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Psychischer Druck Inhaltsverzeichnis der Doktorarbeit

4.0 Druck und Veränderungen der Bewegungsausführung

Dr. Heiko Maurer In Kapitel 3 wurden mögliche Erklärungsansätze für Leistungseinbußen in Drucksituationen diskutiert. Dabei wurde nur am Rande darauf eingegangen, durch welche Veränderungen der Bewegungsausführungen diese verursacht werden. Diese Frage wird im vorliegenden Kapitel vertiefend behandelt, wobei kinematische Aspekte der Bewegung im Vordergrund stehen. Obwohl viele Autoren hervorheben (z. B. Collins, Jones, Fairweather, Doolan & Priestley, 2001; Mullen & Hardy, 2000; Masters, 1992), dass die Analyse der Bewegungsausführung von besonderer Bedeutung für das Verständnis des choking-Phänomens ist, liegen dazu nur sehr wenige Untersuchungen vor.

Ausgangspunkt für die Überlegungen zu kinematischen Veränderungen ist das in Kapitel 3 in mehreren Zusammenhängen berichtete Ergebnis ansteigender Muskelaktivität. Dies zeigt sich in Situationen mit hoher Bedeutsamkeit (z. B. Weinberg & Hunt, 1976, 1978; Helin, 1988), bei erhöhten Aufgabenanforderungen (z. B. van Galen & van Huygevoort, 2000; Meulenbroek et al., 2005), aber auch bei der Lenkung der Aufmerksamkeit auf den Ausführungsprozess (Hossner, 2004; Vance et al., 2004; Zachry et al., 2005). Von den Autoren wird diese erhöhte Stiffness in der Regel als Einschränken von Freiheitsgraden (Bernstein, 1967) interpretiert. Dieses Konzept wird in Abschnitt 4.1 eingeführt und mögliche Veränderungen der Bewegungsausführung beim Basketball-Freiwurf diskutiert. Dabei bleibt jedoch weitgehend offen, wie sich die erwarteten Veränderungen der Bewegungsausführung auf das Bewegungsergebnis auswirken. Aus diesem Grund wird in Abschnitt 4.2 zusätzlich ein von Müller (2001; siehe auch Müller & Sternad, 2004) eingeführtes Konzept aufgegriffen, bei dem sich Faktoren beschreiben und quantifizieren lassen, die zum Erreichen hoher Konstanzleistungen beitragen.

In Abschnitt 4.3 wird ein Überblick über die wenigen vorliegenden Studien zur Veränderung kinematischer Aspekte der Bewegungsausführung in Drucksituationen vorgenommen.

4.1 Free(z)ing degrees of freedom

Für Bernstein (1967) besteht die zentrale Eigenschaft menschlicher Bewegungen in der hohen Flexibilität, mit der sie ausgeführt werden können. Betrachtet man z. B. das Greifen einer Tasse, dann gibt es beliebig viele Gelenkkonfigurationen und Bewegungsbahnen – und damit redundante Freiheitsgrade – mit denen die Hand zum Ziel geführt werden kann. Die Freiheitsgrade ergeben sich aus den Eigenschaften des menschlichen Bewegungsapparates, der aus einer Vielzahl von Gelenken und Muskeln besteht, die auf ganz unterschiedliche Weise zusammenwirken können, um eine Bewegungsaufgabe zu realisieren. Aus den vielen Freiheitsgraden des Bewegungsapparates erwächst jedoch nicht nur die Möglichkeit Bewegungen flexibel ausführen und hochgradig an gegebene Anforderungen anpassen zu können, sondern auch die Schwierigkeit diesen komplexen Bewegungsapparat zu kontrollieren. Entsprechend sieht Bernstein in der Kontrolle der redundanten Freiheitsgrade die zentrale Schwierigkeit bei der Bewegungskoordination.

The co-ordination of a movement is the process of mastering redundant degrees of freedom of the moving organ, in other words its conversion to a controllable system. More briefly, co-ordination is the organization of the control of the motor apparatus. (Bernstein, 1967, p. 127)

Bernstein (1967) beschreibt drei Stufen, die typischerweise im Laufe des Lernprozesses einer neuen Bewegungsaufgabe durchlaufen werden. (1.) Zu Beginn des Lernprozesses ist eine starke Reduktion der Freiheitsgrade des Bewegungsapparates zu beobachten, indem einige Gelenke fixiert werden. So wird die Kontrolle auf wenige Freiheitsgrade eingeschränkt, um eine erfolgreiche Lösung der Aufgabe erreichen zu können (Bernstein, 1967, p. 108). Entsprechend erscheinen Bewegungen zu Beginn des Lernprozesses oft steif und wenig fließend. (2.) Wird die Aufgabe in der Grobform bewältigt, so werden nach und nach die Fixierungen der Gelenke aufgehoben, mehr Freiheitsgrade genutzt und es kommt zu einer zunehmenden Ökonomisierung der Bewegung. Bernstein nimmt an, dass die höchste Koordinationsstufe (3.) dann erreicht ist, wenn die Bewegungen der verschiedenen Gelenke gut aufeinander abgestimmt sind und auch die bei der Bewegungsausführung auftretenden reaktiven Kräfte bei der Ausführung genutzt werden. So kommt es zu einer weiteren Ökonomisierung der Bewegung und die Ausführung erscheint bei hochgradig geübten Fertigkeiten mühelos und leicht.

In einer Reihe von Untersuchungen wird geprüft, ob sich im Lernprozess das von Bernstein vorhergesagte anfängliche Einschränken und dann sukzessive Freigeben von Freiheitsgraden zeigt. Angenommen werden dabei zwei Mechanismen zur Einschränkung vorhandener Freiheitsgrade. Zum einen das schon erwähnte Einschränken individueller Freiheitsgrade in Form einer Fixierung einzelner Gelenke, was sich in geringeren Bewegungsumfängen äußern sollte. Zum anderen kann eine Reduktion von Freiheitsgraden durch eine Kopplung multipler Freiheitsgrade erreicht werden, indem einzelne Gelenke nicht unabhängig voneinander kontrolliert, sondern deren Bewegungen gekoppelt werden (Newell & van Emmerik, 1989; McDonald, van Emmerik & Newell, 1989; Vereijken et al., 1992). Dabei wird angenommen, dass Streck- und Beugebewegungen in den beteiligten Gelenken dann nicht unabhängig voneinander, sondern mit allen Gelenken gleichzeitig ausgeführt werden. Die Autoren operationalisieren dies durch hohe bivariate Korrelationen der Gelenkwinkelverläufe. Entsprechende Beobachtungen zeigen sich beispielsweise beim Erlernen slalomartiger Bewegungen auf einem Skisimulator (Vereijken et al., 1992; Vereijken, van Emmerik, Bongaardt, Beek & Newell, 1997), bei Schreibbewegungen (Newell & van Emmerik, 1989), beim Volleyball-Aufschlag (Temprado, Della-Grasta, Farrell & Laurent, 1997) und auch bei Wurfbewegungen (Dartswurf: McDonald et al., 1989; Basketball-Freiwurf: Button, MacLeod, Sanders & Coleman, 2003).

Exemplarisch wird die häufig beschriebene Aufhebung der linearen Kopplung von Gelenkbewegungen im Lernverlauf anhand von Daten aus der Studie von Button et al. (2003) beim Basketball-Freiwurf veranschaulicht (Abbildung 5). Dargestellt sind dort Winkel-Winkel-Plots der Bewegungen von Ellbogen- (Abszisse) und Handgelenk (Ordinate) für sechs Spielerinnen mit unterschiedlichem Basketball-Können. Die Winkel-Winkel-Plots verdeutlichen, wie die Bewegungen der beiden Gelenke aufeinander abgestimmt sind. Dabei zeigt sich bei den wenig geübten Spielerinnen (z. B. Participant 1) eine eher lineare Kopplung der beiden Gelenkbewegungen, also eine gleichzeitige Steckung. Mit zunehmender Erfahrung und höherer Trefferleistung findet man dagegen einen eher U-förmigen Zusammenhang (insbesondere Participant 6). Dies bedeutet, dass zu Beginn der Ellbogenstreckung das Handgelenk zunächst gebeugt wird, und erst gegen Ende der Armstreckung eine schnelle Streckung im Handgelenk erfolgt. Dieses Koordinationsmuster entspricht dem typischen späten Abklappen des Handgelenks beim Freiwurf (vgl. Hagedorn, Niedlich & Schmidt, 1996; Menzel, 1992). Anhand der Abbildungen wird aber auch deutlich, dass die geübten Spielerinnen generell konsistentere Koordinationsmuster zeigen.

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Abbildung 5: Winkel-Winkel-Plots bei der Ausführung des Basketball-Freiwurfs für sechs Spielerinnen mit zunehmender Basketball-Erfahrung. Dabei ist der Ellbogenwinkel auf der Abszisse und der Handwinkel auf der Ordinate abgetragen (Button et al., 2003, p. 264).

Einige Autoren nehmen an, dass ein Einschränken von Freiheitsgraden eher in den distalen Gelenken erfolgt und für die Bewegungsausführung dann stärker die proximalen Gelenke genutzt werden (Newell & van Emmerik, 1989; Vereijken et al., 1992; Steenbergen, Marteniuk & Kalbfleisch, 1995). Beispielsweise finden Steenbergen et al. (1995) bei Greifbewegungen einer Tasse mit der nicht-dominanten linken Hand geringere Bewegungsumfänge in den Gelenken des Armes und eine stärkere Nutzung des Oberkörpers im Vergleich zur Ausführung mit der dominanten Seite.

Es wird jedoch nicht nur angenommen, dass es im Lernverlauf zu einer sukzessiven Einbeziehung von Freiheitsgraden in den Bewegungsvollzug kommt, sondern auch, dass bei hohen situativen Anforderungen ein erneutes Einschränken (re-freezing) erfolgen kann. In der oben genannten Untersuchung von Steenbergen et al. (1995) zeigen sich z. B. die kleineren Bewegungsumfänge in den distalen Gelenken insbesondere dann, wenn mit der Greifbewegung eine gefüllte Tasse gegriffen wird. In ähnlicher Weise nehmen eine Reihe von Autoren an (z. B. Mullen & Hardy, 2000; Collins et al., 2001; Higuchi et al., 2002), dass auch erhöhter psychischer Druck zu einem erneuten Einschränken von Freiheitsgraden führt. Vor dem Hintergrund der in Kapitel 3 beschriebenen Mechanismen könnte dies den Versuch widerspiegeln, die Bewegungsausführung in besonders wichtigen Situationen (aufmerksam) zu kontrollieren oder größere Ungenauigkeiten durch erhöhtes neuromuskuläres Rauschen zu vermeiden.

Bei den vorgenommenen Betrachtungen stellt sich die Frage, wie ein erneutes Einschränken von Freiheitsgraden das Bewegungsergebnis negativ beeinflusst. Hinweise darauf ergeben sich aus den Ergebnissen von Hossner (2004). Hier zeigt sich ein Ansteigen der Muskelaktivität bei der Fokussierung der Aufmerksamkeit auf die Ausführung des Basketball-Freiwurfs, was als Einschränken von Freiheitsgraden interpretiert wird. Dies geht einher mit einer geringeren Abstimmung (Kovariation) der Gelenkpositionen im Hinblick auf das Erreichen hoher räumlicher Konstanz im Endglied der Bewegungskette. Eine ähnliche Beobachtung machen McDonald et al. (1989) in Abhängigkeit kinematischer Veränderungen beim Dartswurf. Sie finden ein Auflösen der linearen Kopplungen von Schulter-, Ellbogen- und Handgelenk und eine gleichzeitig geringer werdende Variabilität der Handtrajektorien. Dies deutet darauf hin, dass die Einzelbewegungen im Sinne einer konstanten Gesamtbewegung aufeinander abgestimmt werden, was als aufgabendienliche Kovariation (Müller, 2001) beschrieben wird. Die Bedeutung der aufgabenspezifischen Abstimmung der Einzelbewegungen für das Erreichen hoher Konstanzleistungen wird auch gestützt, wenn man berücksichtigt, dass die abnehmenden linearen Kopplungen der Gelenkbewegungen im Lernverlauf in der Regel mit höheren Genauigkeits- und Konstanzleistungen im Bewegungsergebnis einhergehen (McDonald et al., 1989; Temprado et al., 1997; Button et al., 2003).

Freezing beim Basketball-Freiwurf

Für die Betrachtung der Nutzung von Freiheitsgraden beim Freiwurf werden zunächst die grundlegenden Technikmerkmale beschrieben, die für eine erfolgreiche Ausführung von Bedeutung sind. Ein wesentliches Technikmerkmal von Würfen besteht darin, dass die beteiligten Segmente nacheinander eingesetzt werden. Zunächst erfolgt eine Beschleunigung in den großen Muskelgruppen der Beine und des Rumpfes und die Bewegung setzt sich dann distal bis zum Endglied der offenen Bewegungskette fort. In Abbildung 6 wird das dadurch deutlich, dass die Winkelgeschwindigkeitsmaxima der beteiligten Gelenke von proximal nach distal nacheinander erreicht werden. Diese Ausführung ist aus biomechanischer Sicht aus mindestens zwei Gründen sinnvoll. Zum einen erfolgt durch den sequenziellen Einsatz der Gelenke eine Impulsübertragung auf distale Segmente, sodass diese auch ohne entsprechenden Muskeleinsatz beschleunigt werden (vgl. Bartlett, 2000). Weiterhin resultiert daraus eine lange Beschleunigungsphase des Wurfgerätes, sodass die Abfluggeschwindigkeit mit vergleichsweise geringen Beschleunigungswerten erreicht werden kann (vgl. Menzel, 1992). Beide Aspekte sind insbesondere dann von Bedeutung, wenn maximale Abfluggeschwindigkeiten erforderlich sind. Aber auch bei Zielwürfen erscheint diese Technikausführung sinnvoll, da beide Aspekte dazu beitragen, dass die erforderlichen Abfluggeschwindigkeiten des Gerätes durch geringe Beschleunigungen erzielt werden können. Da der Einsatz höherer Kräfte auch mit größeren Ungenauigkeiten einhergeht (Carlton & Newell, 1993), kann dies zum Erreichen der hohen Genauigkeitsanforderungen beitragen. In Abbildung 7 sind reale Winkelgeschwindigkeits-Zeit-Verläufe für einen Basketball-Freiwurf von der Wurfauslage bis zum Verlassen des Balles der Hand dargestellt. Auch hier zeigt sich das Nacheinander der Streckbewegung zunächst in Knie und Hüfte, dann in Schulter und Ellbogen und abschließend im Handgelenk.

psychodruck Abbildung 6: Idealisierte Winkel-geschwindigkeits-Zeit-Verläufe im Hüft-, Schulter- und Ellbogengelenk bei Schlag-wurfbewegungen (Menzel, 1992, S. 4).














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Abbildung 7: Exemplarische Winkelgeschwindigkeits-Zeit-Verläufe bei einem Basketball-Freiwurf in den einzelnen Gelenken. Dargestellt ist die Streckbewegung von der Wurfauslage bis zum Verlassen des Balles der Hand.

Im Folgenden werden die beiden Mechanismen zum Einschränken von Freiheitsgraden aufgegriffen. Eine vollkommene Fixierung einzelner Gelenke ist bei Wurfbewegungen schon aufgrund der biomechanischen Impulsübertragungen nicht zu erwarten. Der Mechanismus könnte aber zu geringeren Bewegungsumfängen in den Gelenken führen. Die Vermutung einiger Autoren, dass vornehmlich distale Gelenke fixiert werden und eine Ausführung in proximalen Gelenken erfolgt, erscheint bei der Freiwurfbewegung fraglich. Da die Bewegung „von unten nach oben“ ausgeführt wird, ist es plausibler, dass Gelenke zu Beginn der Bewegungskette, also z. B. Knie- und üftgelenk, weniger stark genutzt werden.

Eine Kopplung der Gelenkbewegungen in der Form, dass Streck- und Beugebewegungen gleichzeitig ausgeführt werden, sollte sich beim Freiwurf insbesondere in den Gelenken bemerkbar machen, die bei der Freiwurfbewegung zeitlich nacheinander eingesetzt werden, also etwa im Vergleich der Bewegungen in Knie- und Schultergelenk oder in Ellbogen- und Handgelenk (vgl. Abbildung 7).


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