fakultät für Naturwissenschaften)

der Universität Paderborn ist mir bekannt.

Ich versichere, dass ich nach bestem Wissen die reine Wahrheit gesagt und nichts

verschwiegen habe.

Paderborn, am 24.05.2005 Thorsten Barthel