Wie der Geist eines Karate-Experten einen Schlag antreibt
Die neue Studie von Forschern des Imperial College London und des University College London ergab, dass Unterschiede in der Struktur der weißen Substanz - den Verbindungen zwischen Gehirnregionen - mit der Leistung von Schwarzgurten und Anfängern bei einem Test der Schlagfähigkeit korrespondierten.
Die Forscher stellen fest, dass Karate-Experten mit ihren Schlägen extrem starke Kräfte erzeugen können, aber wie sie dies tun, ist nicht vollständig geklärt.
Frühere Studien haben herausgefunden, dass die bei einem Karate-Schlag erzeugte Kraft nicht durch die Muskelkraft bestimmt wird, was darauf hindeutet, dass Faktoren im Zusammenhang mit der Kontrolle der Muskelbewegung durch das Gehirn beteiligt sein könnten, sagten die Wissenschaftler.
Veröffentlicht in der Zeitschrift Zerebraler KortexDie Studie untersuchte Unterschiede in der Gehirnstruktur zwischen 12 Karate-Praktizierenden mit einem Schwarzgurt-Rang und einer durchschnittlichen Karate-Erfahrung von 13,8 Jahren und 12 Kontrollpersonen ähnlichen Alters, die regelmäßig trainierten, aber keine Kampfkunst-Erfahrung hatten.
Die Forscher testeten, wie stark die Probanden schlagen konnten. Um nützliche Vergleiche mit dem Stanzen von Anfängern anzustellen, beschränkten sie die Aufgabe auf das Stanzen aus kurzer Entfernung, einer Entfernung von 5 Zentimetern. Die Probanden trugen Infrarotmarkierungen an Armen und Rumpf, um die Geschwindigkeit ihrer Bewegungen zu erfassen.
Wie erwartet schlug die Karate-Gruppe laut den Forschern, die die Kraft ihrer Schläge erklärten, härter auf das Timing zurück - die Kraft, die sie erzeugten, korrelierte damit, wie gut die Bewegung ihrer Handgelenke und Schultern synchronisiert war.
Gehirnscans zeigten, dass sich die mikroskopische Struktur in bestimmten Regionen des Gehirns zwischen den beiden Gruppen unterschied. Jede Gehirnregion besteht aus grauer Substanz, bestehend aus den Hauptkörpern der Nervenzellen, und weißer Substanz, die hauptsächlich aus Faserbündeln besteht, die Signale von einer Region zur anderen übertragen.
Die in dieser Studie verwendeten Scans, die als Diffusionstensor-Bildgebung (DTI) bezeichnet werden, stellten strukturelle Unterschiede in der weißen Substanz von Teilen des Gehirns fest, die als Kleinhirn und primärer motorischer Kortex bezeichnet werden und bekanntermaßen an der Steuerung der Bewegung beteiligt sind.
Die durch DTI gemessenen Unterschiede im Kleinhirn korrelierten mit der Synchronität der Handgelenk- und Schulterbewegungen der Probanden beim Stanzen. Das DTI-Signal korrelierte auch mit dem Alter, in dem Karate-Experten mit dem Training begannen, und ihrer Gesamterfahrung. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die strukturellen Unterschiede im Gehirn laut den Forschern mit der Schlagfähigkeit der schwarzen Gürtel zusammenhängen.
"Die meisten Untersuchungen darüber, wie das Gehirn die Bewegung steuert, basieren auf der Untersuchung, wie Krankheiten die motorischen Fähigkeiten beeinträchtigen können", sagte der Neurowissenschaftler Ed Roberts, Ph.D., vom Department of Medicine am Imperial College London, der die Studie leitete.
„Wir haben einen anderen Ansatz gewählt, indem wir uns angesehen haben, was es Experten ermöglicht, bei Tests der körperlichen Fähigkeiten bessere Leistungen als Anfänger zu erbringen.
"Die schwarzen Karate-Gürtel konnten ihre Schlagaktion wiederholt mit einem Grad an Koordination koordinieren, den Anfänger nicht erzeugen können", fuhr er fort.
"Wir glauben, dass die Fähigkeit mit der Feinabstimmung neuronaler Verbindungen im Kleinhirn zusammenhängt, sodass sie ihre Arm- und Rumpfbewegungen sehr genau synchronisieren können."
Roberts bemerkte, dass die Forscher gerade erst anfangen, die Beziehung zwischen Gehirnstruktur und Verhalten zu verstehen, stellt jedoch fest, dass die Ergebnisse seines Teams mit früheren Forschungen übereinstimmen, die zeigen, dass das Kleinhirn eine entscheidende Rolle bei der Fähigkeit spielt, komplexe, koordinierte Bewegungen zu erzeugen.
"Es gibt mehrere Faktoren, die das DTI-Signal beeinflussen können. Daher können wir nicht genau sagen, welchen Merkmalen der weißen Substanz diese Unterschiede entsprechen", sagte er.
"Weitere Studien mit fortgeschritteneren Techniken werden uns ein klareres Bild geben."
Quelle: Imperial College London
