From Space To School: Neurophysiological Relation Of Physical Exercise And Cognitive Performance In Field

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Bedingt durch weit reichende Veränderungen in den Lebens- und Arbeitsbedingungen, dem damit verbundenen Gewinn an Freizeit, aber auch dem Verlust der Notwendigkeit körperlicher Erwerbstätigkeit, ist in den vergangenen Jahrzehnten eine große und vielfältige Gemeinde aktiv Sport Treibender gewachsen. Im Zentrum dieser Bewegung steht heute vor allem der Wunsch, präventiv im Sinne der Gesundheit zu handeln. Gesundheit wird jedoch nicht mehr allein auf die körperliche Gesundheit reduziert, sondern Sport und Bewegung, das zeigen Studien der vergangenen zwei Dekaden, wirken auch positiv auf die kognitive Leistungsfähigkeit und das emotionale Wohlbefinden. Zunehmend ist in den vergangenen Jahren auch ein Interesse an den durch Sport und Bewegung provozierten neurophysiologischen Veränderungen und deren Beziehung zu beobachteten behavioralen, kognitiven und emotionalen Parametern entstanden. Eine Limitierung bestehender Forschungsarbeiten lag dabei in der oft künstlichen Laborsituation. Bedingt durch die technologische Entwicklung und hier insbesondere der Entwicklung moderner Verfahren zur Erfassung und Analyse zentralnervöser Parameter ist es heute möglich, die durch Sport und Bewegung provozierten kortikalen Veränderungen auch „im Feld“, d.h. in der unmittelbaren Lebenssituation abzubilden und damit deutlich konkretere Empfehlung bzgl. des Einsatzes von Sport und Bewegung zum Erhalt der kognitiven Funktionen und dem emotionalen Wohlbefinden auszusprechen. Kapitel I gibt eine Einführung in die fünf dieser kumulativen Promotion zugrundeliegenden Studien und Themenfelder. Die erste Studie in Kapitel II beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit eine aktive Pausengestaltung am Arbeitsplatz die kognitive Leistungsfähigkeit erhalten kann. Die Ergebnisse belegen, dass sowohl eine hochintensive Belastung (Boxen) als auch eine moderate Belastung (Radfahren) verbunden sind mit speziellen kortikalen Aktivierungsmustern (transiente Hypofrontalität), welche sich in einer Erhöhung der kognitiven Leistungsfähigkeit im Anschluss an die Pause widerspiegelt. Kapitel III beschäftigt sich mit der Frage nach der zentralnervösen Ermüdung während eines 6-stündigen Ultra-Marathonlaufs. Während es zu Beginn zu einer Abnahme fronto-temporaler Aktivität kommt, was interessanterweise mit dem persönlichen Empfinden eines Flow Zustandes korreliert, zeigen die Daten der folgenden fünf Stunden, dass es während einer solch langandauernden Ausdauerbelastung weder zu einer kortikalen Ermüdung, noch zu einer Abnahme der kognitiven Leistungsfähigkeit kommt. Die folgende Studie in der Grundschule in Kapitel IV belegt erstmals eine zentrale Abnahme der kortikalen Erregungsaktivität nach einer Schulsportstunde. Diese Veränderung wird diskutiert mit Blick auf eine Verbesserung der Aufmerksamkeits- und der Konzentrationsfähigkeit und unterstreicht die relaxierende Wirkung von Sport, aber auch anderen Nebenfächern wie Musik und Kunst, auf Lernprozesse im Setting Schule. Die Kapitel V-VII behandeln umfassend die Auswirkung von Schwerelosigkeit auf neuro-kognitive Prozesse. Die in mehreren DLR und ESA Parabelflügen erhobenen Daten belegen eindrücklich eine positiven Effekt von Schwerelosigkeit auf die kognitive Leistungsfähigkeit und deren zugrundeliegenden neuronalen Parameter (ERP Analyse). Diese Effekte sind nicht, wie oftmals angenommen, mit einer Verschiebung von Blutvolumina in den Kortex zu erklären. Erstmals wird mit diesen Studien belegt, dass es dringend nötig ist während zukünftiger Langzeitmissionen zu differenzieren zwischen primären Effekten von Schwerelosigkeit und sekundären Effekten von Stress und Isolation auf Kognition und Emotion. Insbesondere wird dies von Relevanz in der Planung und Terminierung von Sporteinheiten zum Erhalt der mentalen Leistungsfähigkeit während Langzeitmissionen haben. Kapitel VIII führt die in der Einleitung aufgeworfenen Fragen und Ansätze zu einem Gesamtbild zusammen und belegt die Relevanz einer modernen bewegungsneurowissenschaftlichen Forschung. Während lange Jahre die Effekte von Sport und Bewegung auf Kognition und Emotion nur mittelbar abbildbar waren, ermöglichen die Arbeiten dieser Promotion, in verschiedenen Real-Live-Settings, einen Einblick in die durch Sport und Bewegung bzw. extremen Umweltbedingungen provozierten neurophysiologischen Veränderungen und deren Relation zu kognitiven und emotionalen Parametern.
Titel in ÜbersetzungVom Weltraum in die Schule: Neurophysiologische Zusammenhänge von körperlicher Aktivität und kognitiver Leistung unter Feldbedingungen
OriginalspracheEnglisch
ErscheinungsortKöln
Herausgeber/inDeutsche Sporthochschule Köln
Seitenumfang79
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2019

Bibliographische Notiz

Kumulative Dissertation

ID: 4473871

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