Zusammenfassung

Darstellung eines nichtlinearen Zusammenhanges zwischen zentralnervöser Aktivität und Belastungsintensität;
Identifikation eines maximalen Aktivierungsbereiches im Hinblick auf eine Trainingsoptimierung im aeroben Ausdauerbereich

(Zwischen)Ergebnisse

Nachtrag aus BISp-Jahrbuch 1997: Belastungsbedingte Veränderungen der spektralen Leistung des EEG über 17 Elektrodenpositionen, der kapillaren Laktatkonzentration und der Herzfrequenz: Die kapillare Laktatkonzentration, die Herzfrequenz und die spektrale Leistung im EEG über 17 Elektrodenpositionen (Ausgangsniveau = 100 %) veränderte sich signifikant mit ansteigender Geschwindigkeit. Die größten signifikanten Veränderungen der spektralen Leistung wurden im Delta-Frequenzbereich nach der fünften Laufstufe erreicht mit 221,18 (SD 113,58) %. Im Theta-Frequenzbereich (167,03 %; SD 40,24) und Alpha-2-Frequenzbereich (136,45 %; SD 30,95) wurde die größte spektrale Leistung nach der dritten Laufstufe erreicht. Topographische Charakteristika der spektralen Leistung im EEG: Nach der ersten Laufstufe (Aufwärmen) vergößerte sich die absolute spektrale Leistung, dargestellt im Wahrscheinlichkeits-Map, im Delta-, Alpha-1-, Beta-1- und Beta-2-Frequenzbereich in nahezu allen Elektrodenpositionen, während im Theta- und Alpha-2-Frequenzbereich frontal keine belastungsbedingten Veränderungen vorhanden waren. Eine Zusammenfassung der Laufstufen mit aerober Energiebereitstellung (zweite und dritte Laufstufe) zeigte eine signifikant vergrößerte spektrale Leistung gegenüber dem Aufwärmen in zentralen Elektrodenpositionen in allen Frequenzbereichen außer dem Alpha-1-Frequenzbereich. Eine erneute Zunahme der Laufgeschwindigkeit nach der vierten und fünften Laufstufe führte zu einer Abnahme der spektralen Leistung im Beta-1-, Beta-2- und weniger ausgeprägt im Alpha-1-Frequenzbereich.Topographisch signifikant stellte sich die Abnahme der spektralen Leistung im Wahrscheinlichkeits-Map bei zusammengefaßter Messung nach der vierten und fünften Laufstufe (vorwiegend anaerober Stoffwechsel) im Vergleich zur zusammengefaßten Messung nach der zweiten und dritten Laufstufe (vorwiegend aerober Stoffwechsel) insbesondere in temporalen (T3, T4, T5, T6) und okzipitalen (O1, O2) Elektrodenpositionen dar. Die Erholungsmessungen 15 und 30 min nach dem Feldstufentest im Vergleich zur vierten-fünften Laufstufe spiegelten einen Abfall der spektralen Leistung wider. Signifikante Abnahmen nach 15minütiger Erholung wurden im Delta-, Theta- und Alpha-2-Frequenzbereich in nahezu allen Elektrodenpositionen festgestellt. Ein vornehmlich fronto-temporaler Abfall wurde im Alpha-1-, Beta-1- und Beta-2-Frequenzbereich erfaßt.Bei Vergleich der kortikalen Aktivität nach 15minütiger Erholung gegenüber dem Ausgangsniveau zeigte sich eine signifikant größere spektrale Leistung in zentralen (C3, Cz, C4) und frontalen (F3, F4) Elektrodenpositionen im Delta-Frequenzbereich (Wahrscheinlichkeits-Map nicht gezeigt). Bei Vergleich der kortikalen Aktivität nach 15minütiger Erholung gegenüber dem Ausgangsniveau zeigte sich eine signifikant größere spektrale Leistung in zentralen (C3, Cz, C4) und frontalen (F3, F4) Elektrodenpositionen im Delta-Frequenzbereich (Wahrscheinlichkeits-Map nicht gezeigt). Mit dieser Studie wurde das Ziel verfolgt, den Einfluß unterschiedlicher Belastungsintensitäten auf das spontane EEG zu untersuchen. Selbst nach der geringsten Laufbelastung kam es zu einem Anstieg der kortikalen Aktivität in allen Frequenzbereichen vornehmlich in zentralen, parietalen und okzipitalen Bereichen des Kortex, welches mit STOCK et al. (1996) für eine elektroenzephalographische Messung nach submaximalem Kraftraining von 30 Minuten übereinstimmt. Eine weitere Zunahme der spektralen Leistung durch höhere Belastungsintensitäten lokalisierte sich insbesondere im motorisch spezifischen Kortex (Beispiel Laktatbereich um 2 mmol/l). Die maximale kortikale Aktivierung in bezug auf die über alle Elektrodenpositionen berechnete prozentuale spektrale Leistung (Ausgangsniveau entsprach 100 %) wurde für den Beta-1- und Beta-2-Frequenzbereich nach der zweiten und dritten Laufstufe bei submaximalen Laufintensitäten mit überwiegend aerober Energiebereitstellung erreicht. Die Abnahme der spektralen Leistung nach der vierten und fünften Laufstufe wurde im Beta-1, Beta-2- und im Alpha-1-Frequenzbereich im vornehmlich temporalen und okzipitalen Kortexbereich erfaßt. Aufgrund der Abnahme der spektralen Leistung in den höheren Frequenzbereichen (Beta) und gleichbleibender spektraler Leistung in den niedrigen Frequenzbereichen (Alpha-2, Theta und Delta) kann geschlossen werden, daß das Aktivierungsniveau nach der vierten und fünften Laufstufe gegenüber den ersten Stufen regional abnimmt. Angenommen werden könnte, daß dieses auf die erhöhte Belastungsintensität mit verstärkter muskulärer Aktivität und anaerober Energiebereitstellung zurückzuführen ist. In diesem Zusammenhang könnten mehrere Mechanismen beteiligt sein. HATFIELD (1991) diskutiert die Hypothese, daß die kortikale Aktivität durch einen inhibitorischen Mechanismus des Hirnstammes verändert wird. KRAUSE et al. (1983) erwähnen eine Beeinflussung der kortikalen Aktivität durch Intero- und Proprio-Rezeptoren. Außerdem könnte der zunehmende anaerobe Muskelmetabolismus mit steigenden Laktatwerten die afferente Information des arbeitenden Muskels zum Kortex verändern. KOLB und WHISHAW (1990) beschreiben eine Verarbeitung der sensorischen Informationen im temporalen und parietalen Kortexbereich. RAY/COLE (1985) diskutieren die Einbeziehung der Beta-Aktivität in emotionale und kognitive Prozesse mit topographischen Haupteffekten in temporalen und parietalen Bereichen. LACEY/LACEY (1978) argumentieren für eine Abnahme der Aktivierung des Gehirns während der Belastung aufgrund eine neuroregulatorischen Feedback-Mechanismus. Die Carotis-Arterien werden während der Kontraktionsphase des Herzens durch das gepumpte Blut stimuliert. Der auftretende Feedback-Mechanismus zum Gehirn soll mit einer kurzzeitigen Deaktivierung einhergehen. Es bleibt offen, ob ein solcher Feedback-Mechanismus die EEG-Aktivität direkt nach der Belastung beeinflußt. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die kortikale Aktivität wahrscheinlich durch die afferenten Systeme der arbeitenden Muskulatur und emotionale Prozesse beeinflußt wird und es deshalb zu einer Abnahme der kortikalen Aktivität im Feldstufentest nach höheren Laufgeschwindigkeiten mit überwiegend anaerober Energiebereitstellung in temporalen und okzipitalen Bereichen kommt. Die erreichte maximale Aktivierung der höheren Frequenzbereiche könnte in Richtung eines auf die Aufgabe bezogenen Optimums interpretiert werden, welches für eine Trainingsgestaltung unter Berücksichtigung zentralnervöser Vorgänge Bedeutung erhalten könnte (PICKENHAIN et al. 1981; BEYER/SCHUMANN 1981; SCHOBER 1992; SCHUMANN 1996).