Messen, bis die Muskeln zwicken
Im Sport gibt es manch einfache Wahrheit. Der Schnellste gewinnt den 400-Meter-Lauf. Beim Hand- und Fußball muss das Runde ins Eckige. Dem Sprint-Sieg oder erfolgreichen Wurf beziehungsweise Dropkick gehen allerdings meist unendlich viele Trainingsstunden voraus, in denen die Athletinnen und Athleten ihre Fertigkeiten immer und immer wieder verfeinern – der glorreiche Sieg ist „nur“ das Endergebnis von reichlich Trainingsstunden. Für einen ambitionierten 400-Meter-Läufer reicht es beispielsweise keineswegs aus, seine Schnellkraft beim Start oder allgemein die Ausdauer zu trainieren – eine herausragende Kurventechnik gilt in dieser Disziplin als ein wesentliches Erfolgsmerkmal. Und einen fulminanten Handballer zeichnet nicht allein aus, dass er den Ball kraftvoll in Richtung Giebel hämmert – mit einer ausgefeilten Wurftechnik erhöht er seine Torchancen deutlich.
Jedem Lauf, Wurf oder Schuss liegen bekanntermaßen unzählige Prozesse und Abläufe im menschlichen Körper zugrunde, die es sich zu analysieren lohnt, um seine Effektivität zu verbessern. Womit wir automatisch in der Ballsporthalle der Universität Münster am Horstmarer Landweg angekommen wären – genauer gesagt im Bewegungslabor. Rund 25 Meter lang und zehn Meter hoch ist das mit einem blauen Hallenboden ausgestattete „Open Lab“, in dem es nach Angaben des Instituts für Sportwissenschaft vorrangig darum geht, „die biomechanischen, physiologischen, neuronalen und psychologischen Grundlagen von Bewegungen mit neuester Technik“ zu untersuchen. So einfach sind die Wahrheiten im Sport offenbar doch nicht …
An diesem Vormittag ist John Nyamadi angetreten, um die Aktivitäten in seinen Bizeps-Muskeln analysieren zu lassen. Der 26-jährige Sportstudent aus Ghana lässt aus eigenem Forschungsinteresse die Hanteln auf- und abfahren, auf den Bildschirmen verfolgen drei Sportwissenschaftlerinnen sein „measurement protocol for EMG assessments“ (EMG: Elektromyograhie): Was genau passiert in Johns Oberarmen bei den Beugungen? Welche Kräfte wirken wann mit welcher Intensität auf seine Gelenke? Vor einiger Zeit ließen auch die Zweitliga-Handballer des TV Emsdetten einige ihrer typischen Aktivitäten überprüfen, um ihre Sprungkraft und Schnelligkeit zu optimieren – auch die „Wurfkinetik“ stand auf ihrem Analyse-Wunschzettel. „Wir können eine Vielzahl verschiedener Messungen anbieten, was vor allem für unsere Lehramtskandidaten, aber auch für Sportpsychologen, Athleten und Trainer mit Blick auf eine mögliche Optimierung von großem Wert ist“, betont Dr. Marc de Lussanet, der im „Open Lab“ für die Software-Programmierung verantwortlich ist und die Technik überwacht.
Und davon gibt es reichlich, die technische Ausstattung ist das entscheidende Plus im 2009 eröffneten Bewegungslabor. An den Wänden hängen 20 Infrarot-Hochgeschwindigkeitskameras, das Stück schlägt mit einigen Tausend Euro zu Buche. Der Boden ist mit acht „Piezo-Kraftmessplatten“ ausgestattet, die jeder Vibration trotzen und deswegen ein eigenes Fundament haben. Weiter geht’s: zwei 3D-Akzelerometer, zwei Radergometer, eine Apparatur für die drahtlose Augenbewegungsmessung, eine drahtlose Elektromyografie, zwei große Projektionswände, auf denen man die Bewegungen der Athleten nachvollziehen kann. In einer Hallenecke stehen zwei fahrbare Sandkästen, mit denen man die Sprungleistungen sogar in verschiedenen Sandsorten messen kann. Oberhalb der Spiel- und Messfläche gibt es eine kleine „Tribüne“, wo den Studierenden Rechner zur Verfügung stehen und wo sie Vorträgen folgen können.
Diese Hardware wird ergänzt um eine komplexe Software wie etwa Qualisys Track Manager, BioWare, myoResearch, Motion Viewer und Brain Vision Analyser. Im Endergebnis können die Experten damit beispielsweise den doppelten Salto einer Turnerin oder den Sprungwurf eines Handball-Rückraumspielers bis ins kleinste Detail analysieren – um die individuellen Leistungen zu verbessern, aber auch um möglichen Verletzungen bei der Salto-Landung oder beim Zusammenprall mit einem Gegenspieler vorzubeugen. „Wir wissen genau, wie welcher Muskel agiert und reagiert und welche Kräfte auf den Körper einwirken“, schildert Marc de Lussanet. Das gilt auch für das Radfahren: Mit Probanden, die sich mit reichlich Elektroden auf ihrem Körper auf einem Spezial-Ergometer abstrampeln, ermitteln sie die Aktivitäten der Bein-Muckis und die Belastung der Gelenke. Die Experten können zudem Blut abnehmen und die Atemluft analysieren.
Vor einigen Jahren überprüften die Forscher, wie man Tätigkeiten, für die es zweier Personen bedarf – einen schweren Tisch transportieren oder einen argentinischen Tango tanzen – optimieren kann. Dafür stellten sie zwei Freiwilligen die Aufgabe, auf einem Schwankungsbrett abgestimmte Körperbewegungen auszulösen oder vorgegebene Figuren zu „zeichnen“. Das Schwankungsbrett stand dafür auf den Kraftmessplatten, um Rückschlüsse auf die bestmögliche Auslenkung des Bretts zu erlauben beziehungsweise um Tipps für eine verbesserte Koordination geben zu können. Manchmal geht’s am „Homala 68b“ sogar tierisch sportlich zu. Um die Gelenkbelastungen beim Sprung über eine Hürde zu messen, um die Belastungsunterschiede bei einem Sprung auf einer Geraden und in einer Kurve zu erfassen und um Unterschiede in der Sprungtechnik zwischen unterschiedlichen Leistungsklassen zu verstehen, statteten Prof. Heiko Wagner, Professor für Bewegungswissenschaft, und Marc de Lussanet 15 Probanden an den Beinen mit Messsensoren aus – es handelte sich um 15 „erfahrene Border Collies“.
Autor: Norbert Robers
Dieser Artikel stammt aus der Unizeitung wissen|leben Nr. 5, 14. Juli 2021.