Motorische Fähigkeiten ohne Propriozeption anpassen

Motorische Fähigkeiten sind die Fähigkeiten, die wir nutzen, um unsere Körper zu bewegen. Wenn wir Sport machen, wie Tennis spielen, oder alltägliche Aufgaben erledigen, verlassen wir uns auf diese Fähigkeiten. Manchmal ändern sich die Dinge um uns herum oder in unseren Körpern. Zum Beispiel, wenn der Wind einen Tennisball vom Kurs abbringt, passen die Spieler schnell ihre Schwinge an, um das Ziel weiter zu treffen. Diese Anpassung passiert auf zwei Arten: eine bewusste Anstrengung, bei der die Spieler darüber nachdenken, wie sie ihren Schwung ändern sollen, und die andere ist automatisch, wo der Körper Änderungen vornimmt, ohne dass die Person darüber nachdenken muss.

Wenn etwas Unerwartetes passiert – wie zum Beispiel der Wind, der den Ball beeinflusst – erleben die Spieler einen Unterschied zwischen dem, was sie erwartet haben, und dem, was tatsächlich passiert ist. Dieser Unterschied wird als "perceptual error" bezeichnet. Er sagt dem Körper, dass etwas geändert werden muss, um weiterhin gut zu performen. Der Körper kann seine Bewegungen anpassen, um den Fehler zu korrigieren, ohne darüber nachdenken zu müssen.

Forscher haben untersucht, wie diese automatische Anpassung funktioniert, besonders bei Menschen mit Bedingungen, die ihr Körperbewusstsein beeinträchtigen, genannt Propriozeption. Propriozeption ist unsere Fähigkeit, zu spüren, wo sich unsere Körperteile im Raum befinden und wie sie sich bewegen. Zum Beispiel, wenn du die Augen schliesst und deine Nase berührst, verlässt du dich auf die Propriozeption, um zu wissen, wo dein Finger ist.

Einige Menschen haben Bedingungen, die es schwierig machen, sensorische Rückmeldungen von ihren Gliedmassen zu erhalten, was eine einzigartige Gelegenheit bietet, die motorische Anpassung zu studieren. Zum Beispiel passiert eine seltene Bedingung namens "Deafferentation", wenn eine Person die Fähigkeit verliert, ihre Gliedmassen und deren Positionen zu fühlen. Forscher wollen wissen, wie diese Personen ihre motorischen Fähigkeiten anpassen, ohne die üblichen Rückmeldungen von ihren Körpern.

In neueren Experimenten testeten Forscher Gruppen von Menschen, einschliesslich solcher mit und ohne Propriozeptionsverlust. Die Teilnehmer mussten eine Reichaufgabe durchführen, bei der sie ein Ziel auf dem Bildschirm mit einem Cursor treffen sollten. Bei einigen Versuchen wurde der Cursor so manipuliert, dass er immer an einem Ort erschien, der nicht mit dem tatsächlichen Ziel übereinstimmte; das wurde als "clamped feedback" bezeichnet. Die Idee war zu sehen, ob die Teilnehmer automatisch ihre Bewegungen basierend auf diesem falschen Feedback anpassen würden.

#Zweck der Studie

Das Hauptziel der Studie war zu verstehen, wie Propriozeptionsverlust die motorische Anpassung und wahrgenommene Bewegungsergebnisse beeinflusst. Die Forscher machten zwei Hauptvorhersagen:

1. Sie glaubten, dass Menschen mit Propriozeptionsverlust mehr auf Visuelle Hinweise angewiesen sein würden, was zu einer grösseren Verschiebung ihrer Wahrnehmung von Bewegungszielen führen würde, was eine stärkere automatische Reaktion zur Folge hätte.
2. Sie dachten, dass diese Abhängigkeit von visuellen Informationen zu noch grösseren Anpassungen darin führen würde, wie sie nach Zielen greifen.

#Durchführung der Studie

Die Forscher verglichen sechs Teilnehmer mit einem schweren Verlust an Propriozeption mit 60 Kontrollteilnehmern, die nach Alter, Geschlecht und Händigkeit übereinstimmten. Jeder Teilnehmer führte Reichaufgaben über einen Bildschirm mit visueller Rückmeldung durch.

Die Teilnehmer absolvierten zwei Haupttypen von Versuchen:

1. Normale Versuche, bei denen das Feedback korrekt mit ihren Bewegungen übereinstimmte.
2. Clamped Feedback Versuche, bei denen die Position des Cursors künstlich verschoben wurde.

Die Teilnehmer gaben nach jedem zehnten Versuch Einblick in ihr wahrgenommenes Bewegungsergebnis, indem sie berichteten, wo sie dachten, ihre Hand im Vergleich zum Ziel war.

Die Forscher nutzten mehrere Phasen während der Aufgabe, um zu messen, wie die Teilnehmer ihre Bewegungen anpassten. Zu diesen Phasen gehörte eine Basislinie, in der keine visuellen Fehler vorhanden waren, eine frühe Anpassungsphase, eine späte Anpassungsphase und eine Nachwirkungsphase, in der kein Feedback gegeben wurde.

#Ergebnisse zur impliziten Anpassung

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass sowohl die Kontrollgruppe als auch die deafferentierten Gruppe ihre Bewegungen ähnlich anpassten. Die Kontrollteilnehmer passten ihre Handwinkel in die entgegengesetzte Richtung der visuellen Störung an. Bei der Untersuchung der deafferentierten Teilnehmer zeigten sie ebenfalls eine Fähigkeit zur Anpassung, trotz des Verlusts ihres Propriozeptionssinns.

Während beide Gruppen eine Implizite Anpassung zeigten, wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen hinsichtlich des Grades der Anpassung gefunden. Das bedeutet, dass der Verlust der Propriozeption die Fähigkeit zur Anpassung der Bewegungen nicht zu beeinträchtigen schien. Die Forscher stellten ausserdem fest, dass beide Gruppen eine merkliche Nachwirkung hatten, die eine anhaltende Verhaltensänderung nach Entfernung des Feedbacks darstellt und darauf hinweist, dass eine Anpassung stattgefunden hat.

#Wahrgenommene Bewegungsergebnisse

Die Forscher wollten auch verstehen, wie der Verlust der Propriozeption beeinflusste, wie die Teilnehmer ihre Bewegungsergebnisse wahrnahmen. Als die Teilnehmer gebeten wurden zu berichten, wo sie dachten, ihre Hand sei, zeigten sowohl die Kontroll- als auch die deafferentierte Gruppe eine Verzerrung hin zu dem clamped visuellen Feedback. Diese Verzerrung deutete darauf hin, dass sie vom verschobenen Cursor beeinflusst wurden, anstatt die Position ihrer Hand genau zu beurteilen.

Die Berichte über die wahrgenommenen Ergebnisse zeigten ein konsistentes Muster, wobei beide Gruppen eine Wahrnehmungsverschiebung in Richtung des visuellen Feedbacks zeigten. Diese Verschiebung war jedoch nicht deutlicher in der deafferentierten Gruppe, als die Forscher ursprünglich angenommen hatten. Beide Gruppen wiesen ähnliche Wahrnehmungsfehler auf, was darauf hindeutet, dass der Verlust der Propriozeption die Abhängigkeit von visuellen Informationen nicht wesentlich verstärkte.

#Implikationen der Studie

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Individuen ihre motorischen Fähigkeiten auch anpassen können, wenn sie kein Feedback von ihren Gliedmassen erhalten. Die Studie lieferte Beweise dafür, dass visuelle Informationen die motorische Anpassung effektiv leiten können, selbst wenn proprozeptive Hinweise beeinträchtigt sind. Wichtig ist, dass das Fehlen von verstärkten Wahrnehmungsverschiebungen bei den deafferentierten Erwachsenen darauf hindeutet, dass ihre kognitiven und visuellen Prozesse ausreichend ihre Fähigkeit zur Anpassung unterstützt haben.

Darüber hinaus tragen die Ergebnisse zum Verständnis bei, wie motorische Fähigkeiten bei Personen mit sensorischem Verlust funktionieren. Es zeigt, dass, während Propriozeption eine Rolle bei der Bewegung spielt, andere sensorische Eingaben und kognitive Prozesse verlorene Informationen kompensieren können. Diese Einsicht ist entscheidend für die Entwicklung von Rehabilitationsstrategien für Personen mit sensorischen Beeinträchtigungen.

#Variabilität in der motorischen Leistung

Trotz der erhaltenen Fähigkeit zur Anpassung bemerkten die Forscher, dass die deafferentierte Gruppe eine grössere Variabilität in ihren Handbewegungen zeigte. Das bedeutet, dass sie sich zwar noch anpassen konnten, ihre Bewegungen jedoch weniger konsistent waren als die von Personen mit normaler Propriozeption. Variabilität könnte das Ergebnis sein, dass sie mehr auf visuelle Hinweise angewiesen waren, was manchmal zu ungenaueren Bewegungen führen kann.

Bei einer genaueren Analyse der Daten fanden die Forscher keine signifikanten Unterschiede in der Gesamtleistung zwischen beiden Gruppen, als sie die Aufgabe zu Beginn durchführten. Allerdings war die Variabilität in den Bewegungen grösser für die deafferentierte Gruppe, was darauf hindeutet, dass sie, obwohl sie sich gut anpassten, die Qualität ihrer Bewegungen inkonsistent war.

#Fazit und zukünftige Richtungen

Zusammenfassend beleuchtet diese Studie, wie Menschen mit Propriozeptionsverlust ihre motorischen Fähigkeiten anpassen. Es zeigt, dass sie weiterhin effektiv agieren können, indem sie sich auf visuelle Informationen verlassen, auch wenn ihre Bewegungen variabler sein können. Diese Einsichten sind wertvoll für das Verständnis, wie Gehirn und Körper zusammenarbeiten, um motorische Fähigkeiten unter verschiedenen Bedingungen aufrechtzuerhalten.

Zukünftige Studien könnten längere Aufgaben untersuchen oder verschiedene Methoden des Feedbacks erforschen, um zu sehen, wie diese Faktoren die Anpassungsprozesse beeinflussen. Forscher könnten auch andere sensorische Modalitäten, wie akustisches Feedback, untersuchen, um zu sehen, wie sie weitere motorische Fähigkeiten bei Personen mit sensorischen Verlusten verbessern können. Das Verständnis der Mechanismen hinter der motorischen Anpassung wird weiterhin eine entscheidende Rolle in Rehabilitationsbemühungen spielen und das Leben von Menschen mit sensorischen Beeinträchtigungen verbessern.