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Mittwoch, 18.10.2017
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Kippeln mit Folgen

Physikalisches Prinzip des „Random-Walk“ auch beim Menschen gültig

Spätestens seitdem man Roboter baut, die auf zwei Beinen gehen, weiß man: Das Gehirn eines Zweibeiners vollbringt Meisterleistungen, um das Gleichgewicht ständig neu auszutarieren. Und nicht nur am Anfang des Lebens, sondern auch gegen Ende stürzen Menschen leichter und häufiger, weil diese motorischen Leistungen noch nicht oder nicht mehr vollständig automatisiert sind. Diese altersgemäßen Veränderungen des Gleichgewichtsgefühls haben Ralf Krampe und seine Kollegen im sensomotorischen Labor des Berliner Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung analysiert.
Kinder und alte Menschen schwanken leichter

Kinder und alte Menschen schwanken leichter

Der Psychologe hat in seiner jüngsten Versuchsreihe Menschen von 7 bis zu 80 Jahren beim stabilen Stehen auf der Plattform oder beim Balancieren auf einem schwankenden Kreisel beobachtet. "Kinder sind die schwierigsten Versuchspersonen," meint er scherzhaft, denn Kinder schaukeln schon mal wild in den Sicherungsgurten herum. Es macht ihnen eben Spaß, mit dem Gleichgewicht zu spielen. Allerdings können sie dabei nicht auch noch gleichzeitig geistige Aufgaben bewältigen, wie zum Beispiel Wörter mit dem Anfangsbuchstaben "S" zu nennen. Erwachsene dagegen sind dazu relativ mühelos in der Lage, der schwankende Grund nimmt ihnen so wenig von ihrer Konzentrationsfähigkeit, dass sie die Aufgaben fast ebenso schnell meistern wie in Ruhestellung. Diese Fähigkeit nimmt mit dem Alter allmählich wieder ab. Doch erst ab etwa 70 Jahren wird das Gleichgewicht wieder zur vorrangigen Aufgabe, die dann auch einen beträchtlichen Teil der geistigen Kräfte absorbiert, stellt Krampe fest.

“Anleihen“ in der Physik


Damit das Verhalten auf dem Kipptisch auch quantitativ messbar wird, hat Krampe sich bei der Physik ein paar Formeln und Methoden ausgeborgt: So betrachtet er die Spur, die die Projektion des Körperschwerpunkts (Center of Pressure oder CoP) auf dem Kipptisch zeichnen würde und berechnet die Fläche, die dieser Punkt im Lauf der Zeit überstreicht - Bei Menschen, die stark schwanken, sind die Flächen besonders groß. Interessant ist dabei auch, wie schnell wir einer Störung unseres Gleichgewichts entgegenwirken können. "Bis das Gehirn dem Kippeln des Untergrunds wirkungsvoll gegensteuert, kann bis zu einer Sekunde vergehen," erklärt Krampe.

In der Zwischenzeit müssen wir uns auf Reflexe und die Elastizität unserer Muskeln und Gelenke verlassen, und diese lassen mit dem Alter nach. Die Auslenkung des Körperschwerpunkts in Abhängigkeit von der Zeit lässt sich mit der gleichen Formel beschreiben wie der "Random-Walk" von Molekülen oder Staubkörnchen: Diese kleinen Teilchen verändern durch Zusammenstöße ständig ihre Richtung; Am Anfang bewegt sich ein einzelnes Teilchen mit sehr großen Schritten von seinem Ursprung weg, doch dann werden die Schritte immer kleiner. Übertragen auf die Schwankung beschreibt die Formel, wie Menschen zu Beginn stark schwanken und dann -nachdem sie gegensteuern - mit immer kleineren Korrekturbewegungen auskommen.


Körperliche Fitness wichtig


"Wir nehmen an, dass sowohl im Kindes- als auch im späteren Erwachsenenalter körperliche und geistige Prozesse viel stärker zusammenwirken als bei jungen Erwachsenen" erklärt Krampe. So stürzen ältere Menschen leichter, wenn sie sich beim Gehen oder Stehen mit schwierigen geistigen Aufgaben beschäftigen, da sie ihre Konzentration für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts brauchen. Daher widmen Senioren lieber ihre Aufmerksamkeit dem Gleichgewicht, als etwaigen geistigen Anforderungen. In den aktuellen Versuchen erbrachten Senioren zum Beispiel im Stehen nur noch 70-80 Prozent der Gedächtnisleistung, die sie im Sitzen zeigten. Körperliche Fitness ist also nicht nur für den Erhalt der Mobilität wichtig sondern wird auch im Alter zunehmend zur Voraussetzung für geistige Beweglichkeit. In Zukunft wollen Krampe und seine Mitarbeiter auch erforschen, wie gut sich die Koordination körperlicher und geistiger Tätigkeiten trainieren lässt.
(Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, 12.08.2004 - NPO)
 
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