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The German Journal of Sports Medicine is directed to translational science and clinical practice of Sports Medicine and its adjacent fields, which investigate the influence of physical activity, exercise, training and sports, as well as a lack of exercise affecting healthy people and patients of all age-groups. It addresses implications for prevention, diagnosis, therapy, rehabilitation and physical training as well as the entire Sports Medicine and research in sports science, physiology and biomechanics.

The Journal is the leading and most widely read German journal in the field of Sports Medicine. Readers are physicians, physiologists and sports scientists as well as physiotherapists, coaches, sport managers, and athletes. The journal offers to the scientific community online open access to its scientific content and online communication platform.

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Sportmedizin
ORIGINALIA
SMT ALS SPIEL

Sensomotorisches Training als Computerspiel?

Sensorimotor Training as Active Video Game?

ZUSAMMENFASSUNG

Die positiven Auswirkungen des sensomotorischen Trainings (SMT) innerhalb der Prävention und Rehabilitation von Sportverletzungen sind gut belegt. Das Training auf dem Nintendo Wii Fit Balance Board soll laut Hersteller ebenfalls zu einer Verbesserung der Gleichgewichtsfähigkeit führen. Ziel der vorliegenden Untersuchung war ein Vergleich der beiden Trainingsformen bezüglich der Anpassung der posturalen Stabilität sowie der Entwicklung der Kraftfähigkeit. Dafür wurden 29 untrainierte Probanden (♀=14, Alter: 35,7±19,1;  ♂=15, Alter: 35,2±11,1) randomisiert in die SMT- und Wii Fit-Gruppe verteilt. Beide Gruppen führten ein 6-wöchiges Training (3x 45 min pro Woche) durch. Dabei absolvierte die SMT-Gruppe ein herkömmliches sensomotorisches Training, während die Wii Fit-Gruppe die Balance-Spiele  auf  dem  Balance  Board  durchführte.  In  der  Eingangs-  und  Abschlussmessung  wurden  Parameter  der  posturalen  Stabilität  („Standstabilität“), der  Explosivkraft  und  der  Maximalkraft  ermittelt.  Die  Ergebnisse  zeigen  eine signifikante  Reduktion  des  „Schwankwegs“  über  40  sek.  in  anterior-posteriorer Richtung  (p<0,00)  und  medio-lateraler  (p<0,01)  für  beide  Untersuchungsgruppen. Die Reduktion des Schwankwegs zur kompensatorischen Stabilisierung nach medio-lateraler  Pertubation  war  allerdings  bei  der  SMT-Gruppe  ausgeprägter (Effektgrößen: medio-lateraler Weg: SMT: Cohen’s d=0,60; Wii: Cohen’s d=0,04). Eine signifikante Änderung der neuromuskulären Aktivität findet sich in keiner der Gruppen. Für die Parameter der Maximal- und Explosivkraft konnten keine signifikanten Veränderungen gefunden werden. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass durch ein Balance Board Training ähnliche funktionelle Anpassungen  wie  durch  ein  SMT  erzielt  werden  können.  Das  Ausmaß  der  trainingsbedingten  Funktionsanpassungen  vor  allem  in  einer  dynamischen  Situation  ist jedoch geringer ausgeprägt.

Schlüsselwörter: Posturale  Kontrolle;  Trainingsmethoden,  Vergleich,  Spielkonsole.

SUMMARY

The effects of sensorimotor training (SMT) are well documented in the prevention  and  rehabilitation  of  injuries.  The  Balance  Board  training  of  Nintendo  Wii Fit might be used as a sensorimotor sports training device as well. The purpose of the study was to compare the functional adaptations of postural stability and strength capacity of the two training possibilities. 29 untrained, healthy subjects ( ♀=14, age: 35.7±19.1;  ♂=15, age: 35.2±11.1) were randomly assigned to the Wii Fit-group or the SMT-group. Both groups trained 3x per week for 45 min over 6 weeks. The Wii Fit-group practised balance games on the balance Board, whereas the  SMT-group  performed  ordinary  sensorimotor  training.  Parameters  of  postural stability, rate of force development and the maximum voluntary isometric strength were assessed by testing both groups before as well as after 6 weeks of training. The results show a significant reduction of the sway-path in 40-sec. one leg-standing in anterior-posterior (p<0.00) and medio-lateral (p<0.01) direction on Posturomed® for both groups. The sway-path after a medio-lateral perturbation showed a larger reduction for the SMT-group compared to the Wii Fit-group (effect-size: medio-lateral sway-path: SMT: Cohen’s d=0.60; Wii: Cohen’s d=0.04). There were no significant changes in rate of force development and the maximum voluntary isometric strength. The results showed that balance training on the Wii Fit Balance Board improved postural stability as effectively as SMT in unperturbed situations. The ability to compensate external perturbations seems to be trained primarily in SMT-exercises. In conclusion, Balance-Training on the Wii Fit Balance Board leads to functional adaptations comparable to SMT but the degree and the extent of functional effects are less pronounced.

Key Words: Postural stability, training-approach, comparison, game - pad

EINLEITUNG

Das sensomotorische System umfasst den Komplex von neurosensorischer Reizaufnahme, zentralnervösen Verarbeitungsprozessen und  einer  davon  hervorgerufenen  neuromuskulären  Antwort.  Es stellt damit die Grundlage einer zielgerichteten Bewegungskoordination dar (4, 20).
Ein  sensomotorisches  Training  (SMT)  zielt  auf  eine  verbesserte  Integration  afferenter  Informationen  beim  Ablauf  spezifischer  Bewegungsprogramme  ab.  Es  gehört  mittlerweile  zum standardisierten  Trainingsprogramm  innerhalb  der  Prävention und Rehabilitation von Verletzungen der unteren Extremität. Aufgrund der positiven Auswirkungen im Bereich der Verletzungsprophylaxe (1, 21, 24, 31), aber auch der Leistungssteigerung (6, 14, 15) wird  es  zum  einen  im  Leistungs-  und  Breitensport  junger  gesunder Personen angewandt. Andererseits kommt SMT vermehrt im Bereich  der  Sturzprophylaxe  bei  älteren  Menschen  zum  Einsatz. Hier  werden  SMT  die  Verbesserung  funktioneller  Reflexaktivitäten (12, 23, 33) sowie alltagsmotorischer Aufgaben zugesprochen (25, 34). Weitere konkrete Effekte von SMT sind durch eine große Anzahl  an  veröffentlichten  Studien  belegt:  Im  Bereich  der  neuromuskulären  Adaptation  ist  festzuhalten,  dass  die  sprunggelenksumgreifende Muskulatur effektiver arbeitet. In Bereichen der Kraftentwicklung  bringt  SMT  eine  Funktionsverbesserung,  die  auf  der Basis  von  Explosivkraft-Steigerungen  (rate  of  force  development) nachgewiesen  werden  können  (8, 9, 12, 14, 16).  Für  die  Maximalkraft konnte bei Trainierten bisher keine signifikante Verbesserung durch SMT nachgewiesen werden (5, 14, 15). Allerdings finden sich bei älteren und untrainierten Personen positive Effekte im Bezug auf diesen Parameter (6, 16, 17).
Das  Trainingsprogram  Nintendo  Wii  Fit  ist  ein  Vertreter  der neuen Generation von Computer-Spielen, die es sich zum Ziel gesetzt haben, aktive Bewegung mit der Spielkonsole durchzuführen. Bisher  existieren  in  der  Literatur  hauptsächlich  Untersuchungen zur kardiorespiratorischen und metabolischen Beanspruchung bei verschiedenen  mit  der  Spielkonsole  durchgeführten  Fitness-Spielen. Diese wurden dann in den Vergleich zu den realen Sportspielen gesetzt oder aber mit herkömmlichen Computerspielen verglichen (11, 19, 27, 32). Dabei wurde ermittelt, dass nur wenige der angebotenen Spiele, sowohl was die Belastungszeit als auch die Trainingsintensität betrifft, in der Lage sind, trainingsphysiologisch relevante Resultate zu erzielen. Allerdings zeigte sich meist eine signifikante Steigerung  des  Energieumsatzes  im  Vergleich  zum  Ruheumsatz oder  dem  Energieumsatz  bei  herkömmlichen  Computerspielen. Die Erweiterung des Wii Fit Programms um das sogenannte Balance  Board  bietet  zusätzliche  Trainingsmöglichkeiten.  Das  Balance Board ist ähnlich wie eine Kraftmessplatte mit Sensoren ausgestattet,  die  den  center  of  pressure  (COP)  berechnen  (7).  Somit  ist  es dem  Spieler  möglich,  durch  Gewichtsverlagerungen  das  Spiel  zu steuern.  Die  dazugehörige  Software  bietet  Übungen  aus  den  Bereichen: Aerobic, Muskelübungen, Yoga und Balance-Spiele an.
Da das Wii Fit Programm mit dem Balance Board anstrebt, ein Gleichgewichtstraining  durchzuführen,  scheint  der  konkrete  Vergleich zwischen SMT und dem Wii Fit Balance Board folgerichtig. Forschungsergebnisse zum SMT stellen eine gute vergleichbare Basis dar, um die konkreten Effekte von Wii Fit analysieren und verstehen zu können.
Aufgrund  der  stabilen  Unterstützungsfläche  des  Balance Boards, auf der nur der COP verlagert wird, gilt es zu untersuchen, ob sich diese Trainingsform im Vergleich zu SMT, bei der eine instabile  Unterstützungsfläche  vorliegt,  identisch  auf  Anpassungen der  posturalen  Kontrolle  und  der  Kraftfähigkeiten  auswirkt.  Auf der  Grundlage  von  vorangegangenen  SMT-Interventionen  kann vermutet werden, dass eine verbesserte posturale Kontrolle, ausgedrückt durch eine Reduktion der Schwankbewegungen eintritt. Des Weiteren wird angenommen, dass das Training eine Erhöhung der Explosivkraft nach sich zieht.

MATERIAL UND METHODE

Probanden
Insgesamt nahmen 29 untrainierte Versuchspersonen an der kompletten Studie teil (Tab. 1). Zunächst wurden 32 Probanden zufällig zu gleichen Teilen in 2 Gruppen randomisiert. Allerdings gab es in der  SMT-Gruppe  drei  Probanden,  die  die  Studie  aus  Krankheitsgründen  abbrechen  mussten.  Das  Altersfenster  der  Probanden betrug  25- 50  Jahre  und  als  Einschlusskriterium  wurde  vorgegeben,  dass  weder  akute  noch  frühere  Sprunggelenksverletzungen vorliegen  durften.  Eine  Kontrollgruppe  war  nicht  erforderlich,  da dem SMT in unterschiedlichen Studien im Vergleich zu Kontrollgruppen signifikante Effekte zugewiesen wurden. Alle Probanden unterschrieben eine Einverständniserklärung.

Intervention
Für  die  Untersuchung  sollte  die  Versuchsgruppe  Wii  Fit  über  6 Wochen dreimal pro Woche für 45 min die Balance-Spiele auf dem Balance Board durchführen. Die Spiele werden hierfür nicht mehr wie  herkömmliche  Computerspiele  über  einen  Joystick  oder  ein Gamepad gesteuert, sondern durch eine per Funk mit der Konsole verbundene Fernbedienung. Über Infrarotsensoren werden Bewegungen registriert und auf den Bildschirm übertragen. Das Balance tabelle 1:Anthropometrische Daten der Untersuchungsgruppen.Board ist ähnlich wie eine Kraftmessplatte mit Sensoren ausgestattet, die mit einer Frequenz von 60 Hz den center of pressure (COP) berechnen. Die Spieler steuern dabei das Spiel durch Gewichtsverlagerungen  in  medio-lateraler  und  anterior-posteriorer  Richtung. Das Training wurde so realitätsnah wie möglich aufgebaut, um eine Alltagsnutzung zu Hause zu simulieren. So wurden keine Vorgaben bzgl. bestimmter Balance-Spiele o.ä. gemacht, sondern der Spielbetrieb wurde über die Konsole gesteuert, die automatisch Schwierigkeitslevels ändert oder Spiele freischaltet.Versuchsgruppe  SMT  führte  ein  herkömmliches  6-wöchiges SMT  durch  (12, 14, 19).  Es  wurde  dreimal  pro  Woche  45  min  auf instabilen  Unterlagen,  wie  Wackelbrett,  Kreisel  und  Airex-Matte®, trainiert.Beide Gruppen trainierten über den gesamten Zeitraum unter Supervision am Untersuchungsort. Die regelmäßige Teilnahme wurde  über  ein  Studienprotokoll  überprüft.  Für  beide  Gruppen wurde  ein  fortschreitender  Anstieg  des  Schwierigkeitslevels  über die  gesamte  Intervention  sichergestellt.  Bei  Wii  Fit  wurde  eine automatische Erschwerung durch die Konsole vorgenommen. Innerhalb des SMT-Trainings wurde das Schwierigkeitslevel über den Einsatz instabilerer Geräte und den Entzug der visuellen Kontrolle erhöht.  Es  fand  eine  Eingangsmessung  (T0)  und  eine  Abschlussmessung nach 6 Wochen (T1) statt.

Elektromyographie
(EMG)Nach  der  Aufklärung  der  Versuchsperson  wurden  gemäß  dem Standardverfahren  nach  Reinigung  und  Abschmirgeln  der  Haut unilateral  die  bipolaren  Oberflächenelektroden  (Ag-AgCl  Blue Sensor,  Ambu,  Ballerup,  Denmark)  nach  der  Bestimmung  des Muskelbauches am Bein angebracht. Der im Anschluss gemessene Hautwiderstand lag bei allen Probanden unter 5 kΩ. Die benutzten Hautstellen wurden fotografiert, um bei der Abschlussmessung die gleichen Messareale zu benutzen.
Die  vorverstärkten  EMG-Signale  wurden  mittels  einer  bipolaren  Oberflächen-EMG-Anlage  aufgenommen  (EISA,  Universität Freiburg,  Deutschland).  Die  registrierten  Daten  erlauben  Rückschlüsse über den Einsatz, die Dauer und die Stärke der Muskelinnervation  und  somit  über  das  Kontraktionsverhalten.  Es  wurden EMGs der relevanten Unterschenkelmuskulatur abgeleitet (M. peroneus longus, dem M. tibialis anterior, und M. soleus).

Posturomed®
Der Parameter der posturalen Stabilität wurde mittels Posturomed® (Haider Bioswing, Pullenreuth, Deutschland) bestimmt. Das Gerät besteht  aus  einer  in  zwei  Dimensionen  frei  schwebenden  Standplatte.  Die  Standfläche  des  Gerätes  war  in  der  Transversalebene beweglich  gelagert,  ausgehend  vom  0-Punkt  betrug  das  maximal mögliche  Bewegungsausmaß  ca.  70mm  anterior-posterior  und medio-lateral.  Die  maximale  Eigenfrequenz  des  Gerätes  beträgt laut  Hersteller  unter  drei  Hertz  und  lässt  nur  kontrollierte  Ausweichbewegungen  zu  (26).  Voruntersuchungen  zeigen  einen  beträchtlichen Lerneffekt auf dem Gerät, der jedoch durch Training innerhalb weniger Minuten sehr schnell einem Sättigungsgrad zustrebt. Aus diesem Grund wurde den Probanden ca. eine Minute Zeit gegeben, sich mit den Bedingungen des Untersuchungsgerätes vertraut zu machen.
Die Analyse der Stabilisierungsfähigkeit auf dem Posturomed® im  barfüßigen  Einbeinstand  mit  dem  rechten  Bein  als  Standbein wurde unter 2 Bedingungen durchgeführt:
a)  Ermittlung  des  Standardwertes  nach  dem  40  Sekunden– Test: Auf das Kommando des Versuchsleiters hin versuchte der Proband 40 Sekunden lang mit minimalen Bewegungsschwankungen auszukommen.  Es  wurde  darauf  geachtet,  dass  die  Versuchspersonen während der Messung die vorgegebene Körperhaltung beibehielt. Das Standbein war im Kniegelenk 30° flektiert, die Hände waren in die Hüfte gestützt und der Blick war geradeaus gerichtet.Nach ca. 30 Sekunden Pause wurde Teil
b) des Versuchs gestartet:b) Analyse der Kompensationsfähigkeit nach gezielter mediolateraler Auslenkung im 4 Sekunden Intervall nach der Störung des Gleichgewichts: Dabei begab sich der Proband in den Einbeinstand und  nahm  auf  der  arretierten  und  vorgespannten  Plattform  eine möglichst  schwingungsfreie  Stellung  mit  der  beschriebenen  Körperhaltung ein. Nachdem der Versuchsleiter überprüft hatte, ob die Probanden eine stabile Ausgangsstellung inne hatten, löste dieser die Arretierung der Standplatte. Der Zeitpunkt der Auslösung variierte somit und konnte vom Probanden nicht antizipiert werden. Die Aufgabe bestand für den Probanden darin, nach dieser Auslenkung so schnell wie möglich wieder eine ruhige schwingungsfreie Position einzunehmen.
Während der Messungen wurden kontinuierlich EMGs der genannten Muskeln aufgezeichnet.

Beinkraftmessgerät (BKM)
An  dieser  Messstation  kam  ein  Schubschlittengerät  zur  Anwendung, das durch die Montage einer vertikal arbeitenden Kraftmessplattform (Kistler®, Winterthur, Schweiz) ergänzt wurde.
Der Proband befand sich bei der Messung in Rückenlage mit jeweils  einem  90°  Winkel  in  Hüfte,  Knie  und  Sprunggelenk.  Die Translation des Schubschlittens war blockiert, so dass eine isometrische  Maximalkraftmessung  stattfinden  konnte.  Dabei  wurden die  Kraft-Zeit-Verläufe  bei  unilateralen  isometrischen  Maximalkraftkonzentrationen  der  Beinextensoren  gemessen.  Die  Probanden wurden bei jedem Versuch aufgefordert, schnellstmöglich ihre maximale Kraft zu realisieren. Beim BKM wurde die gesamte Beinkette – im Sinne eines mehrgelenkigen, geschlossenen Systems – ermittelt. Die wichtigsten Kennwerte waren der Maximalkraftwert und der Explosivkraftwert.

Auswertung
Alle Signale wurden synchron mit 1000 Hz registriert. Die ungefilterten analogen Rohsignale wurden digitalisiert (DAQ6023E, National Instruments, Austin, USA).
Der biomechanische Parameter der posturalen Stabilität wurde mittels Posturomed® und integrierter EMG-Abnahme ermittelt. Die  Abweichungen  vom  Nullpunkt  wurden  für  beide  Freiheitsgrade  (medio-lateral  und  anterior-posterior)  getrennt  bestimmt. Um Informationen über den Aktivitätsverlauf der Muskulatur zu erhalten,  wurden  die  EMG  Daten  mit  dem  Softwarepaket  „Imago“  gefiltert  (Butterworth  2nd  order,  bandpass  Filter  10- 500Hz), gleichgerichtet  und  integriert.  Anschließend  wurden  sowohl  die Daten  der  Eingangs-  als  auch  der  Ausgangsmessung  am  50% MVC-Wert der Eingangsmessung normiert. Hierfür wurde bei der Eingangsmessung ein Absolutwert bei 50% MVC bestimmt, der bei der Ausgangsmessung reproduziert wurde. Für Teil a) wurden die iEMG´s in einem Zeitraum von 0- 40 Sekunden analysiert. Für Teil b)  wurden  nach  der  Auslenkung  Schwankweg  und  EMG-Signale über einen Zeitraum von 10 Sekunden aufgezeichnet. Für die Datenauswertung wurde ein Zeitraum von 0–4 Sekunden nach der Auslenkung herangezogen.
Die  Maximal-  (MVC)  und  Explosivkraft  (RFD)  wurde  mittels BKM erfasst. Dabei gibt das BKM Aufschluss über die gesamte Beinkraft. Es erfolgte die Aufzeichnung der Abdruckreaktionskraft. Von drei durchgeführten Maximalkraftversuchen wurde der beste in die Auswertung einbezogen. Die Explosivkraft wurde als der maximale Anstiegskoeffizient der Kraftkurve ermittelt.
Für  beide  benutzen  Messsysteme  liegen  Untersuchungen  zur Test-Retest-Reliabilität vor, die die Geräte als geeignet zum Einsatz bei der Quantifizierung der Zielparameter einstufen. Angaben zum Posturomed können den Publikationen von Mueller at al. (22) und Böer  et  al.  (3)  entnommen  werden  und  zeigen  einen  Test-Retest Korrelationskoeffizienten von r =0,73. Angaben zur Reliabilität des BKM finden sich bei Gruber et al. (14) und zeigen Test-Retest Korrelationskoeffizienten von r =0,58- 0,91 für die MVC und r =0,68- 0,96 für die RFD.

Statistik
Alle Daten sind in Form von Mittelwerten (MW) und Standardabweichungen (SD) dargestellt und wurden auf Normalverteilung mit dem  Kolmogorov–Smirnov–Anpassungstest  und  auf  Varianzhomogenität mit dem Levene–Test kontrolliert. Zur Überprüfung der Interventionseffekte  wurde  eine  2  (Gruppen:  Wii,  SMT)  x  2  (Testtermine: Prä-, Post-Test) Varianzanalyse (ANOVA) mit Messwiederholung durchgeführt. Die Bestimmung der Effektgröße der Mittelwertsvergleiche der beiden Gruppen erfolgte durch die Verwendung von  Cohen’s  d  (d=(MWprä-MWpost)/SDgemittelt).  Ein  Wert  von 0,2<d<0,5 kennzeichnet dabei einen kleinen Effekt, von 0,5<d<0,8 einen mittleren und von d>0,8 einen großen Effekt.
Weiterhin wurde eine multivariate ANOVA mit allen erfassten Kennwerten  durchgeführt,  um  festzustellen,  ob  Unterschiede  im Ausgangsniveau der beiden Gruppen vorhanden waren.
Das Signifikanzniveau wurde auf α<0,05 festgelegt. Die statistische Datenanalyse erfolgte mit dem Programmpaket SPSS (Version 16.0).

ERGEBNISSE

Das Ausgansniveau aller analysierten Parameter zeigte keine statistisch signifikanten Gruppenunterschiede (kleinster p-Wert >0,18).

Posturale Stabilität (Standstabilität) auf dem Posturomed®
Der  Interventionseffekt  zeigt  eine  signifikante  Reduktion  des Schwankwegs  im  40s  Test  in  anterior-posteriorer  (ap)  Richtung  (p<0,00)  (SMT:  T0=0,66±0,46m;  T1=0,35±0,24m;  Wii  Fit: T0=0,67±0,43m  T1=0,381±0,30m).  Für  die  medio-laterale  (ml) Richtung zeigt sich ebenfalls für beide Gruppen ein signifikant reduzierter Schwankweg (p<0,01), bei der SMT-Gruppe von 0,68±0,43m auf  0,47±0,29m,  bei  der  Wii  Fit-Gruppe  von  0,92±0,68m  auf 0,63±0,62m (Abb.1). Für beide Richtungen konnte weder ein signifikanter  Gruppenunterschied  festgestellt  werden  (ap:  p=0,77;  ml: p=0,24) noch ein signifikanter Interaktionseffekt ermittelt werden (ap: p=0,93; ml: p=0,42). Die für beide Gruppen getrennt berechneten Effektstärken zeigen für die SMT-Gruppe in anterior-posteriorer Richtung einen großen Effekt (d=0,87) und in medio-lateraler Richtung einen mittleren Effekt (d=0,57). Für die Wii Fit-Gruppe findet sich in ap-Richtung ein großer (d=0,80) und in ml-Richtung ein kleiner Effekt (d=0,44).
Der  bei  der  Analyse  der  Kompensationsfähigkeit  im  4s  Test nach der Störung des Gleichgewichts ermittelte Schwankweg zeigt für beide Gruppen sowohl in anterior-posteriorer (p<0,00) als auch in  medio-lateraler  Richtung  (p=0,04)  eine  signifikante  Reduktion von T0 zu T1. Hier konnten ebenfalls keine signifikanten Gruppenunterschiede festgestellt werden. Der Interaktionseffekt zeigt, dass beide  Gruppen  ähnliche  Verbesserungen  in  anterior-posteriorer Richtung  aufweisen  (p=0,69),  in  medio-lateraler  Richtung  (Auslenkungsrichtung)  ist  die  Verbesserung  der  SMT-Gruppe  jedoch ausgeprägter,  was  sich  sowohl  in  den  Absolutwerten  als  auch  der Bestimmung  des  Interaktionseffektes  zeigt  (p=0,11),  (Abb. 2).  Die Effektstärken für die Gruppen getrennt weisen für die SMT-Gruppe in  ap-Richtung  einen  großen  Effekt  (d=0,89)  und  für  die  ml-Richtung  einen  mittleren  Effekt  aus  (d=0,60).  Für  die  Wii  Fit-Gruppe findet sich zwar in ap-Richtung ebenfalls ein großer Effekt (d=0,89) in ml-Richtung kann jedoch kein Effekt durch die Intervention errreicht werden (d=0,04).

Neuromuskuläre Aktivität auf dem Posturomed®
Die Aktivität der sprunggelenksumgreifenden Muskulatur bei der Analyse der Stabilisierungsfähigkeit im 40s Test auf dem Posturomed® veränderte sich in beiden Gruppen nicht signifikant. Des Weiteren konnte für keinen der abgeleiteten Muskeln ein signifikanter Gruppenunterschied  oder  Interaktionseffekt  festgestellt  werden, Allerdings weisen Trends und dazugehörige Cohen’s Werte auf ein unterschiedliches Verhalten der Gruppen hin. So zeigen die Absolutwerte  bei  der  SMT-Gruppe  im  Vergleich  zur  Wii-Gruppe  eine Reduktion. Dies wird durch die getrennt bestimmten Effektstärken beider Gruppen unterstrichen (Tab. 2).

Maximalkraft und Explosivkraft
Abschließend  werden  die  Parameter  der  Maximal-  und  Explosivkraft beschrieben.
Bei der Messung der isometrischen Maximalkraft der Beinextensoren konnten für beide Gruppen keine signifikanten Verände rungen  ermittelt  werden  (SMT:  T0=940±287 N;  T1=941±277N; Wii Fit: T0=856±314N; T1=848±335N).
Die  Veränderungen  der  Explosivkraft  waren  für  beide  Gruppen  ebenfalls  nicht  signifikant  (SMT:  T0=8,0±4,2;  T1=8,2±3,4N/ms; Wii Fit: T0=7,7±3,1; T1=7,8±2,5 N/ms)

DISKUSSION

Die  erwartete  Verbesserung  der  Standstabilität  wurde  für  beide Gruppen erreicht. Das Training auf dem Wii Fit Balance Board löst in der Testbedingung der Ermittlung des Standardwertes nach dem 40s Test die gleichen Anpassungsleistungen aus wie ein sensomotorisches Training.
Die neuromuskuläre Aktivität zeigt bei der SMT-Gruppe einen Trend zur Reduktion auf, während die Wii-Gruppe inkonsistente Veränderungen  aufzeigt.  Für  die  SMT-Gruppe  könnte  man  nun annehmen,  dass  eine  reduzierte  Muskelaktivität  auf  eine  verbesserte  intermuskuläre  Koordination  der  beteiligten  Muskeln  zurückgeführt werden kann (17). Dieser Parameter lässt sich jedoch kontrovers diskutieren. Eine geringere muskuläre Aktivität könnte auf eine verbesserte intermuskuläre Koordination verbunden mit einer besseren Effizienz hinweisen, allerdings lässt sich ebenfalls postulieren,  dass  eine  erhöhte  oder  gleichbleibende  Muskelaktivität pro zurückgelegtem Schwankwert für eine höhere Gelenksstabilität verantwortlich sein könnte. Aufgrund der großen Anzahl von Studien, die keine Veränderungen in der muskulären Aktivität nach SMT aufwiesen, aber gleichzeitig Verbesserungen der posturalen Kontrolle zeigten (2, 18, 28, 29), muss die funktionelle Relevanz von Änderungen der  muskulären  Aktivität  weiter  untersucht werden.
Die  Probanden  beider  Gruppen  sind nach  dem  Training  besser  in  der  Lage durch  gezielte  muskuläre  Aktionen  die erzwungene  medio-laterale  Schwingung der  Plattform  im  2.  Test  abzudämpfen. Allerdings  schneidet  die  SMT-Gruppe  in dieser  Versuchsbedingung  besser  ab  als die  Wii-Gruppe.  In  medio-lateraler  Richtung, in welcher die definierte Auslenkung erfolgte, konnte die SMT-Gruppe eine größere  Verbesserung  erzielen,  während  die Wii-Gruppe  kaum  ihren  Ausgangswert  verbesserte  (Effektgrößen: SMT: Cohen’s d=0,60; Wii: Cohen’s d=0,04). Somit lässt sich festhalten, dass durch ein sensomotorisches Training besser auf plötzlich einsetzende  Kräfte  die  an  der  unteren  Extremität  wirken,  reagiert werden  kann.  Dies  kann  als  positiver  Trainingseffekt  im  Sinne  einer  schnellen  Stabilisationsfähigkeit  interpretiert  werden.  Gruber et  al.   erklären  dies  mit  einer  erhöhten  Gelenkstiffness,  allerdings wurde  hier  das  Kniegelenk  überprüft  (13).  Eine  mögliche  Ursache für die leichte Überlegenheit des SMT in dieser Bedingung stellt das Trainings-Equipment an sich dar. Das SMT findet auf instabilen Unterstützungsflächen statt, auf deren Bewegung fortwährend reagiert werden  muss,  während  das  Balance  Board  einen  stabilen  StandUntergrund bietet, über dem der COP in verschiedene Richtungen verlagert  werden  muss.  Welche  Strukturen  des  sensomotorischen Systems für das bessere Gleichgewichtsvermögen in beiden Gruppen verantwortlich sind bzw. eine Differenzierung beider Trainingsformen bezüglich der festgestellten Anpassung kann aufgrund der angewandten  Messmethodik  nicht  weiter  vorgenommen  werden. Allerdings lässt sich vermuten, dass die verbesserte neuronale Ansteuerung der sprunggelenksumgreifenden Muskulatur zum einen durch  Anpassungen  auf  spinaler  Ebene  (12, 23, 30)  als  auch  durch supraspinale Plastizität (2, 28, 29) hervorgerufen wurde. Gerade die letztgenannten  Studien  lassen  vermuten,  dass  die  supraspinalen Anpassungsreaktionen  den  entscheidenden  Beitrag  zur  Verbesserung der Gleichgewichtsfähigkeit liefern.
Bisherige  Arbeiten  haben  gezeigt,  dass  Einflüsse  sensomotorischen  Trainings  innerhalb  der  isometrischen  Kraftentwicklung nicht im Bereich der absoluten maximalen Kraft erwartet werden können. Vielmehr scheint die Explosivkraft einen gut beschriebenen Parameter  bezüglich  der  neuronalen  Ansteuerung  darzustellen (10, 14). In unserer Untersuchung konnten sowohl für die SMT-Gruppe als auch für die Wii-Gruppe keine Zuwächse in der Explosivkraft der Beinextensoren gefunden werden und auch bei der Bestimmung der Maximalkraft zeigten sich keine Veränderungen durch die Trainingsintervention. Allerdings zeigt eine andere Untersuchung (30) ebenfalls, dass bei der Messung der gesamten Beinstreckerkette oftmals keine Veränderungen für diese Parameter festgestellt werden konnten. Unter Umständen hätten bei einer isolierten Messung der Unterschenkelmuskulatur Unterschiede bzgl. der Explosivkraft aufgedeckt werden können. Weitere Untersuchungen sollten an dieser Frage ansetzen. Außerdem wäre eine Analyse von Subgruppen (hohes Alter versus junges Alter; Kinder und Jugendliche) interessant, da  es  Hinweise  gibt,  dass  Effekte  auf  die  Maximalkraft  durch  ein SMT bei älteren Menschen erreicht werden können (6, 16).

Schlussfolgerungen
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass in unpertubierter Bedingung eine analoge Verbesserung der Standstabilität bei Wii und SMT auftritt.
Die Kompensationsfähigkeit nach einem Störreiz ist allerdings bei der SMT-Gruppe ausgeprägter. Dies bedeutet, dass die schnelle Stabilisationsfähigkeit der Muskulatur durch ein SMT noch mehr gefördert wird als durch ein Wii Fit Training. Bei der Analyse der Maximalkraft  und  Explosivkraft  sollte  beachtet  werden,  dass  Effekte unter Umständen unter anderen Messbedingungen gefunden werden können, was die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen unterstreicht.
Wii  kann  bei  einem  Gleichgewichtstraining  im  gesundheitsorientierten Bereich eine Alternative zu SMT darstellen. Allerdings ist das SMT aus oben genannten Gründen im Hinblick auf die Verletzungsprophylaxe im Sport effektiver einzuschätzen.
Gerade  wenn  der  Bewegungsspaß  im  Vordergrund  steht, zeichnet sich das Wii Fit Programm durch einen sehr hohen Aufforderungscharakter aus. Des Weiteren eignet es sich aufgrund seines geringeren  Schwierigkeitsgrades  besonders  für  untrainierte  oder ältere Personen.

Diese Untersuchung wurde in Teilen durch eine Projektförderung der Firma Nintendo® realisiert.

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Korrespondenzadresse:
Dr. Katrin Röttger (geb. Korsten)
Institut für Sport und Sportwissenschaft
Universität Freiburg
Schwarzwaldstr. 175
79117 Freiburg
E-Mail: katrin.korsten@sport.uni-freiburg.de
 
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