Unser zentrales Nervensystem (ZNS) steuert alles, einschließlich unserer Bewegungen. Das Verständnis und die Anwendung der zugrunde liegenden neuronalen Gesetze des ZNS können die menschliche Leistungsfähigkeit erheblich verbessern.
Neurocoaching: Was ist das?
Neurocoaching, ein Begriff, der in Deutschland oft im Zusammenhang mit der Sprinterin Gina Lückenkemper genannt wird, nutzt die Arbeitsweise des ZNS, um die Leistung zu optimieren. Da die neuronalen Gesetze für jeden Menschen gleich sind, kann jeder davon profitieren.
Das Gehirn als Überlebensmaschine
Die Hauptaufgabe unseres Gehirns ist es, unser Überleben zu sichern. Es tut dies, indem es ständig Vorhersagen trifft. Ist eine Situation unvorhersehbar, stuft das Gehirn sie als potenziell unsicher ein. Diese Vorhersagen ermöglichen es uns, auf potenzielle Gefahren angemessen zu reagieren. Bedrohungen sollen frühzeitig erkannt werden, um entsprechende Handlungen oder Bewegungen einzuleiten.
Optimale Leistung durch Vorhersagbarkeit
Eine optimale Leistung wird dann erreicht, wenn unser Gehirn eine Situation optimal vorhersagen bzw. einschätzen kann und sich dadurch sicher fühlt. Wenn wir nicht in der Lage sind, Situationen optimal vorherzusagen, ist eine optimale Leistung nicht möglich. Daher muss das Ziel im Training sein, die Vorhersagbarkeit zu erhöhen.
Die Arbeitsweise des Nervensystems
Das Nervensystem empfängt Input, analysiert und interpretiert diesen und reagiert mit einem Output. Input erhalten wir permanent über Sensoren/Rezeptoren, sowohl aus der Umgebung als auch von unserem Körper. Dieser Input gelangt über das Nervensystem zum Gehirn, wo die Informationen analysiert und auf Basis gespeicherter Muster interpretiert werden. Durch die Analyse und Interpretation des Inputs wird entschieden, welche Bewegung ausgeführt wird. Dieser Prozess findet häufig unbewusst statt. Das Gehirn erstellt dann einen Bewegungsentwurf, der über das Nervensystem an die ausführenden Organe gesendet wird, in unserem Beispiel die Muskulatur. Unser Output kann beispielsweise ein Sprung, ein Wurf oder auch eine Empfindung wie Schmerz sein.
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Input, Integration und Output
Im Training konzentrieren wir uns oft auf die Verbesserung des Outputs, also beispielsweise höher springen, mehr Gewicht bei der Kniebeuge bewegen oder mit weniger Anstrengung oder ohne Schmerzen den dritten Stock erreichen. Um das zu erreichen, dürfen wir die Entstehung des Outputs nicht vernachlässigen. Das bedeutet, dass wir auch den Input und die Integration verbessern müssen. Optimale Leistung erreichen wir durch guten Input und eine gute Integration (Analyse und Interpretation) des erhaltenen Inputs.
Schutzmechanismen des Gehirns
In jeder Millisekunde empfängt unser Gehirn Daten aus Umgebung und Körper. Diese werden nach dem oben beschriebenen Prozess verarbeitet, wobei immer folgende Frage beantwortet werden soll: Wie gefährlich ist das, was ich hier jetzt gerade mache? Wenn das Gehirn aufgrund der erhaltenen, analysierten und interpretierten Daten zu dem Schluss kommt, dass die Situation gefährlich ist, ergreift es Schutzmaßnahmen. Diese können unterschiedlich aussehen, zum Beispiel eingeschränkte Kraft oder Beweglichkeit, muskuläre Spannungen oder Schmerzen.
Das Fass-Prinzip
Wie eine Situation bewertet wird, hängt von vielen Faktoren ab. Man kann sich das Ganze wie ein Fass vorstellen: Wenn sich die Lage zuspitzt und viele kleine oder ein großes Defizit entsteht, läuft das Fass über. Im Training konzentriert man sich auf die Systeme, die man beeinflussen kann, damit das Fass nicht überläuft.
Neuroathletiktraining in der Praxis
Im Neuroathletiktraining wird zunächst getestet, wo die Defizite liegen. Um die Wahrnehmung, also unseren Input, zu verbessern, trainieren wir Augen, Gleichgewicht und Propriozeption. So wird der Input nach und nach verbessert, die Schutzmaßnahmen werden aufgelöst und der Output, unsere Leistungsfähigkeit, steigt.
Fallbeispiel: Neuroathletiktraining zur Rehabilitation
Nehmen wir an, eine 45-jährige Person mit Brille hat jahrelang Fußball gespielt und sich mehrfach verletzt, zuletzt einen Kreuzbandriss, der nie vollständig verarbeitet wurde und immer wieder Schmerzen verursacht. Nach einem Autounfall mit Gehirnerschütterung und Nackenverspannungen liegt die visuelle Wahrnehmung bei 35% von 45%, die Gleichgewichtswahrnehmung bei 25% von 35% und die Propriozeptive-Wahrnehmung bei 15% von 20%. Durch Neuroathletiktraining kann diese Person den Autounfall aufarbeiten, die Knieprobleme in den Griff bekommen und möglicherweise sogar auf eine Brille verzichten.
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Die Bedeutung von Lernen und Konzentration
Lernen und Konzentration sind zentrale Aspekte unserer kognitiven Fähigkeiten, die auf komplexen neurobiologischen Prozessen im Gehirn beruhen. In einer sich rasch entwickelnden Welt ist es für unseren Erfolg im Leben unabdinglich, diese Ressource zu nutzen.
Neuroplastizität: Die Anpassungsfähigkeit des Gehirns
Ein zentraler Begriff in der Neurowissenschaft ist die Neuroplastizität, die Fähigkeit des Gehirns, sich durch Erfahrung und Lernen zu verändern. Wenn wir neue Informationen aufnehmen oder Fähigkeiten erwerben, verändern sich die neuronalen Verbindungen in unserem Gehirn. Neuronen kommunizieren über Synapsen, und die Stärke dieser Verbindungen kann durch wiederholte Aktivierung erhöht werden. Häufig genutzte neuronale Pfade verstärken sich, was zu effizienterem Lernen führt.
Aufmerksamkeit und Konzentration: Die Schlüssel zum Lernen
Aufmerksamkeit ist die Fähigkeit unseres Gehirns, aus der Fülle an Reizen (Geräusche, visuelle Eindrücke, Gedanken) auszuwählen, womit es sich gerade beschäftigen soll. Konzentration ist die Fähigkeit, diese gerichtete Aufmerksamkeit über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten und sich dabei nicht ablenken zu lassen. Um die Aufmerksamkeit zu trainieren, kann man bewusst üben, den Fokus auf eine bestimmte Aufgabe oder Information zu lenken und sich klare Ziele für jede Lerneinheit setzen. Stress, Müdigkeit und Ablenkungen, insbesondere durch digitale Medien, können sowohl die Aufmerksamkeit als auch die Konzentrationsfähigkeit stark beeinträchtigen.
Körperliche Aktivität: Ein Booster für das Gehirn
Körperliche Aktivität hat einen positiven Einfluss auf das Lernen und die Gedächtnisleistung. Regelmäßige Bewegung fördert das Wachstum von Nervenzellen im Hippocampus, einem Bereich des Gehirns, der für das Lernen und Gedächtnis verantwortlich ist. Studien zeigen, dass körperliche Aktivität das neuronale Wachstum stimuliert und somit die geistige Fitness erhöht. Daher ist es wichtig, tägliche Bewegung in unseren Lebensstil zu integrieren, um die kognitive Gesundheit zu unterstützen. Regelmäßige Bewegung trägt auch zu Entspannung und besserem Schlaf bei. Koordinationsaufgaben wie Tanzen, Balancieren und Jonglage aktivieren und erhalten unsere kognitiven Fähigkeiten.
Schlaf: Die Grundlage für Gedächtnisbildung
Schlaf spielt eine entscheidende Rolle für die Gedächtnisbildung. Während des Schlafs verarbeitet das Gehirn Informationen aus dem Kurzzeitgedächtnis und transformiert sie in langfristige Gedächtnisnetzwerke. Schlafentzug hat nachweislich negative Auswirkungen auf die Gedächtnisleistung. Ausreichender und qualitativ hochwertiger Schlaf ist notwendig, um sicherzustellen, dass neue Informationen effektiv gespeichert werden. Dabei sollte wenn möglich der eigene Rhythmus beachtet werden, um persönliche Hochphasen zu nutzen. Spätabendlich anstrengende sportliche Aktivität oder Schichtarbeit stören oft unseren Rhythmus und sind entsprechend ungünstig.
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Ernährung: Treibstoff für das Gehirn
Die Ernährung hat einen direkten Einfluss auf die Gehirnfunktion. Das menschliche Gehirn benötigt eine angemessene Nährstoffversorgung, um optimal zu funktionieren. Darüber hinaus hängt auch die Zusammensetzung unserer Darmbakterien von dem ab, was wir essen. Süßes ist während Lernphasen oft noch verführerischer, kann uns aber nach dem willkommenen Kick sehr müde machen. Gesüßte Getränke, aber auch Smoothies mit hohem Fruchtanteil sind deshalb nicht ratsam. Im sogenannten Hungerstoffwechsel stellt unser Gehirn auf Ketone um, so dass wir selbst beim Fasten weiterdenken können.
Einige essentielle Nährstoffe für das Gehirn sind:
- Omega-3-Fettsäuren (v.a. DHA, z.B. in Algenöl): Entscheidend für den Aufbau und die Gesundheit des Gehirns.
- Eiweiß bzw. dessen Bestandteile (Aminosäuren): Die Grundlage für unsere körpereigenen Moleküle.
- Mineralien: Zink spielt u.a. eine Rolle bei der Eiweißsynthese und ist zur Blutzucker-Regulierung wichtig. Magnesium gilt als Anti-Stress Mineral.
- Vitamine: Insbesondere die B-Vitamin Reihe, Biotin (Vitamin H) und Vitamin D.
Ein Mangel an diesen Nährstoffen kann die kognitive Funktion erheblich beeinträchtigen, während eine ausreichende Zufuhr die Gedächtnisleistung unterstützen kann. Dabei gilt: die Wirkung wird vom niedrigsten Wert bestimmt. Achtung: Zink und Vitamin D können bei zu hoher Dosierung gesundheitlich ungünstig wirken.
Koffein und seine Wirkung auf das Gehirn
Koffein hat eine neurotrope Wirkung, d.h. es wirkt sich direkt auf unsere Gehirnchemie aus.
Das Nervensystem: Die Schaltzentrale des Körpers
Das zentrale Nervensystem (ZNS) ist basically euer biologischer Supercomputer, der aus Gehirn und Rückenmark besteht. Das ZNS verarbeitet alle Informationen gleichzeitig und sendet die richtigen Befehle an eure Muskeln und Organe. Damit euer Gehirn und Rückenmark nicht beschädigt werden, sind sie von Knochen, mehreren Hautschichten und Flüssigkeit umgeben - wie ein natürlicher Helm und Panzer. Das ZNS besteht aus zwei verschiedenen Substanzen: der grauen Substanz (Zellkörper der Nervenzellen) und der weißen Substanz (Axone der Nervenzellen). Bei neurologischen Erkrankungen wird das Nervensystem geschädigt, was Betroffene stark einschränken kann. Besonders gefährlich sind Infektionen wie Meningitis oder Durchblutungsstörungen wie Schlaganfall, weil sie das empfindliche Nervengewebe dauerhaft schädigen können.
Das periphere Nervensystem (PNS) umfasst alle Nerven außerhalb von Gehirn und Rückenmark - über 100 Milliarden Neuronen! Das PNS hat zwei Hauptaufgaben: sensorische Informationen zum ZNS weiterleiten (afferente Neuronen) und motorische Befehle vom ZNS an die Organe senden (efferente Neuronen). Die peripheren Nerven unterteilen sich in Spinalnerven (31 Nervenpaare vom Rückenmark) und Hirnnerven (12 Nervenpaare vom Gehirn).
Sympathikus und Parasympathikus: Das Zusammenspiel der Gegenspieler
Das vegetative Nervensystem teilt sich in zwei Gegenspieler auf: Sympathikus und Parasympathikus. Der Sympathikus ist für Stress und Action zuständig, während der Parasympathikus wie die Bremse funktioniert und für Entspannung und Regeneration sorgt. Diese beiden Systeme arbeiten normalerweise im Gleichgewicht, aber bei Stress übernimmt der Sympathikus die Kontrolle. Das ist evolutionär sinnvoll: Bei Gefahr braucht ihr schnelle Reaktionen, keine Verdauung!
Sensomotorik: Die Verbindung von Sinnessystem und Motorik
Der Begriff Sensomotorik beschreibt die Verbindung des menschlichen Sinnessystems mit der menschlichen Motorik und die Interaktion von beiden Systemen. Diese Systeme sind nicht voneinander getrennt zu betrachten, weil sie ständig wechselseitig agieren. Die Schaltzentrale bildet dabei das Gehirn. Es gibt keine Sinneswahrnehmung ohne Motorik und keine motorische Handlung ohne Beteiligung der Sinne. Sensomotorik hat eine Bedeutung von der Entwicklung des Kindes im Mutterleib an, in jedem Lebensabschnitt, bis ins hohe Alter.
Die Komponenten der Sensomotorik
Das System der Sensomotorik besteht zunächst aus drei anatomischen Strukturelementen:
- Den Sensoren: Exterozeptoren (visuelles und auditives System) und Interozeptoren (Muskeln, Sehnen, Gelenke und der Vestibularapparat).
- Dem Nervensystem samt Gehirn: Hier werden die Sinnesinformationen verarbeitet und interpretiert.
- Der Skelettmuskulatur: Sie setzt die vom Gehirn gesendeten Signale in Bewegung um.
Sensomotorisches Lernen
Alle Erfahrungen mit der Umwelt gelangen zunächst über das Sinnessystem zum Gehirn. Motorisches Lernen wird durch Neurone möglich. Sie verarbeiten die Wahrnehmung, das Lernen und das Denken, indem sie über Innervationen Verbindungen und Netzwerke schaffen. Der Ablauf der Gehirnentwicklung folgt einem genetischen und zeitlichen Plan. Das Kleinhirn entwickelt sich bis zum 4. Lebensjahr schnell.
Neuroplastizität und sensomotorische Entwicklung
Neuroplastizität des Gehirns bedeutet, dass es zu lebenslanger Ausdifferenzierung und damit zu lebenslangem Lernen fähig ist. Lernen bedeutet also neurobiologisch gesehen die Veränderung der Stärke der synaptischen Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Die Wahrnehmungsfähigkeiten über die das Neugeborene verfügt, sind nicht angeboren, sondern haben sich durch das Zusammenspiel von Reifung und Erfahrung entwickelt. Dieser Prozess beginnt bereits in der Schwangerschaft. Reifung und Erfahrung bedingen sich gegenseitig.
Neuronale Steuerung: Die Grundlage für Bewegung und Reaktion
Die Neuronale Steuerung bezieht sich auf die Art und Weise, wie das Nervensystem des Körpers Informationen verarbeitet und darauf reagiert. Diese Steuerung ist entscheidend für das Funktionieren lebender Organismen, da sie die Interaktion mit der Umwelt ermöglicht.
Die Bedeutung der neuronalen Steuerung im Alltag
Das Verständnis der neuronalen Steuerung bietet Einblicke in alltägliche Prozesse wie:
- Bewegung: Koordination von Muskeln und Feinabstimmung der Bewegungsabläufe.
- Sinne: Wahrnehmung durch Hören, Sehen, Riechen, Schmecken und Fühlen.
- Emotionen: Beeinflussung von Gefühlen und emotionalen Reaktionen.
Diese Funktionen sind wichtig für das Überleben und die Anpassung an die Umwelt.
Funktionelle Anatomie der neuronalen Steuerung
Die funktionelle Anatomie der neuronalen Steuerung beschreibt, wie Nervensysteme strukturiert sind, um ihre vielfältigen Aufgaben zu erfüllen. Dies ist ein zentraler Teil der Biologie, der das Verständnis, wie Lebewesen sich bewegen, reagieren und interagieren, ermöglicht.
Neuronale Steuerung der Muskelkontraktion
Neuronale Steuerung der Muskelkontraktion beschreibt, wie Nervenimpulse Muskelbewegungen regulieren und kontrollieren. Dieses komplexe System ist entscheidend für die Durchführung geplanter und unbewusster Bewegungen.
Neuronale Steuerung im ZNS und Darmnervensystem
Das zentrale Nervensystem (ZNS) ist das Kontrollzentrum des Körpers und besteht hauptsächlich aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Es spielt eine entscheidende Rolle in der neuronalen Steuerung durch:
- Verarbeitung von sensorischen Informationen
- Koordination von Bewegungen
- Kontrolle über kognitive Funktionen
Das Darmnervensystem, auch bekannt als enterisches Nervensystem, arbeitet autonom, um die Verdauungsprozesse zu kontrollieren. Es spielt eine wesentliche Rolle in der neuronalen Steuerung des Verdauungstrakts durch:
- Regulierung der Motilität
- Beeinflussung der Sekretion von Enzymen und die Aufnahme von Nährstoffen
- Kommunikation mit dem ZNS, um den Ernährungszustand zu überwachen und notwendige Anpassungen zu treffen
Sport und Bewegung: Positive Auswirkungen auf den Körper
Sport wirkt sich auf verschiedene Weisen positiv auf die Gesundheit aus, senkt etwa das Herz-Kreislauf- und das Krebsrisiko, verbessert das psychische Wohlbefinden und beugt Demenzen vor. Körperliche Bewegung setzt im ganzen Körper eine Reihe von Prozessen in Gang, die vor allem darauf abzielen, sich an den Stressor Bewegung für die Zukunft besser anzupassen. Denn Bewegung stellt für den Muskel Stress dar - auf mechanischer, hormoneller und metabolischer Ebene.
Exerkine: Die Botenstoffe der Bewegung
Wichtige Rollen spielen dabei die Proteine PGC-1α (Peroxisom proliferator-activated receptor Gamma Coactivator-1alpha) und Nrf2 (Nuclear factor erythroid 2-related factor 2), deren Spiegel durch körperliches Training steigen. Sie regulieren jeweils mehrere Schlüsselgene in der Skelettmuskulatur und sorgen schließlich dafür, dass die Mitochondriendichte und Atmungskapazität ansteigen und der Ausstoß schädlicher Stoffwechselprodukte sinkt. Aber nicht nur der Skelettmuskel selbst verändert sich, auch in anderen Organen wie dem Herz-Kreislauf-System, dem Gehirn oder der Leber werden durch körperliche Aktivität Prozesse angestoßen. Hierfür sind vor allem Botenstoffe verantwortlich, die durch Muskelbewegung aus verschiedenen Organen freigesetzt werden, die sogenannten Exerkine.
Die bekannteste Gruppe der Exerkine sind die Myokine, die vom Skelettmuskel gebildet und freigesetzt werden. Über diese Botenstoffe kommunizieren die Muskeln mit anderen Organen und Geweben, etwa dem Gehirn, der Bauchspeicheldrüse und dem Fettgewebe und beeinflussen in diesen den Stoffwechsel. Einige Exerkine gelangen auch in das Gehirn und sorgen dort für die bekannten positiven Effekte auf die Stimmung, das Stresslevel und die Kognition. So können Lactat, Irisin und der Wachstumsfaktor BDNF die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Letzterer schützt nicht nur bestehende Nervenzellen und Synapsen, sondern fördert auch deren Neubildung und Wachstum.
Bewegungskontrolle: Willkürlich und unwillkürlich
Dass du aufrecht gehen, stehen und sitzen kannst und nicht einfach ohne Grund umfällst oder vom Stuhl rutschst, ist für dich wahrscheinlich eine Selbstverständlichkeit, oder? Du bemerkst nämlich nichts von der ständigen Kommunikation zwischen deinem Nervensystem und deinen Muskeln, die deine Körperhaltung und jede Bewegung erst möglich macht. In deinem Körper erfolgt eine ständige Bewegungskontrolle. Es gibt zwei Arten der Bewegung: die unwillkürliche und die willkürliche. Unwillkürliche Bewegungen geschehen unbewusst, z.B. bei der Atmung. Willkürliche Bewegungen erfolgen, wenn du es möchtest. Beide Arten der Bewegung werden durch das Kontrahieren, also Zusammenziehen, von Muskeln ermöglicht. Deine Muskeln werden von Nervenzellen aus dem Zentralen Nervensystem erreicht und von ihnen gesteuert. Diese werden als Motoneuronen bezeichnet. Von den Muskeln führen Nervenzellen zurück ins Zentrale Nervensystem.
Unbewusste Bewegungen, die für den Ruhetonus bzw. die Grundspannung verantwortlich sind, werden weitgehend über das Rückenmark, also ohne Beteiligung des Gehirns, gesteuert. An der Steuerung der Willkürbewegungen ist das Gehirn beteiligt. Trotzdem laufen auch diese Bewegungen nicht vollständig bewusst ab. Wenn du dich entschieden hast, eine Treppe hochzusteigen, wird in deinem Gehirn ein Bewegungsplan gemacht. In einem anderen Teil des Gehirns wird anschließend ein Bewegungsprogramm erstellt. Schließlich kommt es zum Programmablauf. Das Gehirn sendet die entsprechenden Signale an das Rückenmark, das über Motoneuronen mit allen Muskeln verbunden ist. Sensorische Neuronen aus den Muskeln und auch aus dem Lagesinn im Ohr und aus dem Auge senden die ganze Zeit Signale an das Gehirn. Es findet ein ständiger Abgleich mit dem Bewegungsplan statt und deine Bewegungen werden so ständig korrigiert und sehr fein reguliert.
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