Zusammenfassung

Hintergrund: Mentales Training ist vor allem aus dem Bereich der Sportpsychologie bekannt. Dies betrifft die Vorstellung komplexer Bewegungsabläufe sowie die Vorstellung von einzelnen Muskelkontraktionen. Ziel des mentalen Muskeltrainings ist eine Kraftsteigerung von Muskeln und Muskelgruppen bzw. eine Krafterhaltung solcher in bestimmten Situationen (z.B. Immobilisation einer Extremität). Ziel: Diese Arbeit behandelt das Thema „Mentales Muskeltraining“ und beschäftigt sich mit der Frage, wie sich die Wirkungsweise dieser Methode wissenschaftlich erklären lässt und in welche Bereiche diese mentale Technik in der physiotherapeutischen Praxis eingesetzt werden kann.

Ergebnisse: Es gibt verschiedene Erklärungsmodelle, welche die kraftsteigernde bzw. krafterhaltende Wirkung von mentalem Muskeltraining möglicherweise erklären. Durch Untersuchungen mit verschiedenen bildgebenden Verfahren konnte bereits festgestellt werden, dass während der Imagination von Muskelkontraktionen ähnliche Aktivitäten im Zentralnervensystem (z.B. Motorkortex) stattfinden, wie bei einer tatsächlich ausgeführten Bewegung. Diese imaginäre Trainingsform kann auf verschiedene Arten bzw. aus unterschiedlichen Perspektiven (z.B. Erste-Person-Perspektive und Dritte-Person-Perspektive) erfolgen. Die Wahl einer bestimmten Perspektive kann zusammen mit anderen Einflussfaktoren (Alter, Intensität der Vorstellung, etc.) den Trainingserfolg beeinflussen. In dieser Arbeit werden zusätzlich verschiedene Studien beschrieben, welche eine kraftsteigernde Wirkung von mentalem Muskeltraining bei verschiedenen Muskeln bzw. Muskelgruppen bestätigen. Die Ergebnisse sprechen auch für den Einsatz von mentalem Muskeltraining als mögliche Ergänzung für ein klassisches Krafttrainingsprogramm vor allem zu Beginn des Trainings. Geht man bei traumatisch-orthopädischen PatientInnen davon aus, dass das neuromuskuläre System intakt ist, kann die Technik hier ebenfalls eingesetzt werden, wenn beispielsweise physisches Training nicht möglich ist. Mentales Training in der neurologischen Rehabilitation bezieht sich in der verschiedenen Literatur hauptsächlich auf die Vorstellung von komplexen Bewegungsabläufen, mit dem Ziel, Alltagsbewegungen zu optimieren. Mentales Muskeltraining stellt somit eine kostengünstige und effektive Zusatzintervention dar und kann in die physiotherapeutische Praxis integriert werden.

(Wortanzahl: 277)

Schlüsselwörter: Physiotherapie, mentales Muskeltraining, Kraftsteigerung, Anwendungsbereiche

Abstract

Background: Mental training is very common from psychology in sports. This concerns the imagination of complex courses of movement and the imagination of single muscle contractions. The goal of mental muscular training is an increase of strength in muscles and muscle groups or rather their strength maintenance in special situations (e.g. immobilization of one extremity).

Purpose: This piece of work treats the topic “mental muscular training” and it is concerned with the question how the effect of this method can be explained scientifically and in which areas in the praxis of physiotherapy this mental technique can be used.

Results: There are different explanation models which illustrate the probable strength increasing or maintaining effect of mental muscular training. With the usage of different imaging diagnostics it could be declared that during the imagination of muscle contractions, similar activities to actual conducted movements in the central neural system (e.g. motorcortex) occurred. This imaginary form of training can happen in different ways or rather from different perspectives (e.g. first-person-perspective and third-person-perspective). The choice of a special perspective in cooperation of other factors (e.g. age, intensity of the imagination) can influence the success of the training. In this work different scientific papers are described additionally which approve to the effect of an increased strength by mental muscular training in different muscles or muscle groups. Moreover, the results suggest the usage of mental muscular training as an addition to a classical strength training program especially at the beginning of the training. The technique can be used in traumatic-orthopedic patients where the neuromuscular system is not affected but for example physical training is not yet allowed. Mental training in the neurologic rehabilitation in literature refers to the imagination of complex courses of movement with the aim to optimize movements of daily living.

Mental muscular training proposes a low cost and effective additional intervention which can be integrated in physiotherapeutic praxis easily.

(Number of words: 316)

Keywords: Physiotherapy, mental muscular training, increase of strength, fields of usage

Inhaltsverzeichnis

Einleitung   1

1.  Physiologie Motorik.  2

1.1  Das Motorische System  2

1.2  Die Entstehung einer Bewegung.  2

1.3  Der motorische Kortex  2

1.3.1  Der primär-motorische Kortex  3

1.3.2  Der sekundär-motorische Kortex.  3

1.3.3  Die Aktivität des Motorkortex im Elektroenzephalogramm  4

1.4  Kleinhirn und Basalganglien.  4

1.5.  Spiegelneurone  4

2.  Neuronale Plastizität und motorisches Lernen  5

3.  Anfänge des mentales Trainings  6

4.  Hypothesen zu den Wirkungsmechanismen  6

4.1  Psychoneuromuskuläre Theorie („Bottom-Up-Mechanism“)  6

4.2  Zentrale Theorie („Top-Down-Mechanism“)  7

4.3  Weitere Hypothesen.  7

4.3.1  Kognitive Hypothese.  7

4.3.2  Programmierungshypothese  8

5.  Neurophysiologische Ansätze des mentalen Muskeltrainings.  8

5.1  Neuronale Einflüsse auf die Muskelkraft.  9

6.  Bewegungsvorstellungstraining („Motor Imagery Training“)  10

6.1  Definitionen  10

6.2  Arten des Vorstellungstrainings  10

6.2.1  Das mental-sprachliche Training  10

6.2.2  Mentales Training aus der Beobachterperspektive  10

6.2.3  Mentales Training aus der Innenperspektive.  11

6.2.4  Wahl der Vorstellungsart  11

6.3  Voraussetzungen und Einflussfaktoren  12

6.4  Erfassung der Vorstellungsfähigkeit.  13

7.  Studien über die Effekte von mentalem Muskeltraining.  14

7.1  Studie von Ranganathan, Siemionow, Liu, Sahgal und Yue (2004)  14

7.2  Studie von Reiser (2005)  15

7.3  Studie von Reiser, Büsch und Munzert (2007)  16

7.4  Studie von Shackell und Standing (2007)  16

7.5.  Studie von Sidaway und Trzaska (2005)  17

7.6  Studie von Zijdewind, Toering, Bessem, Van der Laan und Diercks (2003)  17

8.  Mentales Muskeltraining in der Praxis  19

8.1  IMC-Training  19

8.2  Instruktion.  19

8.3  Trainingsplanung.  19

9.  Anwendungsbereiche  20

9.1  Mentales Muskeltraining in der Orthopädie und Traumatologie.  20

9.2  Mentales Muskeltraining in der neurologischen Rehabilitation  21

10.  Diskussion  22

Literaturverzeichnis.   27

Anhang   31

Anhang A   31

Anhang B   35

Anhang C   36

Abkürzungsverzeichnis

EM Executed Movement (ausgeführte Bewegung) EEG Elektroenzephalogramm EMG Elektromyogramm fMRI Functional Magnetic Resonance Imaging (funktionelle Magnetfeldresonanztomographie) IM Imagined Movement (vorgestellte Bewegung) IMC Imagined Maximum Contraction (vorgestellte maximale Kontraktion) MMT Mentales Muskeltraining MVC Maximum Voluntary Contraction (maximale willkürliche Kontraktion) MVC-RCP MVC Related Cortical Potential (MVC verbundenes kortikales Potential)

Einleitung

Man kennt vielleicht das Gefühl, dass beim Beobachten sportlicher Aktivitäten in der Realität oder auch auf dem Bildschirm die eigenen Muskeln anspannen oder diese Aktivitäten in Gedanken selber nachgeahmt werden. Genau auf diese Art und Weise kann mentales Training durchgeführt werden.

Mentales Training ist vor allem aus dem Bereich der Sportpsychologie bekannt. Dies betrifft die Vorstellung komplexer Bewegungsabläufe sowie die Vorstellung von einzelnen Muskelkontraktionen. Oft gibt es in der Physiotherapie-Praxis Situationen, in welchen physisches Training nicht möglich ist (zum Beispiel bei posttraumatischen Immobilisationen, Bewegungseinschränkungen nach Insult, etc.) und daher ein mentales Training eine Möglichkeit der Therapie darstellt. Dies war auch in einem meiner Praktika der Fall. Daher entstand das Interesse zu dieser Thematik und die Idee für diese Bakkalaureatsarbeit.

Diese Arbeit beschränkt sich auf das mentale Muskeltraining. Hierbei wird auf verschiedene Erklärungsmodelle zur Wirkungsweise dieser Therapiemethode eingegangen und neurophysiologische Vorgänge werden erklärt. Weiters wird der Frage nachgegangen, inwieweit es Erfahrungen mit dieser Technik in der Rehabilitation gibt bzw. in welchen Bereichen der Physiotherapie mit mentalem Muskeltraining gearbeitet werden kann.

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1. Physiologie Motorik

In verschiedenen Studien und Artikeln (Lotze et al., 1999; Poro et al., 1996) wird auf die Beteiligung von motorischen Arealen des Gehirns während des mentalen Muskeltrainings hingewiesen. Die folgenden Kapitel geben daher einen Überblick über die wichtigsten beteiligten Strukturen und ihre Aufgaben.

1.1 Das Motorische System

Das motorische System besteht aus mehreren Elementen auf unterschiedlichen Ebenen, wobei eine Ebene jeweils unter der Kontrolle der nächst höheren steht. Die obersten Instanzen sind hierbei die motorischen Areale der Großhirnrinde. Diese Bereiche arbeiten eng mit den Basalganglien, dem Kleinhirn und dem Hirnstamm zusammen um Bewegungsprogramme auszuarbeiten. Auf spinalem Niveau finden Umschaltungen durchlaufender Nervenbahnen von und zur Muskulatur statt. Zusätzlich findet dort eine Regulierung der Bewegungen ohne Miteinbeziehung aller motorischen Systeme statt (Reflexe) (Huppelsberg & Walter, 2003).

1.2 Die Entstehung einer Bewegung

Basis für eine Bewegung bzw. Muskelkontraktion ist ein Handlungsantrieb aus den subkortikalen Strukturen (z.B. limbisches System). Durch den limbischen und sensorischen Kortex werden daraufhin Informationen an den assoziativen Kortex projiziert, in welchem dann der Bewegungsentwurf entsteht. Anschließend werden vom Kleinhirn und den Basalganglien die Bewegungsprogramme abgerufen. Der Thalamus projiziert diese an den Motorkortex, wo die Bewegungsausführung gesteuert wird und alle notwendigen Impulse über das Rückenmark an die Muskulatur weitergeleitet werden. Über das Rückenmark erhält das Gehirn die notwendigen Informationen über die peripheren motorischen Aktivitäten (Huppelsberg & Walter, 2003).

1.3 Der motorische Kortex

Nach Huppelsberg und Walter (2003) sind die motorischen Anteile der Großhirnrinde wesentlich an der Willkürmotorik beteiligt. Von diesen Arealen werden in enger

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Zusammenarbeit mit den Basalganglien und dem Kleinhirn (in denen die eigentlichen Bewegungsprogramme zusammengestellt werden) Bewegungen bzw. die Bewegungsplanungen initiiert.

1.3.1 Der primär-motorische Kortex

Der primär-motorische Kortex liegt im Bereich des Gyrus praecentralis (Area 4) und ist somatotop gegliedert. Das heißt jeder Stelle des Motorkortex können bestimmte Muskelgruppen zugeordnet werden. Die Muskelgebiete sind hierbei nach funktioneller Bedeutung und Feinmotorik repräsentiert und nicht entsprechend ihrer anatomischen Größenverteilung. Beispielsweise ist die Handmuskulatur im Verhältnis sehr stark repräsentiert, da diese einer starken Feinmotorik bedarf. Die Aufgabe des primär-motorischen Kortex ist die Umsetzung des Bewegungsprogrammes in Impulse für die Motoneurone des Rückenmarks (Huppelsberg & Walter, 2003).

Laut Mayer und Hermann (2010) entspricht die somatoptope Gliederung nicht einer für immer festgelegten und unveränderbaren Karte, sondern unterliegt einer ständigen kortikalen Reorganisation (siehe Kapitel 2). Den Autoren zufolge zeigen verschiedene Studien, dass der Nichtgebrauch einer Extremität eine reduzierte bzw. ausfallende Stimulation und somit auch eine Rückbildung von kortikalen Repräsentationen zur Folge hat. Die entsprechenden Kortexareale übernehmen folglich andere Aufgaben. Mulder und Hochstenbach (2001) weisen ebenfalls darauf hin, dass der Nichtgebrauch einer Extremität während einer Immobilisation aus verschiedenen Gründen (posttraumatisch, neurologisch, etc.) zu Veränderungen der zentralen motorischen Repräsentation führt.

1.3.2 Der sekundär-motorische Kortex

Der sekundär-motorische Kortex wird unterteilt in den prämotorischen und den supplementär-motorischen Kortex, welche ebenfalls beide somatotop gegliedert sind und in enger Verbindung zum primären Motorkortex stehen. Die einzelnen Muskelgruppen sind somit in mehreren Arealen des Zentralnervensystems repräsentiert.

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