so viele wie möglich 200.000 Menschen in den Vereinigten Staaten zerren oder reißen jedes Jahr ihr vorderes Kreuzband. Und Tränen steigen dazwischen junge Sportler. Die beteiligten Faktoren sind zahlreich. Bei der Prävention konzentrierten sich die Forscher vor allem auf das Körperliche. Obwohl mit einigem Erfolg – Präventionsprogramme können reduzieren Das Risiko einer Knieverletzung liegt bei über 50 Prozent In Sportarten wie Fußball, die Hochgeschwindigkeitssprints und Hin- und Herschlagen erfordern, treten immer noch berührungslose ACL-Verletzungen auf, selbst bei sehr starken und körperlich fitten Athleten.
Kognitiver Input, körperliche Bewegung
Physische Faktoren wie das Ausmaß, in dem sich das Knie beim Landen und Schneiden nach innen beugt und kollabiert, sowie die Hüft- und Beinkraft werden durch die komplexe Wechselwirkung zwischen dem Gehirn und den peripheren Nerven gesteuert und beeinflusst. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Art und Weise, wie das Gehirn diese sensorischen und kognitiven Eingaben verarbeitet, Bewegungsmuster beeinflussen kann, die das Verletzungsrisiko erhöhen – mit anderen Worten, eine bessere und effizientere Verarbeitung kann zu weniger riskanten Bewegungen führen.
Die Bewegung beginnt und geht mit einem Plan weiter. Anstatt jede Bewegung in Echtzeit zu koordinieren, glauben Experten der Neurowissenschaften, dass das Gehirn ständig einen Schritt vorwärts plant.
sagt Dustin Grooms, Neurowissenschaftler und Sporttrainer und Professor für Physiotherapie an der Ohio University.
Nach anfänglicher Planung und Entscheidungsfindung sendet der motorische Kortex Impulse an die Muskeln, um die Bewegung auszuführen, sagt Grooms. „Wenn alles nach Plan läuft, wenn die sensorischen Vorhersagen des Gehirns mit der Umgebung übereinstimmen und die Bewegungen wie vom Gehirn vorhergesagt auftreten, erhalten Sie eine effiziente neuronale Reaktion, die den Körper ohne übermäßige Gehirnaktivität in Bewegung hält.“
Aber wenn Ihre Integration dessen, was Sie sehen, und Ihre Propriozeption (das Gefühl, das Ihnen sagt, wo sich Ihre Gelenke im Raum befinden) nicht funktionieren, seien Sie vorsichtig. Und wenn der Vorhersagefehler zu groß ist, kann das Kleinhirn – der Teil des Gehirns, der die Bewegung steuert – nicht schnell genug korrigieren.
In diesem Fall, sagt Grooms, werden Bereiche des Gehirns, die normalerweise zur Unterstützung der räumlichen Verarbeitung, Navigation und multisensorischen Integration verwendet werden, umgeleitet, um nur einen Teil des Körpers zu steuern, wie zum Beispiel ein Bein. Bei so vielen konkurrierenden Anforderungen – wie beispielsweise während eines Wettkampfspiels – ist das Gehirn möglicherweise nicht in der Lage, eine Knie- oder Knöchelfehlfunktion in den Bruchteilen einer Sekunde zu korrigieren, die es dauert, um ein Band zu reißen.
„Wenn Sie anfangen, Athleten in Dual-Task-Szenarien oder in unvorhergesehene Umstände zu versetzen, werden einige dieser riskanten Mechanismen offensichtlicher“, sagt Jason Avidian, Experte für Biomechanik und Direktor der Sportwissenschaft für olympische Sportarten an der Clemson University. Die Frage lautet: „Tut es [athletes] Dem, was angemessen ist, und dem, was nicht angemessen ist, genügend Aufmerksamkeit widmen? „
Obwohl es für Forscher schwierig ist, die dynamischen Hochgeschwindigkeitsbedingungen zu reproduzieren, denen Athleten im Labor begegnen, Eine aktuelle Studie Es wurde versucht, Unterschiede in der Gehirnaktivität bei der Kniekontrolle zwischen Hoch- und Niedrigrisikosportlern zu identifizieren.
Neurologische Kompetenz und Verletzungsrisiko
Forscher unter der Leitung von Grooms analysierten in Kombination mit funktioneller Magnetresonanztomographie des Gehirns die Kniemechanik einer Gruppe von Highschool-Fußballspielerinnen. Wenn die Bewegung involviert ist Eine Sprunglandung aus einer 12-Zoll-Box wurde analysiert, Sie fanden heraus, dass Bereiche des Gehirns, die normalerweise für die Kombination visueller Informationen mit Aufmerksamkeit und Körperhaltung verantwortlich sind, bei Athleten mit schwerer Kniemechanik eine erhöhte Aktivität zeigten.
In gewissem Sinne borgte sich die riskantere Gruppe Gehirnleistung aus kognitiven Verarbeitungsbereichen, um Bewegungen zu koordinieren. Das wird zu einem Problem, wenn diese Athleten versuchen, sich in einer komplexen sportlichen Umgebung zurechtzufinden, wie beispielsweise beim Versuch, einen Verteidiger auf dem Fußballfeld zu dribbeln.
Im Wesentlichen zeigten Menschen, die eine geringere Effizienz in ihrer neuronalen Verarbeitung zeigten, eher riskante Mechanismen.
„Alltägliche Aufgaben und sportliche Umgebungen verlangen von uns, motorische und kognitive Anforderungen auszugleichen, während wir Informationen aus unserer Umgebung verarbeiten und verarbeiten, um zu informieren, wie wir uns bewegen“, sagt Scott Monfort, Forscher und Co-Direktor des Neuromuscular Biomechanics Laboratory an der Montana State University. .
„Wie gut wir entsprechende Hinweise wahrnehmen und darauf reagieren, kann sich darauf auswirken, wie effektiv und sicher wir uns bewegen, sei es auf dem Weg durch eine belebte Straße oder beim Versuch, einem Gegner während eines Sports auszuweichen“, sagt er.
Monfort untersucht, wie gefährlich die Biomechanik ist, wenn Bewegungen mit einer zusätzlichen kognitiven Einschränkung ausgeführt werden, wie z. B. dem Ausweichen vor einem Gegner.
seine Forschungdas im American Journal of Sports Medicine veröffentlicht wurde, untersuchte bei einer Gruppe von 15 Fußballspielern, wie kognitive Fähigkeiten mit der neuromuskulären Kontrolle zusammenhängen.
Zusätzlich zu einer kognitiven Bewertung des visuellen und verbalen Gedächtnisses, der Reaktionszeit und der Verarbeitungsgeschwindigkeit wurden die Probanden gebeten, aufeinanderfolgende 45-Grad-Versuche mit oder ohne Fußballdribbling durchzuführen. Die Knieposition während der Schneidbewegungen wurde bewertet und analysiert.
Die Forscher fanden heraus, dass ein schlechtes visuell-räumliches Gedächtnis mit einer gefährlicheren Kniemechanik beim Dribbeln des Balls verbunden war, wenn zusätzliche Anforderungen für das Verfolgen und Planen der Bewegung des Fußballs bestanden.
Während die Forschung auf ein höheres Verletzungsrisiko hinweist, wenn die neuronale Effizienz während dynamischer Bewegungen abnimmt, kann die Beziehung auch umgekehrt bestehen. Knieverletzung bzw Knöchel Es kann die neuromuskuläre Kontrolle verändern und das Risiko einer erneuten Infektion weiter beeinflussen.
Neuere Gemeinschaftsforschung von Monfort Er und Groom fanden ausgeprägtere Unterschiede in der einbeinigen Balance, wenn Probanden mit einer Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes Informationen identifizieren und sich merken mussten, die auf einem Bildschirm vor ihnen angezeigt wurden.
Was jedoch noch nicht geklärt ist, ist die Bedeutung der kognitiv-motorischen Funktion bei Sportverletzungen und wie diese je nach Alter, Erfahrungsstand oder durch Gene variieren kann.
„Es gibt Hinweise darauf, dass erfahrenere Athleten bei Aufgaben, die ein Gleichgewicht zwischen kognitiven und motorischen Anforderungen erfordern, sowie bei isolierten Tests der kognitiven Fähigkeiten eine bessere Leistung zeigen können“, sagt Monfort.
Monfort sagt, er glaube, dass Training unter Bedingungen, die reale Szenarien widerspiegeln, die gleichzeitige kognitive und motorische Anforderungen beinhalten, „das Potenzial für einen Nutzen aus der realen Leistung verbessern kann“.
Eines der Hindernisse für die Genesung nach Verletzungen oder Operationen kann von den Rehabilitationsprogrammen selbst ausgehen.
„Unsere Reha kann diese neurologische Kompensationsstrategie fördern – den Quadrizepsmuskel anstarren und an ihn denken – wenn wir stattdessen über das Fortschreiten dieses neurologischen Aspekts der Reha nachdenken müssen. [attention, sensory processing, visual-cognition] Zusätzlich zur typischen Stärke“, sagt Grooms.
Die Verbesserung der Verarbeitungsfähigkeiten könnte so einfach sein, wie die Athleten zu bitten, auf visuelle Reize zu reagieren – wie z. B. das Hinzufügen von Zahlen auf Lernkarten oder das Bewegen als Reaktion auf verschiedenfarbige Lichter – während sie springen oder von einer Seite zur anderen springen.
Pfleger sagen, dass Sport und sogar die meisten Aktivitäten des täglichen Lebens einzigartige Anforderungen an das Nervensystem stellen, und Standardübungsprogramme können die Muskeln, aber nicht das Nervensystem anregen.
„Wir sind wirklich gut darin, darüber nachzudenken, was die Gelenke tun sollten, was die Muskeln tun sollten“, sagt Grooms. „Aber wir sollten versuchen, darüber nachzudenken, was das Nervensystem zu tun hat und wie es sich möglicherweise anpassen und an die Anforderungen anpassen muss.“
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