Im Folgenden informieren wir kurz über aktuelle Forschungsprojekte und Promotionen
- Somato-Sensorisch Evozierte Potenziale als Prädikator für motorisches Lernen unter dem Einfluss sportlicher Expertise
- Neuronale Korrelate audio-motorischen vs. visuo-motorischen Lernens mittels funktioneller NahInfraRotSpektroskopie (fNIRS)
- Der motorische Lernprozess bei einer komplexen motorischen Gleichgewichtsaufgabe: Prüfung des Bersteinmodells mittels Bewegungsanalyse
- Auswirkungen eines Gleichgewichtstrainings bei Älteren und Parkinsonpatienten auf motorische und kognitive Parameter (Kooperationsstudie mit dem Max-Planck-Institut Leipzig)
- Modifikation einer komplexen seriellen Reaktionszeitaufgabe der unteren Extremitäten mittels transkranieller Gleichstromstimulation - eine tDCS-fNIRS Studie
- Möglichkeiten der Modifikation von Bewegungsvorstellungseffekten auf die motorische Lernleistung mittels tDCS
- Interaktionseffekte intrahemispherieller Kommunikation und motorischer Lernkorrelate
- Neurophysiologische Grundlagen von Fundamentalem Krafttraining
- Funktionale Relevanz der physiologischen Spiegelaktivität: Intermanuale Leistung und Cross-Education
Abgeschlossene Promotionen
Name: Dr. Oliver Seidel-Marzi
(04/2017 - 03/2021, Bewertung: summa cum laude)
"Neurodiagnostik im Sport: Die Untersuchung des Potenzials des Gehirns zur Leistungsoptimierung bei SportlerInnen"
Das Ziel der kumulativen Dissertation war unter Anwendung modernster nicht-invasiver Bild-gebungs- und Stimulationsverfahren in einem sportbezogenen Kontext gegenwärtige For-schungsfragen zu bearbeiten. Dazu wurden zwei Studien durchgeführt, in denen neuronale Besonderheiten bei SportlerInnen im Vergleich zu Nicht-SportlerInnen untersucht wurden. Mit Hilfe der funktionellen Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) konnte gezeigt werden, dass (1) die Hirnaktivität in Abhängigkeit zur Intensität während einer Radsportbelastung zunimmt, was darauf hindeutet, dass eine erhöhte Rekrutierung von Muskelfasern ein höheres Maß an neuronalen Ressourcen erfordert. In einer weiteren Studie wurde gezeigt, dass (2) die Erhöhung der Erregbarkeit in motorisch relevanten Hirnarealen mittels transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) nicht per se zu positiven Effekten auf Verhaltensebene führt, dass jedoch (3) bestimmte Parameter einer motorischen Leistung selektiv moduliert und optimiert werden können. Zusammenfassend unterstreichen die vorliegenden Ergebnisse das Potential der systematischen Anwendung dieser Methoden in der zukünftigen Sportwissenschaft, um Trainingsergebnisse zu diagnostizieren, zu steigern und die motorische Leistungsfähigkeit von SportlerInnen zu optimieren. Dennoch bleiben einige Fragen bezüglich der zugrundeliegenden Mechanismen und möglichen Erklärungsansätzen noch unbeantwortet und müssen daher adressiert werden, um das gesamte Potential des Gehirns im Sport nutzen zu können.
Betreuung: Professor Patrick Ragert, Ph. D.
Name: Dr. Tom Maudrich
(11/2016 – 11/2021, Bewertung: summa cum laude)
"Neuronale Mechanismen der motorischen Spiegelaktivität"
Die motorische Spiegelaktivität beschreibt eine bei unilateralen Bewegungen auftretende unwillkürliche Aktivität homologer Muskeln der kontralateralen Extremität. Dieses Phänomen ist nicht nur im Zuge verschiedener pathologischer Erscheinungen des Zentralen Nervensystems sondern auch bei gesunden Menschen nachzuweisen. Bisher konnte gezeigt werden, dass vor allem isometrische Kontraktionen mit hohen Kraftanforderungen das Auftreten der Spiegelaktivität in der oberen als auch unteren Extremität hervorrufen. Das Ziel meines Promotionsvorhabens besteht darin, die zugrundeliegenden neurophysiologischen Entstehungsmechanismen sowie hirnstrukturellen Korrelate der physiologischen Form der Spiegelaktivität bei der Ausführung isometrischer unilateraler Kontraktionen mit hohen Kraftanforderungen zu ergründen. In diesem Sinne werden verschiedene Techniken der nicht-invasiven Hirnstimulation (tDCS, TMS) in Verbindung mit bildgebenden Verfahren (strukturelle/funktionelle MRT, EEG) eingesetzt. Konkret soll der Frage auf den Grund gegangen werden, ob die Anwendung einer transkraniellen Gleichstromstimulation spezifischer motorischer Hirnareale in der Lage ist, die Spiegelaktivität gezielt zu modulieren. Zusätzlich soll innerhalb einer Längsschnittstudie untersucht werden, ob unilaterales Krafttraining, aufgrund der damit einhergehenden strukturellen bzw. funktionellen Adaptationen des zentralen Nervensystems zu einer Veränderung des Ausmaßes der Spiegelaktivität führt.
Betreuung: Professor Dr. Arno Villringer
Professor Patrick Ragert, Ph.D.
Name: Dr. Rouven Kenville
(11/2016 – 11/2021)
Komplexe Bewegungskontrolle: Nicht-invasive Ansätze zur Aufdeckung von Prinzipien und Mechanismen (Rouven Kenville)
Im Rahmen meiner Promotion beschäftige ich mich mit der Erforschung der Rolle des Gehirns während komplexer Ganzkörperbewegungen. Das hauptsächliche Ziel dieses Vorhabens liegt in der Aufdeckung zentraler Strukturen und Netzwerken, welche an komplexer Bewegungskontrolle beteiligt sind. Zu diesem Zwecke werden funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS), funktionelle und strukturelle Magnetresonanztomographie (fMRT/sMRT), Elektroenzephalografie (EEG) und Elektromyografie (EMG) eingesetzt, um strukturelle, sowie funktionelle Korrelate komplexer Bewegungskontrolle offenzulegen. Ergänzend wird die Modulierbarkeit zentraler, beteiligter Strukturen über Methoden der nicht-invasiven Hirnstimulation, namentlich transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) und High-Definition tDCS untersucht werden. Ergebnisse meines Promotionsvorhabens ergänzen potenziell den Kenntnisstand mehrerer Wissenschaftsdisziplinen. Ich erhoffe mir, einen Beitrag zum Verständnis der Rolle des Gehirns während komplexer Bewegungskontrolle zu erbringen und durch diese Erkenntnisse sowohl sportwissenschaftliche Forschung als auch sportwissenschaftliche Lehre zu erweitern. Des Weiteren kann eine potenzielle Modulation der maximalen Kraftleistung Implikationen für den Bereich der Neurorehabilitation enthalten. Beispielsweise kann eine Steigerung der muskulären Kraft über nicht-invasive Hirnstimulation einen Benefit im Rahmen der Rehabilitation von Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen des zentralen Nervensystems darstellen.
Betreuung: Professor Dr. Arno Villringer
Professor Patrick Ragert, Ph.D.