Elektromyographische Studie ballistischer Bewegungen

Die meisten Menschen nutzen für viele Aufgaben bevorzugt eine Hand, in der Regel die rechte. Ambidextere Menschen, die beide Hände gleichermaßen einsetzen können, sind sehr selten. Obwohl diese Händigkeit des Menschen ein alltägliches Phänomen ist, konnten die motorischen Strategien, welche die Überlegenheit der dominanten Hand bedingen, noch nicht abschließend geklärt werden. Die meisten bisherigen Studien beschränkten sich auf relativ einfache Bewegungen, nur ein Gelenk oder eine Bewegungsebene betreffend. In dieser Arbeit wurden an 12 Probanden rasche, gezielte Wurfbewegungen der oberen Extremitäten seitenvergleichend mittels elektromyographischer Ableitungen (EMG) und Registrierungen der Beschleunigung (Akzelerometer) untersucht. Die EMG-Ableitungen erfolgten mit Oberflächenelektroden an fünf Schulter-, Arm- und Handmuskeln (M. deltoideus, pars anterior und pars posterior; M. triceps brachii, caput longum; M biceps brachii; Thenarmuskulatur). Für die Erfassung der Beschleunigung wurde ein Akzelerometer am Handgelenk befestigt. Die Probanden hatten die Aufgabe, mit jeder Hand Dartpfeile in Serien von 30 Würfen auf ein definiertes Ziel zu werfen (Abstand 2,37 m). Sie verwendeten zwei verschiedene Wurftechniken, und zwar den bekannten regulären Dartwurf und einen eher unüblichen Unterhandwurf. Insgesamt vollführte jeder Teilnehmer vier Wurfserien (linke/rechte Hand; Dartwurf/Unterhandwurf), wobei jede Serie 30 Würfe beinhaltete. Die gesamte Untersuchung wurde am Folgetag wiederholt, um etwaige Lerneffekte darzustellen. Erwartungsgemäß war bei allen Probanden die dominante Hand bei beiden Wurftechniken treffsicherer als die non-dominante Hand. Generell war die Treffsicherheit bei den Dartwürfen höher als bei den Unterhandwürfen. Innerhalb der Serien von 30 Würfen verbesserte sich die Trefferquote besonders während der ersten fünf Würfe. Es gab keine systematische Verbesserung der Trefferquoten bei der Messwiederholung am Folgetag gegenüber dem Vortag. Die EMG-Kurven der Muskelaktivität ließen ein triphasisches Aktivitätsmuster erkennen, das durch das zeitliche Zusammenspiel von Agonisten und Antagonisten entstand. Dieses Muster, welches insbesondere für Bewegungen mit definiertem Endpunkt beschrieben worden ist, war hier auch beim Werfen zu erkennen. Die EMG- und Beschleunigungsverläufe der rechten und linken Extremität zeigten wider Erwarten kaum Seitenunterschiede. Die aus den Rohdaten entstandenen Mittelwertskurven waren annähernd deckungsgleich. Dies galt für beide Wurftechniken. Um die zeitliche Koordination der Muskelaktivitäten zu analysieren, wurden Beginn und Ende (Onset, Offset) der EMG-Aktivität jeder Muskelaktion bestimmt. Hier ergaben sich Seitendifferenzen im zeitlichen Ablauf der Muskelaktivität (Timing). Bei beiden Wurftechniken erfolgte die Aktivierung der Pars posterior des M. deltoideus auf der non-dominanten Seite signifikant verspätet (um ca. 20-35 Millisekunden). Dieser Muskelanteil wirkte bei beiden Wurftechniken als Antagonist. Seine verspätete Aktivierung gestaltete den Bewegungsablauf möglicherweise weniger effizient. Weiterhin fanden sich schwache bis mäßige signifikante Korrelationen zwischen der Treffgenauigkeit und der EMG-Aktivität sowohl dieses Muskelanteils als auch der Thenarmuskulatur. Die Seitendifferenzen im Timing der Muskelaktivierung lassen vermuten, dass bei Planung und Durchführung gezielter Wurfbewegungen der dominanten und non-dominanten Hand etwas unterschiedliche motorische Programme verwendet werden. Die Seitenunterschiede wären damit zentralen (und nicht muskulären) Ursprungs, denn die Programmierung der motorischen „Befehle“ erfolgt durch den sensomotorischen Kortex in Zusammenarbeit mit dem Kleinhirn und den Basalganglien.

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