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Vorwort

Es reicht - abgesehen von einigen ganz wenigen besonderen Begabungen - mittlerweilen nicht mehr aus "etwas mehr zu üben" um als Instrumentalist Erfolg zu haben. So wie heute Erkenntnisse aus Medizin und Psychologie essenzielle Bestandteile jeder Sportlerausbildung sind, muss das auch in die Instrumentalausbildung  integriert werden, wenn man das Maximum erreichen und sich im immer härteren Konkurrenzkampf behaupten will.

Mit Stand 9/01 sind z.B. an der Sportmedizin in Innsbruck, die sich wegen der Bedeutung dieser Stadt für den Schisport naturgemäß sehr stark mit Sportlertraining befasst, keinerlei für Musiker relevante Trainingsverfahren oder –untersuchungen bekannt. Man kann aber auch nicht erwarten, dass es möglich sei ein bestimmtes Trainingsmuster 1:1 zu kopieren, denn so wie es in der Sportphysiologie stark differenzierte Gebiete gibt, sind auch die Anforderungen an Musiker von unterschiedlicher Art. Die Konditionierung eines Formel-1 Fahrers mit den starken am Körper angreifenden Beschleunigungskräften muss ganz anders verlaufen als die eines Marathonläufers, von dem man einen ziemlich gleichmäßigen Bewegungsablauf - allerdings während zirka drei Stunden fordert oder eines Biathlonkämpfers, der abrupt große Kraft beim Schifahren mit subtiler Feinmotorik am Gewehr vertauschen muss. In gleicher Weise unterscheidet sich ein Sologitarrist mit der hohen Anforderung an manueller Kondition von einem Sänger, dessen Instrument inwendig ist von einem Orchesterbläser, der im Schnitt eine Ausdauerleistung mit temporären körperlichen Spitzenbelastungen erbringen muss.

Es sind im Wesentlichen drei Trainingstargets zu betrachten: Geist, Körper und das externe Ressourcen-Management. Nicht übersehen darf man aber, dass diese drei letztlich als Einheit kooperieren müssen und eine isolierte Betrachtung lediglich der Systematik dient. Die isolierte Verbesserung einer einzelnen Komponente wird nicht notwendigerweise in einer Leistungssteigerung münden und kann sich sogar auch ins Gegenteil verkehren. Trotzdem stellt jede für sich eine Conditio Sine Qua Non dar, also eine Grundlage, bei deren Nicht-Vorhanden-Sein ein leistungsstarkes, effizientes Musizieren kaum möglich ist.

1. Das Musizierende Ich

Warum konzertieren? Die primäre Fragestellung für einen Musiker ist die nach dem Bewegunggrund für seine Tätigkeit, nach seiner Motivation. Abgesehen von solchen beamteten Musikern, die ihre Tätigkeit ausschließlich im Sinne eines Broterwerbs verstehen und betreiben, haben die meisten bedeutenden Musiker einen Motor, der sie mehr oder weniger zeitlebens antreibt nach hohen Zielen in der Kunst zu streben. Ich würde dabei folgende Typen unterscheiden:

Bergsteigertyp

Er sieht im Musizieren eine eher physische Herausforderung in der er Abenteuer und Selbstbestätigung sucht. Es interessiert ihn, die eigenen Grenzen zu finden und dann zu stretchen. Braucht kein Publikum

Genusstyp

Selbstbefriedigung. Erlebt Glücksgefühl an der eigenen Musikausübung.Eigentlich ist das Publikum nicht wichtig, aber seine Euphorie könnte ansteckend wirken

Kommunikator

Will sich mitteilen und ist an Feedback interessiert. Diese Wechselwirkung kann informationstheoretisch beschrieben werden.


Wechselwirkung Spieler<=>Publikum

Es zeigen Forschungsarbeiten mit PET-Scannern (Positronen-Emissions-Tomographen), dass bei Schokoladeliebhabern während des Genusses von Schokolade, beim Sex und beim Hören einer als angenehm empfundenen Musik praktisch die gleichen, für Glücksgefühle zuständigen Zentren im Gehirn aktiviert werden.

Kommunikation zum Zweck des Wiedererzeugens von Empfindungen). Eine im Erzeuger vorhandene Empfindung muss so übersetzt werden, dass sie dieselbe Art und Intensität im Rezipienten hervorruft. Problematisch ein großes Publikum, aber dafür Masseneffekt (Gruppendynamik). Noch problematischer sind CDs weil auch die Hörumgebung unbekannt ist.

Musizieren ist eine Art der Kommunikation zwischen Spieler und Zuhörer. Will man den Vorgang der Apperzeption von Musik (ich vermeide absichtlich den einschränkenden Begriff 'hören') informationstheoretisch beschreiben, so kann man Folgendes sagen: Musik ist entweder langweilig oder, im anderen Extrem, unverständlich. Langweilig ist sie dann, wenn jeder Ton in seiner Tonhöhe, Lautstärke, Klangfarbe etc. vorhersehbar ist. Wird hingegen die Erwartungshaltung jedesmal enttäuscht und es kommt immer wieder anders, als es der Zuhörer erwartet, so wird er das Gespielte als unverständlich bezeichnen. Es ist also anzunehmen, dass das oben beschriebene Glücksgefühl - oder auch ein anderes intensives Gefühl - am ehesten dann eintreten wird, wenn der Zuhörer eine gelungene Mischung aus befriedigter Erwartungshaltung und angenehmer Überraschung empfindet.

2. Etwas Physik

2.1 Kraft (K)

Kraft ist eine Wechselwirkungsgröße, die angibt wie stark zwei Körper aufeinander einwirken.

Sie wird in Newton (N) gemessen. 1 N ist die Kraft, die einem Körper der Masse 1kg eine Beschleunigung von 1m/s**2 verleiht (etwa die Kraft mit der 100g auf die Unterlage drücken).

1. Newtonsches Gesetz: Wirkt keine Kraft ein, dann ändert sich nichts am Bewegungszustand (auch zum Abbremsen einer Bewegung ist eine Kraft, die Bremskraft nötig. Sie tritt im täglichen Leben im allgemeinen unbemerkt, meist in Form von Reibung auf ).

2. Newtonsches Gesetz: K=m.b   Kraft=Masse * Bescheunigung. (Die Gewichtskraft z.B. beträgt K = m*9,81, da die Ortsbeschleunigung auf der Erdoberfläche etwa 9,81 N/kg beträgt)

Musikalische Bedeutung: Lagenwechsel

3. Newtonsches Gesetz: Actio = Reactio

2.1.1 Kraftumformungen

Hebel: K1*s1=K2*s2 (gilt für ein- und zweiarmige Hebel) (Unterarm)

2.1.2 Addition von Kräften

Da Kräfte gerichtete Größen (Vektoren) sind, gelten für ihre Addition oder Subtraktion (Addition mit umgekehter Richtung) die Regeln der Vektoraddition

2.1.3 Drehmoment

Musikalische Bedeutung: Fehlende Juxtaposition von Druckgrößen mit entgegengesetzten Richtungsvektoren.z. B. Greifen auf dem Griffbrett.

2.1.4 Fliehkraft

; hat im Instrumentalspiel keine Bedeutung

2.1.5 Auflagedruck

Gibt an, mit welcher Kraft ein Körper normal auf eine Fläche von 1 m**2 wirkt. Maß des Drucks ist Pascal (Pa)

1 Pa = 1 N/m**2

p = K/F; Druck=Kraft/Fläche

Musikalische Bedeutung: Griffbrett: greifen mit der Fingerkuppe, greifen vor dem Bundstab

2.2 Arbeit

Arbeit wird verrichtet, wenn ein Körper durch eine Kraft bewegt (oder verformt) wird. Einheit ist das Joule (J) oder Newtonmeter (N*m)

Das Festhalten einer Masse bedarf der Kraft, leistet aber keine Arbeit.

A = K*s; Arbeit=Kraft*Weg, wobei als Kraft nur die Komponente in der Bewegungsrichtung gilt.

2.3 Energie

Fähigkeit eines Körpers auf Grund seiner Lage oder Bewegung Arbeit zu verrichten. Einheit ist wie bei der Arbeit das Joule (J) oder Newtonmeter.

Man kann in potentielle und kinetische Energie einteilen. Potentielle Energie ist die, die ein Körper in Relation zu seinem Bezugssystem hat. (Je höher ein Apfel über dem Boden hängt, desto größer ist seine potentielle - seine mögliche - Energie). Die kinetische Energie ist die Bewegungsenergie eines bewegten Körpers. Wenn der Apfel fällt, so hat er kinetische Energie. Je schneller er fliegt, desto größer ist sie.

2.4 Leistung

Die Leistung gibt an wieviel Arbeit pro Zeit verrichtet wurde, oder auch Kraft mal Geschwindigkeit. Einheit Watt (W)

1 W = 1 J/s =1 N*m/s

Bewegt sich ein Körper gleichförmig (z.B. schieben auf einem rauhen Untergrund, Lagenwechsel), so ist die Leistung L

L=K*v; Leistung = Kraft*Geschwindigkeit

Wirkungsgrad

gibt an welcher Anteil der aufgewendeten Energie in nutzbringende umgewandelt wurde. Der theoretisch höchste Nettowirkungsgrad der Muskulatur ist 30-35% [1].

3. Etwas Chemie

3.1 Atome, Moleküle, Ionen

Die Substanzen, aus denen die Stoffe der Materie, also auch unseres Körpers aufgebaut sind bestehen aus Molekülen, das sind Verbindungen von Atomen, die sich zu kleinen Molekülen wie Wasser (H2O) oder Kohlendioxid (CO2) zusammengefügt haben oder die riesige, (meist organische) Molekülen darstellen. Ein Mensch besitzt viele Billionen Körperzellen, die wiederum Milliarden von Molekülen enthalten.

Im Kern von Atomen findet man Protonen und Neutronen. Die Neutronen haben keine elektrische Ladung. Lediglich das leichteste Atom, das gewöhnliche Wasserstoffatom besitzt keine Neutron im Kern. (Es gibt aber auch Wasserstoff mit einem Neutron im Kern (Deuterium genannt) oder auch eine Art von Wasserstoff mit 2 Neutronen im Kern (das instabile Tritum)). Da bei allen Wasserstoffen die Anzahl der Protonen, der elektrisch positiv geladenen Kernteilchen immer gleich, nämlich 1 ist, handelt es sich definitionsgemäß um dasselbe chemische Element, allerdings je nach unterschiedlicher Neutronenzahl spricht man von verschiedenen Isotopen dieses Elements. Zwei Elemente unterscheiden sich von einander und haben verschiedene Namen, wenn die in ihnen enthaltene Protonenanzahl differiert.

Die von den Protonen herrührende positive Ladung des Atomkerns wird durch die ihn umgebenden, elektrisch negativ geladenen Elektronen kompensiert. Ein neutrales Atom besitzt gleich viele Elektronen wie Protonen und ist somit elektrisch neutral. Verliert es ein oder mehrere Elektronen, so wird das Atom positiv geladen, hat es überzähige Elektronen, so ist es negativ geladen. Man nennt ein elektrisch nicht neutrales Atom (zB H+) oder eine elektrisch geladene Verbindung von Atomen (z.B. SO4--)"Ion".

Man bezeichet mit dem Begriff Kationen die positiv geladenenen Ionen: Wenn ein ungeladenes Atom oder eine Atomgruppe ein Elektron abgibt, überwiegt die positive Kernladung. Beispielsweise das einfach positiv geladene Na+ (Natriumion), das 11 Protonen und 10 Elektronen besitzt. Negativ geladene Ionen nennt man Anionen. Wenn ein ungeladenes Atom oder eine Atomgruppe ein Elektron aufnimmt, überwiegt die negative Ladung der Kernhülle. Beispielsweise das einfach negativ geladene Cl- (Chlorion) mit 17 Protonen und 18 Elektronen.

Die Massen der Protonen und Neutronen (allgemein Nukleonen genannt) sind etwa gleich groß, bilden den Atomkern und stellen den größten Teil des gesamten Atomgewichts. Die Elektronen sind um ein Vielfaches leichter als die Nukleonen und sind mehr oder weniger weit vom Kern entfernt.

Nicht nur Atome können zu Ionen werden. Auch Moleküle können eine Elektronenzahl aufweisen, die ungleich der Summe der enthaltenen Protonen ist. Oft bilden gegensätzlich geladene Ionen, also Kationen und Anionen zusammen ein Molekül. So bildet ein Natriumion zusammen mit einem Chlorion das Natriumchlorid, vulgo Kochsalz. Gibt man das aus dem Alltag bekannte Kochsalz in Wasser, löst sich die Ionenbindung und die Kationen und Anionen liegen getrennt in wässriger Lösung vor. Diesen Vorgang nennt man Dissoziation.

Der einfachste Fall eines elektrisch neutralen Moleküls wäre die Bindung von 2 Atomen die eine Elektronenhülle besitzen, die sich aus der Summe der Elektronen der beiden Atome rekrutiert (H2 Wasserstoffgasmolekül mit 2 Elektronen, Cl2 Chlorgasmolekül mit 34 Elektronen etc.). Üblicherweise setzt sich ein Molekül aus vielen Atomen zusammen, deren Elektronen eine Art Hülle um das gesamte Molekül bilden. Je nach Anzahl, Art und Position der Atome, unterscheidet man verschiedene Moleküle. Ein kleineres Molekül aus der Reihe der gesättigten Kohlenwasserstoffe ist z.B. Hexan (C6H14), bestehend aus 6 miteinander verbundenen Kohlenstoffatome, an die jeweils 2 respektive 3 Wasserstoffatome gebunden sind

Enthält ein Molekül sehr viele Atome (einige hundert bis zu einigen hunderttausend) so spricht man von Makromolekülen. Diese Art Moleküle sind typisch für viele im Körper vorkommende Substanzen (Proteine, Nukleinsäuren,...)

Eine Einteilung der Grundbausteinen von Molekülen, den Atome findet sich im nachfolgenden Periodensystem der Elemente. Im menschlichen Körper sind dabei allerdings lediglich O, C, H, und N von größter Bedeutung, in zweiter Linie dann Ca, P, K, S, Na und Mg [22], die übrigen Elemente spielen mengenmäßig eine eher geringe Rolle. Einige davon sind aber trotzdem für einen gesunden Körper essenziell (z.B. J) - manche andere, wie U sind hingegen schädlich und sollten nicht inkorporiert werden.

Quelle: http://www.periodensystem.com/ Dort findet man das oben abgebildete Periodensystem.Man kann auf jedes einzelne Element klicken und erhält daraufhin Informationen zum gewählten Element.

3.2 Dissoziation (Das Massenwirkungsgesetz, MWG)

Wie schon anhand des Beispiels des dissoziierenden Natriumchlorids erwähnt, können Moleküle sich in ihre Ausgangsbestandteile zurückverwandeln. Allgemein kann bei einer chemischen Reaktion ein Gleichgewicht zwischen Ausgangs- und Endprodukten vorliegen. Die Beschreibung dieses Vorgangs stellt das Massenwirkungsgesetz dar. Es wurde 1867 von C.M Guldberg und P. Waage auf experimenteller Grundlage aufgestellt und ist eine Gesetzmäßigkeit, welche die Lage des Gleichgewichts chemischer Reaktionen beschreibt.

Wenn sich zwei oder mehrere Reaktionspartner umwandeln, erhält man meist zwei oder mehrere Reaktionsprodukte dieser chemischen Reaktion. Diese Reaktionsprodukte können manchmal wieder in die Ausgangsstoffe zurückgewandelt werden. Ob das Gleichgewicht einer Reaktion auf der Seite der Edukte oder Produkte liegt, lässt sich durch das Massenwirkungsgesetz (MWG) errechnen. Dabei spielen die Einflüsse von Konzentrations- oder Druckänderung einzelner Reaktionspartner auf das Endprodukt eine entscheidende Rolle. Die Gleichgewichtskonstante ist eine temperaturabhängige Konstante, die als Kc (wenn konzentrationsabhängig) oder Kp (wenn druckabhängig) dargestellt wird. Mit der Gleichgewichtskonstante Kc werden bevorzugt chemische Gleichgewichte zwischen Stoffen in Lösungen, wie es den meisten biologischen Systemen entspricht, mit der Gleichgewichtskonstante Kp werden bevorzugt chemische Gleichgewichte zwischen gasförmigen Reaktionsteilnehmern beschrieben. Das MWG gibt die Gleichgewichtskonzentrationen der beteiligten Stoffe an.

A + B <=> C+D

Den Doppelpfeil verwendet man, um anzuzeigen, dass eine chemische Reaktion eine Gleichgewichtsreaktion ist. Das heißt, es finden solange Hin -und Rückreaktionen statt, bis sich ein chemisches Gleichgewicht eingestellt hat. Die Gleichgewichtskonstante K beschreibt die Lage des Gleichgewichts, also wieviel vom jeweiligen Stoff in der Lösung vorliegt und ergibt sich aus folgender Gleichung:

K=[C].[D]/([A].[B])

Die eckigen Klammern bedeuten die Konzentration der Reaktanten. Nehmen wir als Beispiel die Reaktion von Wasserstoff (H2) und Stickstoff (N2) zu Ammoniak (NH3):

3 H2 + N2 <=> 2 NH3

Das MWG für diese Reaktion lautet:

K=[NH3]**2/([H2]**3.[N2])        [A] bezeichnet die Konzentration des Stoffes A, das Zeichen ** bedeutet exponieren, also [A]**3 ist dann die Konzentration von A hoch 3

Ändert man unter sonst gleichbleibenden Bedingungen die Konzentration eines Reaktanten, so verschiebt sich das Gleichgewicht solange bis wiederum der Wert K erreicht wird. Beispielsweise würde durch eine Erhöhung der Stickstoffkonzentration Stickstoff mit Wasserstoff reagieren und vermehrt Ammoniak bilden. Die zunehmende Stickstoffkonzentration bewirkt eine Abnahme der Wasserstoffkonzentration und eine Zunahme der Ammoniakkonzentration. Das Gleichgewicht wird nach rechts verschoben.

Dieser Zusammenhang zwischen der Konzentrationsänderung einer Substanz und der Auswirkung auf die Mengen an als freie Ionen vorhandenen Mengen anderer an der Reaktion beteiligter Stoffe ist physiologisch außerst wichtig, da in inserem Körper stets solche Gleichgewichte vorliegen und durch Zugabe von Reaktanten beeinflusst werden können. Die Beispiele dafür reichen vom Magen und seiner hohen H+ Konzentration bis zu den Membrangleichgewichten an Zellwänden oder Vorgängen bei der Reizleitung in Nervenzellen. Wer sich dafür näher interessiert, sei auf die entsprechnde Literatur in der Physiologie und Biochemie verwiesen. Wichtig ist hier nur zu verstehen, dass die Zufuhr auch geringer Mengen einer Substanz entscheidende Wirkungen auf Stoffgleichgewichte und damit auf physiologische Zustände haben kann.

 

Quellen:

Grundriss der allgemeinen anorganischen und organischen Chemie/ Verlag Dieter Göschl. www.vs-c.de
www.erg.slf.th.schule.de

3.3 Osmotischer Druck

an sogennaten semipermeablen, d.h. halbdurchlässigenWänden, wie sie physiologisch oft vorkommen (Zellmembran) stellen sich zwischen Lösungen an der einen und der anderen Seite der Membran bestimmte Lösungsgleichgewichte ein, die abhängig sind von der Porengröße der Membran und der Größe der sie durchdringen wollenden Teilchen.

3.4 Hormone ("Biochemie")

Nicht nur die unmittelbar an einer Bewegung beteiligten Hormone wie etwa das Acetylcholin, das die Signale zwischen Neuronen weiterleitet sind interessant, sondern auch wie James Dabbs von der Georgia State University festgestellt hat, gibt es auch unerwartete Kandidaten. Er konnte nämlich messen, dass in allen Sparten (von Geschäftsführern über Politiker zu Sportlern und Pfarrern) die Spitzenleute einen höheren Testosteronspiegel als die unter "ferner liefen" zu Reihenden hatten (Geistliche hatten im Schnitt den niedrigsten, Karrierefrauen einen höheren, als durchschnittliche) [23].

4. Etwas Anatomie und Physiologie

4.1 Das Skelett

Gelenke, insbesondere Hand und Schulter

 

4.2 Muskeln und Nerven

4.2.1 Aufbau

Uns interessiert hier hauptsächlich die willkürliche Muskeltätigkeit, die durch die sog. Skelettmuskulatur (quergestreifte Muskulatur) erfolgt. Im Gegensatz zur autonomen (glatten) Muskulatur und dem Herzmuskel hat sie die Fähigkeit rasch kontrahieren und erschlaffen zu können. Skelettmuskeln bestehen aus Muskelfasern, die 0,05 bis 0,1 mm stark und bis zu 10cm lang sind.

[Abb. S. 30 Stretching einfügen]

So eine Muskelfaser wird von einer Zellmembran umhüllt (Sarkolemma) und enthält im Inneren neben dem zelltypischen Zytoplasma, das folgerichtig hier Sarkoplasma genannt wird und bis zu einigen hundert Zellkernen noch feinere, längsverlaufende fädige Strukturen, die sog. Myofibrillen, das sind fädige Eiweißmoleküle (=Filamente) mit einem mittleren Durchmesser von 0,001mm. Die Querstreifung der Muskeln rührt daher, dass in den Myofibrillen zwei unterschiedliche Fasertypen regelmäßig abwechseln (sog. A- und I-Banden § einfügen Abb. Stegmann Leistungsphysiologie). Die eigentliche Kontraktionsfähigkeit des Muskels liegt innerhalb der Myofibrillen, die aus zwei Arten von fädigen Untereinheiten bestehen, den Myofilamenten. Die eine Art wird als Aktin- oder "dünnes" Filament bezeichnet (Durchmesser ca. 5nm), die andere als Myosin- oder "dickes" Filament (15nm). Bei der Muskelkontraktion entsteht zwischen den beiden ein Akto-Myosinkomplex (die beidenProteinmoleküle Aktin und Myosin verbinden sich) wobei die dünnen Filamente, die um die dicken herum angeordnet sind, zwischen die dicken hineingleiten. Die Bildung des Komplexes erfolgt aus den Vorräten in Wirkstoffvorratsbehältern (Vesikeln) des endoplasmatischen Reticulums. Diese Verbindung löst sich (der Muskel erschlafft) wenn das ursprüngliche Milieu (Gleichgewicht von ATP und Mg++ wieder hergestellt wird.

Es gibt unterschiedlich schnelle Muskelfasern, die sich biochemisch unterscheiden. Viele Myofibrillen gibt es in den schnellen, "weißen" Muskelfasern. Diese enthalten entsprechend wenig vom roten Muskelfarbstoff, der als Sauerstoffspeicher dient. Diese schnellen Fasern können zwar Höchstleistungen erbringen, ermüden dafür aber rasch. Die roten Fasern hingegen haben geringe Kontraktionsgeschwindigkeit, aber dafür hohe Ausdauer. Durchschnittsmenschen haben etwa die gleiche Zahl langsamer wie schneller Muskelfasern, wohingegen z.B. Sprinter 70-80% schnelle Muskeln besitzen, Marathonläufer hingegen eher einen hohen Anteil an den langsameren, ausdauernden Fasern. Die bei Muskelbiopsien beobachteten Extremwerte liegen bei Verhältniszahlen von 1:9 und 9:1. Die Grundverteilung der zwei Fasertypen ist genetisch gegeben. Durch Training können sich die Typen zwar ineinander umwandeln, allerdings nur bis zu etwa 20% [33].

Die sog. Muskelfaszie ist ein Bindegewebegeflecht, das Muskelzellenbündel umhüllt und schließlich auch dem ganzen Muskel eine "Außenhaut" verleiht. Da diese Struktur die Längsverschiebbarkeit beeinflusst, ist sie für das Ausmaß der Dehnbarkeit eines Muskels von Bedeutung [30]. Hier dürfte es aber deutliche Unterschiede zwischen verschiedenen Menschen geben .

4.2.2 Erregung

Erregbar sind Muskel-, Nerven- und Rezeptorzellen. Zwischen Zellinnerem und Zelloberfläche besteht ein elektrochemisches Ruhepotential je nach Zellart von -50 bis -100mV, das durch Stoffwechselvorgänge aufrecht erhalten werden muss. Es ist negativ, weil sich mehr Anionen (große Proteinanionen) im Zellinneren befinden. Ihr Gegenpart sind nämlich K+, die leicht rein und raus können.

Der Befehl zur Muskelkontraktion kommt aus dem Gehirn über das Rückenmark und die fadenförmigen Nerven an die motorische Endplatte des Nervs, die zu den Synapsen gehört. Beim Muskel spielt sich dieser Vorgang an jener Membran ab, die das Sarkoplasma von der Aussenflüssigkeit abgrenzt. Die Erregung wird an der Skelettmuskulatur durch den von der motorischen Endplatte abgesonderten Transmitterstoff Acetylcholin ausgelöst, der von dem Enzym Acetylcholinesterase wieder abgebaut wird. Die Emmission von Acetylcholin erfolgt in unterschiedlichen Mengen in Abhängigkeit von der Reizstärke, sofern genügend Kalzium in der Umgebung ist.

Im Reizzustand wird die Permeabilität der Zellmembran verändert, wodurch Na+ Ionen, die im Vergleich zu den im Zellinneren befindlichen kleinen K+ Ionen viel größer sind, in die Zelle eindringen können. Dadurch wird das negative Ruhepotential kleiner, die Zelle wird depolarisiert. Trifft der Reiz die Zelle nur für eine sehr kurze Zeit, so bildet sich die Erregung zurück. Sie bleibt unterschwellig. Überschreitet die Depolarisation aber einen bestimmten Wert, das sog. Schwellenpotential, so kommt es zur fortgeleiteten Erregung, bei der das Potential der Zelle auf bis zu +30mV gehen kann. Dadurch wird der noch unerregte Nachbarabschnitt der Membran erregt und es kommt zur Fortleitung. Nachdem die Erregungswelle abgelaufen ist sorgen die Ionenpumpen wieder für eine Restitution des Ionengleichgewichts. Dabei ist die Membran für eine kurze Zeit refraktär, d.h. es kann keine neue Erregung ausgelöst werden. Braucht beispielsweise eine Muskelzuckung 30ms, so dauert die Wiederherstellung der Ausgangssituation 120ms. Schlägt man bei Viertelnote = 164 MM Sechzehntel an, so hat man 164*4=656 Anschläge pro Minute. Müsste der gesamte Aufwand durch ein einziges Muskelsegment aufgewandt werden, so hätte diese für Zuckung und Wiederherstellung der Ausgangssituation 60000/656 = 91,5 ms zeit. Die theoretische Maximalgeschwindigkeit für einen muskulären Gesamtablauf von 150ms ergibt sich damit zu 60000/150=400 bpm oder Viertel =100 MM beim Spiel von Sechzehntelnoten.

Muskelfasern können nur kontrahiert sein oder erschlafft (Alles-oder-nichts-Prinzip). Deshalb sind für die Abstufung des Krafteinsatzes einzelne Querschnitte des Muskels isoliert erregbar. Z.B. bei einem Muskel mit einem mittleren Durchmesser von 8mm sind prinzipiell Querschnitte von 2mm ansprechbar. Dieses Ansprechen wird auch wieder dem Gehirn rückgemeldet, sodass die Bewegung fein abgestuft werden kann. Werden alle Faser kontrahiert, so erreicht der Muskel seine Maximalkraft.

Wendet man zu viel Kraft beim Spiel an, so wird durch die übergroße Menge an Acetylcholin an einer Endplatte die Abbauzeit des Hormons länger und es können nicht mehr alternierend so viele neue Muskelfasern angesprochen werden während die Acetylcholesterinesterase an den gerade benutzten restituierend wirkt. Es werden Ersatzmuskelfasern verwendet, die weniger trainiert/geeignet sind um die erforderliche Kraft aufzubringen wodurch die Kontraktion geringer ist. Die Reize müssen immer stärker werden und der Muskel erschlafft erst später (Verkrampfung). Der Körper beginnt dann zusätzlich, neben dem eigentlich benötigten Muskel auch benachbarte zur Hilfeleistung heran zu ziehen. All das äußert sich dann in verminderter Leistugsfähing und Präzision bis hin um Zittern. Die Ermüdung beim Üben ist also weniger durch die Arbeit gegeben als vornehmlich durch die große Anzahl an einlangenden Nervenimpulsen.

Ermüdung beginnt allerdings schon vor der Muskelfunktion. Als Erstes ermüden die motorischen Zentren des ZNS und hemmen den Muskel um ihn vor Überlastungsschäden zu bewahren[32, S. 460f.], dann die motorischen Endplatten und schließlich erst der Muskel selbst. Das typische Sich-Verspielen findet aber schon vor der Ermüdung des Muskels statt, weshalb Arbeitspausen nicht erst dann eingelegt werden sollten, wenn der Muskel selbst ermüdet ist.

Verkrampfungen lassen sich mit Substanzen verringern, die das ZNS erregen. So steigt z.B. durch Kaffee die Pulsrate. Au der anderen Seite erreicht man eine Muskelrelaxation am ehesten durch eine Kalziumbehandlung oder durch Gabe von Magnesium. Ob diese medikamentösen Beeinflussungen des Muskeltonus dem Spiel förderlich sein können oder eher Nachteile bringen, entzieht sich allerdings meinem derzeitigen Kenntnisstand.

Über Einteilung der Arbeitsphasen siehe [31 2. Aufl. S. 53.] Die dort gezeigte Graphik versteht man, wenn man mehr über die Nahrungs(Energie)versorgung des Muskels weiß (KP-System).

4.3.3 Spannungszustand des Muskels

Ein wichtiger Regelkreis zur Einstellung der Muskelspannung ist das Gamma-System. Innerhalb eines Muskels liegt die Muskelspindel [31 Abb. 38 einfügen]. Bei einer Muskeldehnung (z.B. durch Kontraktion des Antagonisten) wird eine Nervenspirale in der Spindel gedehnt, die durch Nervenimpulse an das Rückenmark gemeldet wird. Die Meldung wird gesplittet, ein Teil geht ans Hirn (Cerebellum und Cortex), der andere zurück an den Muskel als Kontraktionsbefehl.

Es gibt zwei Typen von Spindeln. Die einen registrieren die Extensionsstärke, die anderen die Extensionsgeschwindigkeit. Das schützt den Muskel vor Reissen durch zu schnelle und/oder zu starke Dehnung oder auch das Überbeugen von Gelenken. Will das Großhirn die Kontraktion nicht, so sendet es einen Kontraktionsbefehl an die Muskulatur der Muskelspindel und die dort ausgesandten Impulse hören auf. Auch der direkte, nichtreflexive Weg vom Hirn zur Muskelspindel ist möglich (mentales Lockerungstraining), was ein entspanntes Spiel möglich macht.

Stretcht man Muskeln, so gewöhnen sich die Spindeln an neue Spannungsverhältnisse und rufen erst später nach Kontraktion wodurch die Antagonisten nicht so früh auf den Plan gerufen werden.

Beim Ansatz einer schnellen Bewegung gilt es, die Muskelspindeln durch Vorinnervation so vorzuspannen, dass diese erhöhte Festigkeit und Elastizität im Muskel entsteht, die dann bei der eigentlichen Innervation einen steilen Aktivitätsanstieg ermöglicht.

Neben den Muskelspindeln gibt es noch die Golgi-Sehnenrezeptoren, die nahe dem Ende der Muskelfasern liegen wo diese in die Sehne übergehen. Sie messen den Spannugnszustand der Sehnen und geben dem Muskel einen Erschlaffungsbefehl, wenn die Spannung alarmierende Werte annimmt. Die in den Spindeln, aber auch in Gelenkskapsel und Gelenksbändern befindlichen feinen Dehnunsrezeptoren verraten uns, in welcher Stellung sich z.B Hand und Finger gerade befinden. Diese für den Musiker essenzielle Information wird durch zu große Muskelanspannung, also durch Verkrampfung beim Spiel übertönt und führt damit zu einer verringerten Präzision beim Spiel.

Dieses gemeinsame Wirken normaler Reflexe verhindert Flexibilität. Man muss also diese Reflexe rücktrainieren.

4.3.4 Muskeldurchblutung

Durch die Muskelkontraktion wird die Durchblutung reduziert und es kann zu einer Sauerstoffunterversorgung kommen.

Eine weitere Ursache für schlechte Durchblutung kann im unabsichtlichen Verengen eines Blutgefäßes liegen, z.B. durch eine ungünstige Haltung der linken Hand beim Gitarrenspielen (31 2. Aufl. S. 70 Abb. 51a und 53b)

4.3.5 Energieversorgung

In interfibrillären Spalten liegen faden- oder körnchenartigen Zellbestandteile, die sog. Mitochondrien. In ihnen reagiert Wasserstoff, der den Nährstoffen durch dehydrierende Enzyme entzogen wird mit Sauerstoff. Dabei entstehen energetisch nutzbare Phosphorverbindungen (ATP, Adenosintriphosphat), die für die Muskelkontraktion Sorge tragen durch die folgende Reaktion:

ATP => ADP (Adenosindiphosphat)+ Energie

Die im Muskel vorrätige ATP-Menge ist aber sehr beschränkt und reicht nur für etwa 2 sek. Maximalarbeit. Deshalb gibt es Rückgewinnungsmechanismen. Der erste ist das sog. Kreatinphosphatsystem (KP-System):

4.3.5.1 Kreatinphosphatsystem

KP + ADP => Kreatin + ATP
anaerob, alaktazid (ohne Milchsäurebildung)

Allerdings ist auch der KP-Speicher nach 6-8 sek. Maximalarbeit erschöpft. Allerdings ist auch der Wiederaufbau relativ rasch (Halbfüllung nach ca, 22 sek, 3/4-Füllung nach 44sek.). Man trainiert das KP-System durch maximale Kraftanstrengung mit entsprechend langen Ruhepausen.

Weitere Hilfssysteme arbeiten über die Verbrennung (im Sinne von Oxidation) von Nährstoffen, hauptsächlich Kohlehydraten und Fetten. Diese werden vom Körper aufgneommen, in Depots gelagert und bei Bedarf verbraucht.

4.3.5.2 Kohlehydratsystem

KH können die meiste Energie/Zeiteinheit liefern. Kohlehydrate (Zucker, Stärke, Glucose) werden als Glykogen in Leber und Muskeln gespeichert, wobei der Vorrat stark schwanken kann. Beim Trainierten sind es 700-800g, die für 60-90min intensiver Belastung ausreichen. Wird der Speicher während dieser Belastung nicht aufgefüllt, sinkt der Blutzuckerspiegel und es kommt der Augenblick der "schweren Beine". (Um den Glykogenspeicher voll aufzuladen, ist es günstig, ihn knapp vor einer Höchstleistung (Marathonläufer ca. 2 Tage vorher) völlig zu entladen und dann wieder aufzuladen).

Die Verarbeitung der Kohlehydrate verläuft zweistufig:

1. Phase: Glukose+ADP=>Milchsäure + ATP (anaerob, laktazid)
2. Phase: Milchsäure + Sauerstoff +ADP => Kohlensäure + ATP + Wasser (aerob, alaktazid)

in Summe: Glukose + Sauerstoff +ADP => Kohlensäure + ATP + Wasser

Der Start der 1. Phase dauert etwa 2-3min. Bei zunehmender Belastung wird Phase 2 zu langsam, es entsteht Lactat (Muskelkater). Es kann 20-30 Minuten nach Belastungstungsabbruch dauern, bis die Milchsäure abgebaut ist. Hohe Milchsäurekonzentrationen äußern sich in Müdigkeit, Dickegefühl imMuskel und Schmerzen. Der Trainierteste kann die Lactatanhäufung am weitesten hinausschieben. Bei Lactatbildung tritt zunehmend Schmerz auf und schließlich wird der Muskel unfähig sich zu kontrahieren.

Typische Sportarten mit Hauptgewicht auf KH-Verbrennung sind 400m Lauf oder Turniertanz.

4.3.5.3 Fettverbrennung

Der Fettvorrat ist nahezu unbeschränkt. Der Fettabbau erfolgt folgendermaßen:

Fette + Sauerstoff +ADP => Kohlensäure + ATP + Wasser (Kohlensäure geht als CO2 ab). (aerob, alaktazid)

Fettverbrennung spielt die größte Rolle in Ausdauersportarten (Radfahren, Marathonlauf). Wird im Finish ein Spurt eingelegt, so tritt aber wieder das KH-System in den Vordergrund. Um einen Fettüberschuss von 10-15kg abzubauen, muss man 250 Stunden wandern oder 67 Stunden marathonlaufen.

4.3.5.4 Eiweißverbrennung

Der Stand der Kenntnis ist 1999 noch recht mangelhaft. Man meint, dass der Trainierte 1,5-2g Eiweiß/kg Körpergewicht/Tag benötigt. Tierisches Eiweiß ist besser als pflanzliches, da es mehr essentielle Aminosäuren enthält und auch leichter resorbierbar ist, wodurch man weniger davon zu sich nehmen muss. Optimal ist Milcheiweiß. Der Eiweißverbrauch kann auch auf Kosten des Muskeleiweiß gehen. Der Muskel wird sozusagen aufgefressen.

4.3.5.5 Allgemeines zu den aeroben Systemen

Fettabbau und Kohlehydratsystem arbeiten gleichzeitig, wobei je nach Trainingsszustand und Belastungsniveau das Kohlehydrat- oder das Fettsystem dominiert. Durch Training ist eine Verschiebung in Richtung Fettverbrennung möglich. Beide Systeme setzen erst nach 2-3 min ein. Bei längerdauernden submaximalen Sportleistungen dominiert erst das KH-System, allmählich kommt dann der Fettverbrennung die führende Rolle zu. Trainierte decken bis zu 80% der Maximalleistung über Fettverbrennung ab, Untrainerte nur 50%. In der Literatur sind Kapazitätsverbesserungen bis zu einem Faktor 50 beschrieben. Das System kann bis ins hohe Alter hinein trainiert werden.

4.3.5.6 Energiebilanzen

1g KH-Verbrennung 17,22 kJbenötigte ccm O2829  
1g Fettverbrennung39,6 kJ benötigte ccm O22019  
1g Eiweißverbrennung 17,22 kJ benötigte ccm O2962  

KH haben also einen geringeren Sauerstoffbedarf, Fett braucht viel O2. Eiweiße sind trotz des guten Brennstoff/Sauerstoff-Energieverhältnisses ungünstig, da sie einen langwierigen Abbauprozess durchlaufen.

4.3.5.7 Sonstige Nährstoffe

Einige Vitamine scheinen leistungsfördernd zu sein. A ist bei höherer Belastung vermehrt im Blut anzutreffen. B1, Thiamin leitet den Abbau der KH auf der Stufe der Brenztraubensäure ein. Mangel an Vitamin C reduziert die subjekive Leistungsbereitschaft. Vitamin D wirkt sich nicht aus. Die Auswirkung von Phosphat ist nicht geklärt. Eisen ist zum Hämoglobin-, Myoglobinaufbau und zur Bildung der Zytochrome nötig, Jod ist für das Schilddrüsenhormon nötig. Bei zu wenig Pflanzenkost kann Kaliummangel auftreten (besonders Bananen enthalten viel Kalium).

4.3.6 Arten der Muskelkontraktion

Isometrisch: ohne Bewegung (gegen die Wand drücken). Isotonisch: mit Bewegung (ein Gewicht heben). (Kombinationen dieser Arten nennt man auxotonisch.) Die isotonischen wieder gliedern sich in exzentrische (der Muskel wird länger, z.B. Bizeps in der Abwärtsphase eines Klimmzugs) und konzentrische (der Muskel wird kürzer, z.B. Bizeps in der Aufwärtsphase eines Klimmzugs).

4.3.7 Funktionelle Einteilung der Muskeln

Die eigentlich wirkenden, auf denen der Hauptaufwand der Kraft liegt bezeichnet man als Agonisten. Sie balancierend, entgegenwirkend, sind die Antagonisten und mitwirkende, mithelfende Muskeln nennt man Synergisten. Schließlich gibt es noch die Fixatoren, die im Ablauf einer Bewegung unterstützende (haltende) Arbeit leisten.

4.3.8 Dysfunktionen der Muskeln

Sehr oft treten Dysfunktionen des Halteapparats sowie der Muskeln im Zusammenhang mit anderen Problemen auf. Interessant ist in diesem Zusammenhang der diagnostische Ansatz der "Applied Kinesiology"

4.4 Herzfrequenz und körperliche Belastung

Bei zunehmender HF ist es umso schwieriger kontrollierte Bewegungen auszuführen. Deshalb ist die HF zu senken. Eine Ursache für erhöhte HF kann Adrenalinausschüttung sein, die andere eine schlechte Kondition.

Es besteht bis zum Conconipunkt (der aber beim Musizieren nie erreicht wird) eine lineare Funktion zwischen HF und Arbeitsintensität. Ab dem Conconipunkt steigt die HF auch bei zunehmender Leistung nicht mehr an.

Kontrolle der HF durch Chemie (Betablocker) oder mental (Yoga, Zen usw.)

5. Gehirn

Das Gehirn ist das Zentrum des Denkens, Fühlens und Handelns. Ohne Gehirn sind nur mehr primitive Reflexe (z.B. Kniereflex) ausführbar. Wegen seiner starken Aktivität ist es mit 75ml/sek auch das am stärksten durchblutete und wärmste Organ des Körpers. Bei einer Masse von ca. 1,3kg beim Erwachsenen beträgt seine Oberfläche um die 2,2 qm.

5.1 Aufbau des Gehirns

Es gibt eine Relation zwischen geistiger Aktivität und Gehirnmasse. Ratten, die in Käfigen mit viel Spielzeug aufwachsen haben mehr Masse als solche, die ohne Spielsachen groß werden. Inaktive PensionistInnen büßen Gehirnmasse ein, diejenigen die geistig aktiv bleiben können sie sogar noch vergrößern.

5.1.1 Großhirn

Roger Sperry erhielt 1962 den Nobelpreis für seine Erkenntnis, dass jede der beiden Hemisphären der Großhirnrinde für unterschiedliche intelektuelle Funktionen zuständig ist. Diese Erkenntnis besagt, dass bei Rechtshändern die rechte, kreative Seite für holistische, visuelle Informationen zuständig sei und die linke Körperhälfte steuere, die linke Seite sei für Logik, Vernunft und - besonders bei Männern - für Sprache und Wortschatz zuständig und steuere die rechte Körperhälfte. Heute (1/2002) erkennt man aber, dass die Lokalisation nicht so stark ist, wie ursprünglich angenommen wurde.

Linkshänder sind stärker auf die rechte Hemisphere ausgerichtet. Manche shen darin den Grund weshlb sie statistisch viel stärker bei künstlerischen Genies vertreten sind. 90% der Menschen sind rechtshändig, es gibt aber unter den Linkshändern mehr Frauen als Männer.

[einfügen Abb. S.87 aus Pease-Buch]

Mit Hilfe der Kernspintomographie kann man zeigen wie sehr ein bestimmter Gehirnbereich bei einer bestimmten Tätigkeit beansprucht wird. Dabei zeigt sich, dass das Gehirn der Frau auf Multitasking ausgelegt ist, und fast immer beide Hälften gleichzeitig arbeiten.

Das rezeptive Verhalten des Gehirns in Bezug auf Musik ist bei verschiedenen Testpersonen durchaus unterschiedlich. In einem Test wurde ein kompliziertes Musikstück vorgespielt, das innerhalb von acht Minuten alle Tonarten der westlichen Musik durchläuft. Gleichzeitig beobachtete man die Aktivität im Gehirn der Probanden mit einem bildgebenden Verfahren. Die musikgeübten Versuchspersonen sollten während der Sitzungen eine bestimmte Melodie und einen Instrumentenwechsel aus dem Stück heraushören. überraschenderweise aktivierte das gleiche Musikstück bei den Testpersonen bei jedem Hören andere Areale im Gehirn. Mit Hilfe statistischer Methoden konnten die Wissenschaftler dennoch ein Zentrum im Gehirn ausfindig machen, das sich offenbar mit der Analyse von Musik beschäftigt. Während Melodien zunächst in Hirnregionen hinter den Schläfen verarbeitet werden, befindet sich das höhere Analysezentrum direkt hinter der Stirn, im so genannten rostromedialen Stirnhirn. Dieses Zentrum ist Wissenschaftlern schon länger bekannt als eine Region, in der das Gehirn emotional bewegende Eindrücke mit vernünftigen Erwägungen in Einklang bringt. Warum ausgerechnet diese Region auch Musik analysiert, konnten die Forscher jedoch nicht klären.

Diese Beobachtung verdeutlicht, dass man sich mit unterschiedlichen Einstellungen dem Hören von Musik widmen kann. Vom Apollinischen Genuss bis zum Beckmesserischen verfolgen. Ziel des Spielers muss es sein, das kritisch analytische Denken des Zuhörers insoweit auszuschalten, als es auf ein aus einem überlegenen Zustand beobachtendes Verfolgen ausgerichtet ist.

Umgekehrt ist die Fähigkeit zu Musizieren meist mit manuellen Fähigkeiten verbunden. Auch diese sind natürlich im Gehirn verankert, wobei neuere Untersuchungen zeigen, dass es für die Steuerung komplizierter Abläufe in den oberen Extremitäten ein eigenes Kontrollzentrum im Gehirn gibt, das sich erst spät in der Evolution zusätzlich zu dem primären motorischen Cortex entwickelt hat. Der ursprüngliche, primäre Motorcortex hat seinen Sitz in einem Teil der Großhirnrinde im Stirnlappen. Die Axone dieser Nervenzellen sind sehr lang und kontaktieren andere Nervenzellen im Rückenmark.  Die zweite Art von Neuronen befindet sich am rückwärtigen Rand des Bewegungszentrums und kontaktiert direkt die den Muskel steuernden Nervenzellen. Sie funktionieren also sozusagen ohne Umweg [34].

In Bezug auf die Lernfähigkeit hat man festgestellt, dass der wichtigste Faktor, der über Erfolg oder Misserfolg bei begabten Kindern entscheidet derjenige war, dass sie als Jugendliche ihr Talent während der Pubertät konzentriert und mit großem Zeitaufwand ausüben durften, selbst auf Kosten sozialer Konatkte [20].

5.1.2 Kleinhirn

5.1.3 Patternbildung

Beim Lernen werden die Kontakte zwischen einer Reihe von Nervenzellen, die jeweils für verschiedene Informationen stehen, verstärkt und die Zellen dadurch zu einer so genannten Cell Assembly zusammengeschweißt. Diese Assembly "zündet" letztlich als Ganzes, wenn nur einige der vernetzten Neuronen aktiviert werden - eine komplexe Rose scheint im Geist auf, wenn wir nur deren Duft schnuppern. Einzelne Zellen können dabei umso leichter und auf vielfältigeren Wegen aktiviert werden, je fester und reicher sie mit anderen Neuronen verbunden sind - eben den Lernvorgang. [17]

Wird eine Tätigkeit etwa acht mal bewusst wiederholt, entsteht über das Pyramidenbahnsystem der nervlichen Leitung zwischen Hirn und Muskel in der Formatio Reticularis des Gehirns ein Engramm (Muster). Nun kann diese Tätigkeit automatisiert, unbewusst ablaufen und zwar über eine andere Nervenleitung, das extrapyramidale System. Lernen bedeutet also das Anlagen synaptischer Verbindungen im Gehirn, die der bestimmten Fähigkeit zugeordnet sind.

Entsteht beispielsweise im Assoziationskortex die Idee, ein Wort auszusprechen, so wird dieses spezielle Netzwerk aktiviert und entsendet ein charakteristisches Muster von Aktionspotenzialen. Über weitere Verschaltungen ergibt sich daraus eine hoch differenzierte, in Zeit und Kraft kontrollierte Kontraktion verschiedener Muskelgruppen - das Aussprechen des Wortes. Um neue Wörter oder Fähigkeiten zu erlernen oder zu verbessern, werden durch Aktivierung und Training ständig neue Verschaltungen angelegt und alte, nicht mehr verwendete Verschaltungen aufgehoben. Diese Umbauprozesse bezeichnet man als synaptische Plastizität. Auf Ebene der Neurone ist Lernen also nichts anderes als die aktivitätsabhängigen Veränderungen von Verschaltungsmustern und Funktionsabläufen. Um diese aktivitätsabhängigen Veränderungen (Lernen) zu realisieren, besitzen Neurone verschiedene Mechanismen, die mehr oder weniger stark in verschiedenen Neuronen der einzelnen Kortex-Areale ausgebildet sein können. Dazu gehören z.B. die
? Präsynaptische Verstärkung (presynaptic enhancement = facilitation),
? posttetanische Potenzierung,
? synaptische Depression
? sowie die Langzeit-Potenzierung (LTP).
[16]

Keine Repräsentation des Körpers im Großhirn?

Seit mehr als fünfzig Jahren nahm man an, dass kleine Areale im motorischen Kortex des Gehirns jeweils bestimmten Muskelgruppen des Körper zugeordnet sind [9]. Neuere Untersuchungen [10] deuten jedoch an, dass die Nervengruppen im Kortex nicht einfach Muskelgruppen ansprechen. Statt dessen beinhalten sie kleine fertige Programme für differenzierte Bewegungsabläufe des Körpers.

Der motorische Kortex gehört zum Stirnhirn, das sich generell mit Handlungsplanungen und Bewegungsabläufen beschäftigt. Er liegt am hinteren Teil des Stirnhirns vor der Zentralfurche, die den motorischen Teil des Gehirns von den sensorischen Arealen trennt. In den Untersuchungen der 50er Jahre wollten Penfield und Rasmussen wissen, wie der Körper vom motorischen Kortex angesprochen wird. Bei Hirnoperationen reizten sie daher bei ihren Patienten elektrisch jeweils kleine Areale des Motorkortex, um zu sehen, welche Muskelgruppen daraufhin mit Zuckungen reagierten.

Ergebnis der Untersuchungen war unter anderem der "motorische Homunkulus": Weit oben am Kopf werden demnach in kleinen Arealen Fuß, Bein und Rumpf angesprochen. Es folgt weiter unten ein geradezu riesiger Bereich für die Hand und die Finger. Noch weiter unten werden Stirn, Augen und Nase bewegt. Dann kommen wieder große Areale für den Mund gefolgt von Bereichen, die die Zunge und den Rachen steuern.

Die Forscher nutzen für ihre Untersuchungen kurze elektrische Reize, die etwa 50 Millisekunden dauerten. Kurzzeitige Aktivierungen in der Art kommen im Motorkortex jedoch eher selten vor, weshalb Graziano bei seinen Versuchen die entsprechenden Hirnareale etwa eine halbe Sekunde lang reizte. Seine Probanden waren dabei allerdings Affen und nicht Menschen.

Die Ergebnisse waren nicht - wie der Forscher zunächst erwartet hatte - Zuckungen von Muskelgruppen, sondern koordinierte Bewegungen des gesamten Körpers. Zum Beispiel ballte ein Affe die Faust, bewegte sie zum Kinn und öffnete dabei den Mund. Reizte Graziano eine benachbarte Stelle am Kortex, bewegte das Tier die Faust zu einer etwas anderen Stelle - zum Beispiel etwas weiter oberhalb oder unterhalb des Kinns. Dabei war es egal, in welcher Position sich der Affe gerade befand, als die Reizung begann: Wenn das gleiche Hirnareal gereizt wurde, nahm er immer wieder die gleiche Endposition ein.

Graziano stimulierte insgesamt 324 Orte in der motorischen Rinde von zwei Affen. In 86 Prozent aller Fälle nahmen die Affen eine ganz bestimmte Pose ein. Der Forscher vermutet daher, dass der motorische Kortex tatsächlich nicht Muskelgruppen repräsentiert, sondern Positionen des Körpers im dreidimensionalen Raum.

 

Die Engramme automatisierter Bewegungsabläufe liegen im Hirn in enger Nachbarschaft zu vegetativen Zentren, weshalb eine Wechselwirkung mit unter anderem Atmung, Herztätigkeit (Durchblutung) und Erregungen verschiedenster Art festzustellen ist. Darauf basieren Yoga und verwandte Methoden.

Die Kontextfähigkeit (damit z.B. auch die Fähigkeit des Blattlesens und möglicherweise des Auswendig Spielens) nimmt im Alter ab. Die Forscher um Todd Braver von der Universität Washington haben mit jungen und alten Menschen psychologische Standardtests zur sogenannten "Kontextfähigkeit" durchgeführt. Die Probanden sollten auf einem Bildschirm in einer Reihe aus Buchstaben bestimmte Gruppen an Schriftzeichen wiedererkennen. Menschen über 65 schnitten bei diesem Test deutlich schlechter ab als Probanden unter 30. Der Kontext einer Situation wird von Hirnteilen erfasst, in denen der Botenstoff Dopamin eine zentrale Rolle spielt. Möglicherweise ist die nachlassende Produktion an Dopamin im Gehirn von alten Menschen der Grund für die abnehmende Leistungsfähigkeit. Medikamente, die diesem Mangel entgegenwirken, können die Leistungsfähigkeit daher wieder herstellen, mutmaßen die Forscher [3].

5.2 Informationsaufnahme

Roth[15] unterscheidet vier Bereiche:

  1. Augenblicksgedächtnis: Spanne 1-2 sek. Kapazität ca. 2 items, sehr störanfällig, nicht wesentlich trainierbar.
  2. Kurzzeitgedächtnis/Arbeitsgedächtnis: Spanne 2-30sek. Kapazität ca. 7(±2) items, störanfällig. Trainierbar durch Wiederholung und einfache Assoziationen.
  3. Intermediäres Gedächtnis: Spanne 30sek - 30min. Kapazität begrenzt, kann durch Mnemotechniken verbessert werden.
  4. Langzeitgedächtnis: Spanne 30min bis Jahrzehnte. Kapazität unbegrenzt, kann durch Mnemotechniken wesentlich verbessert werden.

5.3 Gefühle

Gefühle sind eine Reihe chemischer Reaktionen im Gehirn, die ihrerseits geistige und körperliche Reaktionen auslösen. Candice Pert (American National Institute of Health) war Leiterin der Forschungsgruppe, die das Vorhandensein von Neuropeptiden (bis 1998 ca. 60 Arten) entdeckte. Diese Peptide lösen emotionale Reaktionen aus, wenn sie an Rezeptoren andocken. (Verliebtsein, z.B. ist vornehmlich auf Phenyläthylamin (PEA) zurückzuführen. PEA erhöht die Pulsrate, macht schwitzige Hände und weitet die Pupillen. Er ist mit den Amphetaminen verwandt und kommt auch in Schokolade vor).

Ein wichtiger Begriff ist das sogenannte flow-Erlebnis. Der Glücksforscher Mihaly Csikszentmihalyi bezeichnet es als den Moment tiefster Freude, der einem mühelosen Fließen in einem Energiestrom gleicht[19]. Wenn Menschen diesen Zustand erreichen geht ihnen die Arbeit wie allein von der Hand und sie wird nicht als Belastung, sondern als Belohnung empfunden.

5.4 Grundvoraussetzungen für erfolgreiches Training

5.4.1 Richtige Haltung

Siehe Hebelgesetz

5.4.2 Richtige Ernährung

5.4.3 Richtig schlafen

Was die Regelmäßigkeit des Schlaf- Wachrhythmus betrifft, so gilt, dass die im Körper ablaufenden zirkadischen Rhythmen eine periodische Regelmäßigkeit an bestimmten Stoffwechselvorgängen zeigen. Wer seinenn Rhythmus stark und/oder wiederholt stört unterliegt einer verringerten Leistungsfähigkeit und einer geringeren Lebenserwartung (z.B. auch Transatlantikpiloten).

Auch die Menge an Schlaf ist wichtig. Als Folge von Schlafstörungen können Gedächtnisprobleme im molekularen Mechanismus des Hippocampus auftreten, der allerdings durch das Blockieren eines bestimmten Enzyms (PDE4) wieder in Gang gesetzt werden kann [35].

Bild der Wissenschaft 3.7.2002:
Wer seine motorischen Fähigkeiten – beispielsweise auf einem Musikinstrument – steigern möchte, sollte abends üben und morgens gut ausschlafen, sagen amerikanische Forscher: Im Schlaf prägen sich nicht nur zuvor gelernte Vokabeln oder Gedichtverse besser ein, sondern auch komplizierte Bewegungsabläufe. Die Wissenschaftler von der Harvard-Universität stützen sich auf Experimente mit Versuchspersonen, die an einer Computertastatur bestimmte Tastenkombinationen möglichst schnell und präzise drücken sollten. Die Probanden, die abends vor dem Schlafengehen übten, waren zwölf Stunden später im Schnitt um zwanzig Prozent besser. Bei der Vergleichsgruppe, die am Morgen geübt hatte, waren es hingegen nur zwei Prozent, berichten die Forscher im Fachmagazin "Neuron" (Ausgabe vom 3. Juli 2002). Am wichtigsten für das Vertiefen von Bewegungsabläufen seien die traumlosen Schlafphasen in der zweiten Nachthälfte, erläutert Mitautor Matter Walker. Wer morgens sehr früh aufstehe, dem fehle ein Teil dieser Phasen.

6. Biomechanik

Nach Ballreich und Baumann [21] können wir die biomechanischen Aspekte folgendermaßen einteilen:

 

Leistungsbiomechanik

/
Technikanalyse
|

|
Technikoptimierung

\
Konditionsanalyse
|

Techniksteuerung
Konditionssteuerung

 

Anthropometrische Biomechanik
|
Eignungsdiagnose
|
Leistungsprognose

 

Präventive Biomechanik
|
Belastungsanalyse
|
Belastungsgestaltung

Zu biomechanischen Aspekten des Klarinettenspiels siehe [28]

7. Trainigseinteilung

Die Arbeitseinteilung sollte auf ein Ziel hin ausgelegt sein (Konzert, Wettbewerb, Prüfung). Dabei ist der Aufbau dreiteilig: Zuerst hauptsächlich muskuläre Kondition (Maximalkraft, Schnellkraft und Ausdauer). Dann Erlernen der Technik (Beweglichkeit und neuromuskuläre Koordination der Bewegungsablaufes) und letztlich die richtige Strategie (Interpretation, Präsentation).

7.1 Muskuläre Konditionierung

Abgesehen vom genetisch vorgegebenen Verhältnis zwischen langsamen und schnellen Muskelfasern (siehe weiter oben), das die Schnelligkeit wesentlich estimmt und durch Training nur wenig veränderbar ist, lässt sich die Schnellkraft durch ein Training (Vermehrung) der gesamten Muskelmasse verbessern, da dieses ja auch eine Vermehrung der weißen Fasern impliziert.

Forschungsergebnisse von Trainingsleistungssteigerungen an einem größeren Personenkreis, darunter auch eineiige Zwillinge Ende der neunziger Jahre geben starke Hinweise darauf, dass die Fähigkeit zu sportlichen Höchstleistungen zu 20-50% angeboren sein müssen, da unterschiedliche Personen ganz unterschiedliche Leistungssteigerungen aufwiesen (manche auch gar keine!), diese Werte aber innerhalb der Familien und besonders bei den eineiigen Zwillingen starke Übereinstimmung zeigten [12].

Beim Krafttraining selbst entsteht durch Dehnungsreize in den Muskelzellen ein Eiweiß, das man als MGF (Mechano Growth Factor) bezeichnet. Es entsteht vorwiegend in trainierten Muskelzellen und stimuliert die Synthese von Muskelfaser-Eiweiß [13]. Außer dem Krafttraining beeinflussen dutzende biochemische Substanzen den Muskelauf und-abbau. Der Aufbau wird besonders durch Testosteron gefördert, was auch in vielen (seit 1976 verbotenen) Anabolika enthalten ist und früheren Ostblocksportlerinnen diesen männlichen Touch verliehen hat. Eine Alternative stellt das "Gen-Doping" dar,bei dem ein zusätzliches Gen für den MGF mittels einer Injektion in die Muskelzellen geschleust wird [14]. Ein anderer Genfaktor, mit dem ebenfalls in Tierexperimenten Erfolge erzielt wurden ist der Wachstumsfaktor IGF-1, mittels dessen bei Ratten ein 15%-iges Muskelwachstum erzielt wurde. Hatten diese ratten gleichzeitig ein Krafttraining, so betrug die Verbesserung sogar ein Drittel! In jedem Fall bleibt das Gen erhalten so lange die Zelle lebt. Allerdings sind die Risiken solcher Therapien heute noch zu hoch. Gendoping ist im Sport seit 2003 verboten.

Inzwischen (7/2004) sind über 100 Gene des Menschen bekannt, die etwas mit der sportlichen Leistungsfähigkeit zu tun haben könnten, darunter solche, die mit der Energieversorgung der Muskulatur  zu tun haben, solche für die Knochenfestigkeit, solche für die Effizienz der Sauerstoffversorgung der Muskel, solche für die Ausdauer der Muskelkontraktion usw.

Ausdauerkraft

Die Ausdauerkraft ist im Bereich der Musik dort interessant wo länger andauernde Haltearbeit erforderlich ist, wie z.B. bei Geigern oder Posaunisten und betriftt hauptsächlich das Herz-Kreislaufsystem. Ausdauer dient dem Training und der Verbesserung der Durchblutung innerer Organe. Da der Muskel durch Sauerstoff versorgt wird, ist die Sauerstoffaufnahme ein Maß für die Ausdauerleistung. Die Ausdauer wird begrenzt von der Leistungsfähigkeit von Herz, Kreislauf, Atmung, Stoffwechsel, Skelettmuskulatur und hormoneller Steuerung. Ein Training der Ausdauer sollte etwa zwei bis drei mal wöchentlich etwa durch Jogging, Ergometertraining oder dergleichen erfolgen. Die dabei anzuwendende Intensität entspricht grob der Formel Pulszahl=180-Lebensalter, womit man an die aerob/anaerobe Schwelle kommmen und das Sauerstofftransportsystem maximal aktiviert sein sollte. Genaue Information über die Schwelle bekommt man durch Lactatmessungen unter ansteigender Belastung. Dabei wird die durch anarobe Prozesse im Muskel abgelagerte Menge an Milchsäure gemessen. Je mehr Lactat (Lactat = Salz der Milchsäure), desto mehr befindet man sich im anaeroben Bereich. das Training ist bei 2-4 mmol/l Lactat am effektivsten.

Eine Ausdauerübung sollte zusätzliche über 2000Kcal/Woche verbrauchen. Nicht geeignet zum Ausdauertraining sind Akutsportarten wie Tennis, Fechten, Alpinschifahren, Squash etc. Optimal: Laufen, schwimmen, Rad fahren, Ergometer-Training.

Maximalkraft

Die Verbesserung der Maximalkraft dient der Stärkung von Muskeln, Sehnen, Bändern, Gelenken und Knochen und somit der Verbesserung der Leistung am Halte-, Stütz bzw. Bewegungsapparat des Körpers. Bei Kindern ist die Maximalkraft dafür auschlaggebend, ob sie überhaupt eine Saite oder eine Klappe eines Instruments niederdrücken können. Die Muskelkraft geht bei Männern mit dem 30., bei Frauen dem 35. Lebensjahr messbar zurück. Es genügt Muskelgruppen mehrmals täglich statisch (isometrisch) mit ca 2/3 der Maximalkraft einige Sekunden lang zu beanspruchen um dem altersbedingten Kraftverlust innerhalb der nächsten 24h nahezu 100% vorzubeugen. Arm- Bein- und Rumpfmuskulatur sollen abwechselnd beansprucht werden.

Je mehr Muskelfasern innerhalb eines Muskels gleichzeitig aktiviert werden können, umso mehr Kraft kann der Muskel freisetzen.

Kontrahieren verlangt im Allgemeinen als Ausgleich Stretchen um Verkürzungen zu vermeiden. Allerdings sind in manchen Fällen Verkürzungen strategisch günstig, zB. die Halsmuskulatur bei Geigern (siehe Anton Wicker, Landeskrankenhaus Salzburg). Dabei ist zu beachten, dass auf keinen Fall durch übergroßen Ehrgeiz beim Dehnen die Gelenksbänder verletzt werden. Da diese wenig durchblutet sind und nur schlecht heilen können sie unter Umständen bleibende Schäden erleiden. Bei Überlastungen meldet sich im allgemeinen aber als Erstes die eher empfindliche Gelenkskapsel. Spätestens dann ist Sendepause!

Trainiert man einen bestimmten Muskel, so sollte auch sein Antagonist trainiert werden (besonders bei den Fingerbeugern) weil nur dadurch eine Dysbalance vermieden werden kann, die sich eher negativ auf den Leistungsfortschritt auswirken würde.

Schnellkraft und Schnelligkeit

Die Schnellkraft ist zum Beispiel essenziell bei einem raschen Bogenwechsel. Es istaber eine Illusion anzunehmen, dass Schnelligkeit für den Instrumentalisten nur beim Spielen von Allegropassagen wichtig ist. In Wirklichkeit muss auch in einem Adagio die Hand- oder Fingerbewegung, oder die Spannungsänderung der Lippen so rapide ausgeführt werden, dass zwei Töne in einem glatten Legato auf einander folgen und die Übergangsphase, in der der Wechsel stattfindet, nur einige hundertstel Sekunden in Anspruch nimmt.

Schnellkraft und Schnelligkeit werden hauptsächlich dem Nervensystem zugeordnet. Die Fähigkeit zur Entfaltung von Schnelligkeit entwickelt sich vom frühen Schulalter bis geht bereits durchschnittlich mit dem 25. Lj zurück. Die Schnelligkeit selbst benötigt in erster Linie koordinative Fähigkeiten. In diesem Zusammenhang definieren wir als Musiker Schnelligkeit einerseits als hohe Frequenz einer Aktion, andrerseits aber auch die Fähigkeit technisch schwierige Elemente rasch zu kombinieren. Aus Erfahrungen und Untersuchungen im Sportbereich ist anzunehmen, dass das Zusammenwirken nervaler und muskulärer Einzelstrukturen und damit die Schnelligkeit durch Training verbessert werden kann.

Als spezifische Grundlagen für die Schnellkraft werden folgende angeführt [18 S.14]:

- Geschwindigkeit der Impulsübertragung
-Vermögen, möglichst viele Muskelfasern gleichzeitig zu aktivieren
- Hohe Spannungs und Entspannungsfähigkeit der Synergisten und Antagonisten
- Hoher Anteil schneller Muskelfasern (FT-Fasern)
- Hoher ATP-Gehalt und entsprechende Glykogendepots der Muskulatur als Energieliefernaten und deren schnelle Freisetzung.

Die Schnelligkeit ist eine elementare Leistungsvoraussetzung. D.h. ihr Ausprägungsgrad wird kaum vom Ausprägungsgrad anderer Leistungsvoraussetzungen beeinflusst und ist somit bei hohen Leistungen nicht durch andere elementare Leistungsvoraussetzungen kompensierbar. Elementare Leistungsvoraussetzungen zwischen strukturähnlichen Bewegungen können aber übertragen werden. Trotzdem zeigt die Trainingspraxis, dass das Zusammenwirken nervaler und muskulärerEinzelstrukturen durch Training beeinflusst werden kann. Dieses Muster wird als Zeitprogramm bezeichnet. Nach Bauersfeld und Voß [18] beinhaltet das Zeitprogramm die zeitliche Impulsfolge an die Muskeln und die Kurve für Anstieg und Dauer der bioelektrischen Aktivität. Die Zeitprogramme spiegeln die Qualitätsunterschiede der Schnelligkeit einer Bewegung wider. Das für einen Musiker typische kurze Zeitprogramm zeigt eine starke Vorinnervationsphase und somit eine gute Ansprechbarkeit der Muskelspindeln sowie einen direkten schnellen Impuls an die Hauptmuskeln mit einer guten Koaktivierung. Es erfolgt eine schnelle, kräftige Kontraktion des Muskels. Zeitprogramme sind im Zentralnervensystem (ZNS) gespeichert. Nach ihrem Start kann nicht mehr eingegriffen werden, weil sie maximal 200 ms dauern.

Motorische Programme setzen sich wahrscheinlich aus einfacheren Unterprogrammen, Engrammen, zusammen, die entsprechend der nötigen Zusammensetzung abgerufen werden. Die Zusammensetzung kann nach Bedarf variiert werden.

Beim Schnelligkeitstraining kann es durch häufiges Wiederholen des immer gleichen Musters zur zu frühen Bildung eines Stereotyps kommen [24]. Diese sogenannte Geschwindigkeitsbarriere kann aber laut [25] durch Variation der Geschwindigkeitsanforderung, ja sogar durch einen zeitweiligen Kontrast richtig-falsch in der Ausführung der Bewegung vermieden werden.

Weder schnelligkeitsorientiertes Techniktraining [26] noch ein spezielles energetisches Konditionstraining konnte die Zeitprogramme verbessern. Die Veränderung von Zeitprogrammen ist an andere, eigene Trainingsanforderungen gebunden. Die prinzipielle Vorstellung dazu ist die Engrammtheorie, die besagt, dass der erstmals aufgenommene motorische Lerninhalt in Form eines dynamischen Engramms bereits nach wenigen gleichartigen Wiederholungen in ein statisches Engramm übergeführt wird, das dann sehr stabil ist [27]- Achtung: das trifft auch auf fehlerhaft eingelernte Abläufe zu!

Koordination

Die koordinative Qualität, das Zusammenwirken von ZNS und Skelettmuskulatur innerhalb eines gezielten Bewegungsablaufes wird durch die Verbesserung der Kraft, erhöhte Ausdauer und Flexibilität gefördert. Die Feinmotorik (Bedienung des Keyboards) erleidet ab dem 50. Lj, die Grobmotorik (der Griff um die Geldbörse in der Gesäßtasche) 10 Jahre später eine nennenswerte Einbuße. Mit Übungen zur Verbesserung von Bewegungsabläufen ist es selbst im hohen Alter noch möglich, die Fähigkeit der Koordination noch zu verbessern.

Probleme der Sehnenscheiden

Formen der Tendovaginitis siehe andere Vorlesungen am Mozarteum

Trainingsbehelfe für die erste Phase (Konditionsaufbau)

Hand: Klammern, Bälle

 

7.2 Hirntraining

Über die Bedeutung von Schlaf siehe hier

Merkhilfen

Schockvideos dürften es leichter machen, Gelerntes in Erinnerung zu behalten, also etwa beim Auswendiglernen von Stücken. Das legt zumindest eine Studie nahe, über die amerikanische Forscher auf einem Treffen der "Society for Neuroscience"2002 in Orlando berichteten. Die Wissenschaftler ließen Versuchspersonen eine Liste von Wörtern auswendig lernen. Anschließend zeigten sie den Probanden ein blutiges Video über das Ziehen von Zähnen oder einen harmlosen Film zur Mundpflege. Die Gruppe, die sich das blutige Video ansehen musste, konnte sich anschließend deutlich besser an die Wortliste erinnern. Der Anblick des blutigen Zähneziehens hat wahrscheinlich deein Angstzentrum im Gehirn aktiviert, den so genannten Mandelkern. Der hat enge Verbindungen zum Hippocampus, in dem neue Erinnerungen Eingang in das Gehirn finden. Die gerade im Hippocampus abgelegte Wortliste hat von der anschließenden Aktivierung der Hirnregion durch das Schockvideo offenbar profitiert, erklären die Forscher um Kristy Nielson von der Marquette-Universität in Milwaukee.
Die Beobachtungen bestätigen eine alte These der Hirnforschung, nach der starke Gefühle den Lernerfolg verbessern. Bisher ist man allerdings davon ausgegangen, dass die Gefühle auch etwas mit dem neu zu Erlernenden zu tun haben müssten. Bei den Versuchen von Kristy Nielson und ihren Kollegen hatte die Wortliste aber überhaupt keinen Bezug zum Zähneziehen. Offenbar reichen die Emotionen allein schon aus, um dem Gedächtnis einen Kick zu geben.Das Team um Paul Holmes von der Metropolitan-Universität in Manchester ließ Golfer über sechs Wochen lang im Geiste üben. Zur Unterstützung spielten sie den Sportlern Videosequenzen von Golfspielen vor. Das Hirntraining wirkte nachhaltig: Die Golfer trafen danach um einen Fünftel öfter als ihre zuvor gleichstarken Kollegen, fanden die Forscher.
Eine Vergleichsgruppe von Golfern versuchte ihr Spiel dagegen durch das Lesen von Beschreibungen zu verbessern. Diese Art des Hirntrainings werde in Golfclubs gerne angewandt, sagt Holmes. In den Versuchen half es den Sportlern aber nur wenig.
Das Üben im Geiste müsse möglichst nah an der Realität sein, meint deshalb Holmes. Nur so könnten die Strukturen im Gehirn, die die Bewegungen steuern, optimal gefördert werden. (Bild der Wissenschaft 15.3.2002- Marcel Falk)

Irina Lorenz-Meyer, Bild der Wissenschaft 15.3.2002: Das Kauen von Kaugummis kann die Leistungen des Kurz- und Langzeitgedächtnis' um bis zu 35 Prozent verbessern, berichteten englische Forscher auf dem Jahrestreffen der British Psychological Society. Die verbreitete Annahme, dass das Kaugummikauen die Konzentrationsfähigkeit steigere, sei nach den Ergebnissen ihrer Studie allerdings nicht haltbar, meinte Andrew Scholey von der Universität Northumbria in Newcastle.
An der Studie nahmen drei Gruppen mit je 25 Freiwilligen teil. Vor einem 25-minütigen Gedächtnis- und Konzentrationstest mussten die Probanden der ersten Gruppe drei Minuten lang Kaugummi kauen, die zweite Gruppe machte Kaubewegungen ohne Kaugummi, die dritte Fraktion diente als Kontrollgruppe. Für den Test mussten die Probanden sich an Wörter und Bilder erinnern oder sich Telefonnummern merken. Wie sich zeigte, konnten die Kaugummikauenden diese Aufgaben am besten bewältigen, gefolgt von den Testpersonen, die lediglich Kaubewegungen machten.
Warum das Gedächtnis durch das Kauen angeregt wird, wissen die Wissenschaftler bislang nicht. Sie schlagen zwei Theorien vor: Nach der einen Hypothese erhöht das Kauen den Herzschlag, wodurch mehr Sauerstoff und Nährstoffe ins Gehirn gelangen. Tatsächlich war der Herzschlag bei den Kaugummi-Probanden nach dem Test drei Schläge pro Minute schneller als bei den Nichtkauern. Gegenüber den Personen, die das imaginäre Kaugummi kauten, war der Herzschlag um 1,5 Schläge pro Minute erhöht.
Die andere These erklärt das Phänomen folgendermaßen: Durch das Kauen wird die Produktion von Insulin angeregt, welches für die Senkung des Blutzuckerspiegels nach dem Essen zuständig ist. Das Insulin wiederum stimuliere vermutlich den so genannten "Hippocampus"; einen Bereich des Gehirns, der bei der Gedächtnisbildung eine wichtige Rolle einnimmt. Bislang ist jedoch unklar, wieso sich ausgerechnet im Hippocampus mehr Insulinrezeptoren drängen als in anderen Teilen des Gehirns.

Elektroschocks zeigen eine der stärksten Wirkungen auf das menschliche Hirn. Trotzdem wäre eine derartige Methode, wie sie früher von Psychiatern bei Geisteskranken angewandt wurde, nicht erfolgversprechend. Forschungen (z.B. von Manfred Spitzer) seit etwa 2004 zeigen, dass bei Dingen, die unter Angst gelernt wurden auch immer wieder dieses Angstgefühl mit abgerufen und damit die Kreativität blockiert wird und dass die Assoziation mit positiven Empfindungen wie Freude, Glück und gestillter Neugier einen viel weiter bringen.

Technik

Übetechnik

Der musikalische Lernvorgang in Bezug auf das Gehirn

(Als ausführliche Abhandlung siehe dazu die Bachelorarbeit von Barbara Giusto, Mozarteum 2015)

Ein Klavieranfänger muss auf die Tasten schauen, deren besondere Anordnung die Markierung liefert um nach einem Sprung den richtigen Ton zu treffen. Durch Übern werden die verschiedenen einzelnen Marken in einer kognitiven Karte repräsentiert (cognitive maps, mental maps). Die kognitiven Funktionen werdem vom Cortex (Großhirnrinde) gesteuert. Er hat ca. 2mm Dicke und eine Fläche von etwa 2200 qcm. Er enthält ungefähr 10E+11 Nervenzellen (Neurone), die vertikal und in geringerem Maße auch horizontal über Axone und Dendriten miteinander verbunden sind. Jedes Neuron verfügt über ungefähr 10000 Synapsen, die ein dichtes Netz von insgesamt etwa 2x10E+14 Verbindungen herstellen, über die sich Nervenzellen gegenseitig erregen oder hemmen können. Die hemmende Wirkung an Synapsen ist dabei besonders wichtig, sonst kommt es zur Reizüberflutung (Epilepsie, Migräne(?) usw.). Die Synapsen lernen also durch ein- und umstellen ihrer Botenstoffe, der Neurotransmitter. Die Fasern sind in schmalen Säulen gebündelt und der Informationsaustausch findet vornehmlich zwischen benachbarten Kolumnen statt.

Die Hebbsche Lernregel [4] besagt dabei Folgendes:

"Wenn das Axon einer Zelle A der Zelle B nahe genug ist, um sie zu erregen und wiederholt oder persistierend am Erregungsprozess von B beteiligt ist, so kommt es zu einem Wachstumsprozess oder einer metabolischen Änderung in einer oder beider dieser Zellen, und zwar in der Form, dass die Effizienz der Zelle A als eines der Neuronen, die B erregen, erhöht wird"

John Eccles bestätigt 1992 [5]:

"it is now generally believed that learning is caused by intense activity of a synapse and thta leads on to an increase in potency of the synaptic action … it is now known to be due to their increased effectiveness as well as to growth, and there could be an increase in synaptic number"

Der Cortex gliedert sich in 2 Hemisphären, die durch das aus 2x10E+8 Fasern bestehende Corpus Callosum verbunden sind. Seine Übertragungskapazität ist 4x10E+9 Impulse/sek. Die Information wird großteils kontralateral (also kreuzweise) vom Körper zum Hirn übertragen und die Kreuzungsstelle ist eben der Hirnbalken.

Die cognitive maps sind formbar. 1995 konnten Alvaro Pascual-Leon eet al. zeigen wie sich die Areale , die die Beuge- und Streckmuskeln der Finger im motorischen Cortex repräsentieren, durch Üben plastisch veränderten [6]. In einer Versuchsgruppe wurde eine 5-Fingerübung am Klavier 5 Tage, je 2 Stunden trainiert. Eine zweite Gruppe spielte in diesem Zeitraum frei am Instrument. Beide Gruppen zeigten deutliche Vergrößerungen der corticalen Areale, bei der ersten aber deutlich mehr als bei der zweiten. In einem weiteren Versuch zeigte sich auch, dass rein mentales Üben zu den gleichen plastischen Veränderungen der motorischen Repräsentation führte. Gleiches wurde bei der linken Hand von Streichern gemessen [7].

Es gibt dabei zwei Formen musikalischer Repräsentationen: explizites (deklaratives) Wissen (sprachlich gespeicherte bewusste Sachverhalte - Wissen über Musik) und prozedurales Wissen (motorische Fähigkeiten, einfache Fragen des Wie und Was - Wissen von Musik). Beim musikalischen Lernen werden 2 Typen musikalischer Repräsentation unterschieden: eine "figurale" und eine "formale". Figural ist eine Repräsentation, wenn der musikalische Sachverhalt aus einer körperlichen Aktion besteht. (Bewegungsfiguren). Durch Üben werden diese Muster automatisiert, bis sie plötzlich in eine andere Qualität umschlagen, nämlich in die formale Repräsentation, bei der ein Klang (Mollsextakkord), eine Struktur (Kadenz) usw. unabhängig von der Mechanik als Struktur gedacht werden kann. Figural wird ein Akkord als Griff gedacht und die Töne dem theoretischen Wissen entsprechend gegriffen. Bei formaler Repräsentation ist der Klangtypus eines Mollsextakkordes als Struktur in der Vorstellung vorhanden und wird als gesamter Pattern abgerufen. Bei diesem Lernschritt erkennt man im EEG Aktivitäten in zusätzlichen Gehirnteilen. Die figurale Repräsentation ist eine mechanische Konditionierung, bei der beim sinnvollen Üben das was auf dem Instrument erzeugt wird auch musikalisch repräsentiert werden sollte. Jeder musikalische Aspekt sollte gleichzeitig innerlich gehört (auditiert) und musikalisch verstanden werden. Im Versuch an Nicht-Musikern bei Erlernen einfacher Skalen am Keyboard zeigte sich [2], dass beim Übergang zur formalen Repräsentation die in der figuralen Phase stattgefundene starke Aktivitätszunahme im motorischen Cortex plötzlich wieder verschwand (Verinnerlichung des Gelernten). Dieser Sprung kann nicht durch methodische Mittel von aussen induziert oder vorverlegt werden. Die methodische Anleitung zum Lernen erfolgt primär für die Ausbildung der figuralen Repräsentation. Bei diesem Lernsprung ist anzunehmen, dass eine Konzentration der beteiligten Zellensembles stattfindet und damit die neuronalen Loops verkürzt werden.

Unterschiedliche Arten des Lernens (durch Erklärung oder durch Empfindung) gibt gleiche Lernerfolge, wenngleich die Repräsentation deutlich unterschiedliche Gehirnregionen beansprucht. Begriffliches Lernen zeigt verstärkte Aktivität in linkshemispherischen Verabeitungszentren, während genuin musikalisches Lernen beidseitige Repräsentationen verstärkt, wobei derartig erworbene multiple Repräsentationen auch dauerhafter verankert sind.

Beim Üben mit dem Metronom erfolgt eine ständige Konfrontation der subjektiven Selbsteinschätzung mit der Regulation durch eine objektive Steuergröße, was nach [] zu einer erhöhten Selbstregulationsfähigkeit führt.

Um mehr über das Üben mit dem Computer zu erfahren müssen Sie hier klicken.

Das Abbrechen bei einem Fehler an einer Übestelle ist dann sinnvoll, wenn es dem Erfassen des Fehlergrundes dient, dann aber schädlich, wenn man sich angewöhnt auch in der Konzertsituation mit Abbruchstendenzen auf einen Fehler zu reagieren.

Strategie

Arbeitseinteilung

Don Quixote

(Falsche Zielperspektiven sehen von aussen lächerlich aus. Der notorische Schnellspieler, der nicht schnell spielen kann).

David vs. Goliath

(aim-oriented work, schwächstes Glied in der Kette)

Der Goliath eines großen Werks (oder Projekts) kann nur zur Strecke gebracht werden, wenn man den schächsten Punkt findet (sozusagen die Achillesferse) und ihn dort bekämpft. Das schwächste Glied in der Kette bestimmt ihre Haltbarkeit.

Technische Behelfe

Optische Aufbereitung der Noten

Ein übersichtlichesNotenbild schafft auch ein klareres Abbild im Gehirn. Ausbesserungen mit Korrekturlack sind weit effizienter als durchstreichen und danebenschreiben.

Bunte Bilder prägen sich besser in das Gedächtnis ein als schwarz-weiße. Zu diesem Ergebnis kam ein internationales Forscherteam, das in Experimenten die Rolle von Farben auf die Gedächtnisleistung untersuchte. Die Farbe wirke auf das Gedächtnis wie eine Extramarke, die das Verarbeiten und Abspeichern erleichtere. Hauptsache bunt? Nach diesem Prinzip arbeite das Erinnerungsvermögen indes nicht. Nur natürliche Farben halfen in ihren Versuchen dem Gedächtnis auf die Sprünge. Künstlich kolorierte Bilder wirkten dagegen nicht besser als Schwarz-Weiß-Szenarien. Es sieht so aus, als sei unser Gedächtnis durch die Evolution auf die natürlichen Farbstrukturen geeicht [8].

Tonaufnahme

Video

Olympus Eye-Trek

Biofeedback

Auftritte

"Glaub an dich - es gibt genug andere, die es nicht tun".

Stress

Die Furcht zu fehlen ist der reichste Quell von Fehlern (Vergil)

Stress ist nach Hans Selye (1907-1982) "die Summe aller Adaptionsvorgänge und Reaktionen körperlicher wie psychischer Art, mit denen ein Lebewesen auf seine Umwelt und die von innen und außen kommenden Anforderungen reagiert."

Man unterscheidet dabei zwischen Eustress und Distress. Ersterer ist der Stress, der mit den Tätigkeiten verbunden ist, die wir gerne tun (z.B. auftreten), letzterer der, der mit den Dingen verbunden ist, zu denen wir uns gezwungen fühlen.

Akuter Stress aktiviert das sympathische Nervensystem, stimuliert das NNM (Nebennierenmark) und es kommt zu unmittelbarer Freisetzung von Adrenalin. Stress stimuliert aber auch andere Gehirnregionen. Es kommt zur Auschüttung von Substanzen, die durch die Blutbahnen zu den Nebenierenrinden gelangen und dort Cortisol freisetzen. Eine Studie bewies,dass dadurch Abrufblockaden mit einem Maximum ca. 30 Minuten nach dem Stress auftreten. Auch das Einnehmen von Cortison, das im Körper zu Cortisol umgewandelt wird bewirkt diesen Effekt bei stressfreien Testpersonen (10/00).

Stress war vor über 11000 Jahren, als sich das Gehirn des Menschen in der heutgen Form entwickelt ein wichtiger Prozess um den Körper für Abwehrreaktionen (Kampf, Flucht usw. ) in unmittelbare Bereitschaft zu versetzen. Leider hat sich das Gehirn im Gegensatz zu unserer schnell weiter entwickelten Zivilisation kaum weiter angepasst und so haben manche Musiker körperliche Reaktionen atavistischer Natur bevor sie das Konzertpodium betreten.

Zum Stress gehört auch die Angst, die automatisch den Muskeltonus erhöht und damit das Leistungspotenzial reduziert. Auch kalte Umgebung (Kirchenkonzerte, Turmblasen) erhöht den Muskeltonus und gehört daher in die Kategorie Stress. Ebenfalls tonussteigernd sind stressige optische Bedingungen wie verschmierte oder zu klein gedruckte Noten, ungeeignete Brillen oder schlechte Beleuchtungsverhältnisse. Mit verschiedenen Methoden lassen sich diese Erscheinung wenigstens phänomenologisch eindämmen. So kann man den Muskeltonus durch Kalzium oder Magnesium beeinflussen, man kann den durch Adrenalinausstoss mehr oder weniger stark erhöhten Pulsschlag mittels Betablockern limitieren, oder auch - was unächst am sinnvollsten ist - mentale Techniken einsetzen.

Relaxtechniken

Ingeborg Milz stellte 1982 fest, dass mehr als 30% der Kinder wahrnehmungsgestört seien und es sind sicher nicht weniger geworden (Lese- und Rechenschwächen, Verhaltensauffälligkeiten und Bewegungsenschränkungen). Schon Volksschulkinder haben ein gestörtes Körperbewusstsein und Koordinationsprobleme, sind rechts-links-unsicher usw. Deshalb suchen und brauchen sie später, als Musiker, immer häufiger die Therapie bei Körpertechniken. Der Grund liegt darin, dass die Umwelt und unsere Lebensbedingungen die spielerisch-körperliche Erfahrung von Kindern extrem reduziert hat. Kein Balancieren auf einer Gartenmauer, absolut idiotensichere Kindergärten (Sicherheit!), zeitgestresste Erwachsene nehmen ihnen alle Handgriffe ab z.B. (selbst anziehen) etc. Kinder kennen 1998 im Schnitt nur noch 7 Gruppenspiele. vor hundert Jahren waren noch mehr als 100 solche Spiele in der Praxis lebendig.

Lange Trainingseinheiten sind möglicherweise gar nicht nötig, um fit zu bleiben. Drei kurze, flotte Übungsrunden von etwa zehn Minuten schaffen genauso einen Ausgleich für Menschen, die hauptsächlich im Sitzen arbeiten. Das berichten britische Forscher in der Fachzeitschrift "Medicine & Science in Sports & Exercise" (Bd. 34, S. 1468).

Anspannung und Entspannung kann man mittels Biofeedback-Techniken am Computer trainieren.

Feldenkrais

Alexander

Tai Chi

Inner Game

Patternstörung durch ungewohnte Einflüsse

Mental Chatter

7.3 Optimierung von Abläufen

Man kann bei gegebener Muskelfaserzusammensetzung und gegebenem muskulären Trainingszustand eine weitere Verbesserung der Spielleistung erreichen, wenn es gelingt Wegestrecken, Belastungen und Widerstände im Ablauf zu verringern.

8. Materialpflege

Dort, wo tonerzeugende Körperteile eingesetzt werden, ist diesen spezielle Aufmerksamkeit zu widmen, wie z.B. Lippen, Fingerkuppen, Fingernägel etc., aber auch der gesamte Stütz- und Halteapparat muss besonders bei langen Übe- und Spielzeiten auf Fehlhaltungen kontrolliert werden, um die typischen Berufsschäden durch falsche Haltung zu vermeiden oder wenigstens möglich weit hinaus zu schieben.

Über biomechanische Aspekte beim Klarinettenspiel siehe die einschlägige Diplomarbeit [28].

9. Literaturverzeichnis

[1] Stegemann: Leistungsphysiologie S.80
[2] Fox et al., U of Texas, San Antonio
[3] Fachblatt Experimental Psychology: General (Bd. 130, S.746), Jänner 2002
[4] Donald Hebb (1949): The Organization of Behavior, New York, Wiley p. 62
[5] John Eccles (1992): Neurobilogy of Cognitive Learning, Opladen: Westdeutscher Verlag
[6] Alvaro Pascual-Leone [6] et al. 1995 Evaluation of Muscle Responses Evoked by Transcranical Magnetic Stimulation during the Acquisition of
Fine Motor Skills, in: Journal of Neurophysiology 74, 1995, Nr. 3, p 1037-1045
[7] Elbert, Thomas et al.: Increased Cortical Representation of the fingers of the Left Hand in String Players, in: Science 270 (1995), p. 305-307
[8] Journal of Experimental Psychology April oder Mai 2002
[9] Penfield und Rasmussen: The Cerebral Cortex of Man", MacMillan 1950
[10] Michael Graziano (Princeton University, New Jersey) im Magazin"Neuron" vom Juni 2002
[11] Artikel des Dartmouth-Zentrum für kognitive Hirnforschung in der Zeitschrift "Science" Bd. 298, S. 2167 (2003).
[12] Claude Bouchard, Pennington Biomedical Research Center, Louisiana State University
[13] Geoffrey Goldspink, Royal Free and University College Medical School der University of London
[14] Peter Schjerling, Muskel-Forschungszentrum der Universität Kopenhagen
[15] Gerhard Roth: Wie funktioniert mein Gedächtnis und wie kann ich es verbessern. Folien-Vortrag zur Immatrikulationsfeier der FU Berlin (2002)
Deutsches Bundesinstitut für Sportwissenschaft: www.bisp-sportpsychologie.de
[16] http://de.wikipedia.org/wiki/Langzeit-Potenzierung#LTP_und_Lernen

[17] GEO Nr. 10/2004
[18] Monika Bauersfeld und Gerald Voß: Neue Wege im Schnelligkeitstraining, Philippka-Verlag Münster, 1992
[19] Mihaly Csikszentmihalyi: Flow im Beruf: Das Geheimnis des Glücks am Arbeitsplatz. Stuttgart, Klett-Cotta 2004
[20] Mihaly Csikszentmihalyi: Talented Teenagers: The Roots of Success and Failure. Cambridge University Press 1993
[21] Rainer Ballreich und Wolfgang Baumann (Hrsg.): Grundlagen der Biomechanik des Sports, Enke Verlag, Stuttgart 1996

[22] www.lenntech.com/deutsch/Data-PSE/Körper.htm am 16.6.8
[23] www2.gsu.edu/~wwwexa/news/archive/sciences/01_dabbs2rel.htm am 16.6.8
[24] U. Jonath, R. Krempel, E. Haag und H. Müller: Leichtathletik 1 - Laufen. (Rowohlt, 1995) S. 64
[25] L. Nordmann und M. Hauptmann: Kontrastives Training - Erkenntnisstand und trainingsmethodische Anwendungen. Theorie und Praxis der Körperkultur, 6 (1990) S. 424
[26] Th. Krüger, M. Hirsch: Erarbeitung und Erprobung von methodischen Lösungen für eine schnelligkeitsorientierte Technikausbildung im Eisschnelllauf (Grundlagentraining). Leipzig. DHfK, Diplomarbeit 1987.
[27] G. Küchler: Motorik - Steuerung der Muskeltätigkeit und begleitende Anpassungsprozesse. Leipzig 1983
[28] Karl Strohriegl: Biomechanische Aspekte beim Klarinettenspiel, Diplomarbeit an der Universität Mozarteum Salzburg, 2002
[29] R. Pöhlmann und H.-A. Thorhauer: Theorie und Praxis der Körperkultur (1983)
[30] R.F. Schmidt (Hrsg.): Neuro- und Sinnesphysiologie, Berlin 1998 S.99
[31] Manfred Bartusch: Die linke Hand des Gitarristen, Bramsche 1981
[32] J. Weineck: Sportbiologie, Balingen 2002
[33] W. Hollmann, Th. Hettinger,: Sportmedizin - Grundlagen für Arbeit, Training und Präventivmedizin, Stuttgart 2000
[34] Jean-Alban Rathelota and Peter L. Strick: Subdivisions of primary motor cortex based on
cortico-motoneuronal cells
- Vorabveröffentlichung (2009) auf http://www.pnas.org/content/early/2009/01/12/0808362106.full.pdf+html
(14.1.2009)
[35] Ted Abel, Univ. of Pennsylvania in Nature, Bd 461, S. 1122 (2009)

Weitere einschlägige Literatur:

  • Klassifizierung und Beschreibung  menschlicher Bewegungen: Ellen Kreighbaum und Katherine M. Barthels: Biomechanics, Allyn and Bacon 1996
  • Hans Eberspächer: Mentales Training, Copress 2004
  • W. Gruhn: Der Musikverstand. Olms-verlag, Hildesheim 1998
  • E. Altenmüller, M. Bangert,G. Liebert, W. Gruhn: Mozart in Us: How the brain processes. Medical Problems of Performing Artists 15, (2000)
  • Christoph Wagner: Hand und Instrument, Breitkopf und Härtel 2005
  • Francis Schneider: Üben, was ist das eigentlich? (Musikedition Nepomuk, 1992)
  • Eine gute Übersicht über Terminologie und Methoden der Biomechanik findet man in: Roger Bartlett: Introduction to Sports Biomechanics, Verlag: E & FN Spon, an Imprint of Chaoman & Hall
  • Eine Übersicht über die mathematischen Methoden zur Beschreibung biomechanischer Funktionen steht in: Rainer Ballreich und Wolfgang Baumann: Grundlagen der Biomechanik des Sports
  • Gehirnphysiologische Beschreibung des Übens in Kap. 3 der Batchelorarbeit von B. Giusto, Mozarteum Salzburg 2105
  • Historische Abhandlungen: