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Tanz oder Schritt

Biologie. - Wie schafft es ein Tausendfüßler, nicht zu stolpern? Indem er seine vielen Beinchen nach einem strengen Rhythmus bewegt. Wie gelingt es einem Bergsteiger, den sicheren Halt zu finden? Indem er die Bewegung genau plant. Rhythmisches Schreiten und gezieltes Greifen sind die Paradebeispiele für zwei ganz unterschiedliche Forschungsrichtungen in den Neurowissenschaften. Doch beide Lager müssen wohl bald umdenken.

Von Volkart Wildermuth |
    In der Tanzschule lernt man den Walzer Schritt für Schritt: vor, Seite, schließen, rück, Seite, schließen. Ist also ein Tanz eine Abfolge einzelner, gezielter Schritte? Oder ist es anders herum. Liegt einem einzelnen Schritt ein rhythmischer Tanz zugrunde, der nur sofort wieder abgebrochen wird? Für beide Ansichten lassen sich gute Argumente finden. Kauen, Laufen, Kratzen, viele alltägliche Bewegungen sind rhythmisch. Auf der anderen Seite sind Schnürsenkelbinden, Zeichnen oder das Fangen eines Balles sicher genau geplante Aktionen. Welche Form der Bewegungssteuerung grundlegender ist, wollte Professor Stefan Schaal vom Computational Learning and Motor Control Lab an der Universität in Los Angeles wissen. Er bat Versuchspersonen in einem Hirnscanner, ihr Handgelenk zu beugen und zu strecken und zwar einmal rhythmisch und dann noch einmal in unregelmäßigen Abständen.

    Die Aktivität des Gehirns bei den beiden Bewegungen war überraschenderweise völlig verschieden. Die rhythmische Bewegung aktivierte nur kleine Regionen, es war fast ein Bild wie aus einem Lehrbuch über die Bewegungsaktivität im Gehirn. Nur die motorischen Zentren wurden genutzt. Die Einzelbewegung lieferte ein total anderes Bild. Es gab viel mehr Aktivität auf beiden Seiten des Gehirns, neben den motorischen Zentren waren auch Planungsregionen aktiv. Das war überraschend, denn die Handgelenksbewegung war so einfach und sah genauso aus, wie in der rhythmischen Bewegung.

    Obwohl sich die beiden Bewegungen nur in der zeitlichen Abfolge unterschieden, waren die Bilder der zugehörigen Gehinaktivität ganz verschieden. Verblüffenderweise braucht es mehr Gehirnschmalz, seine Hand nur einmal zu beugen, als sie mehrmals auf und ab zu bewegen. Das Gehirn baut einen rhythmischen Tanz nicht aus einer bloßen Aufeinanderfolge von Schritten auf. Wahrscheinlich ist es andersherum. Es gibt im Gehirn des Menschen, ähnlich wie bei Insekten, Rhythmuszentren, die alle lebenswichtigen Aktivitäten anregen, vom Atmen über das Kauen bis zum Laufen. Wann immer eine gezielte Einzelbewegung nötig ist, wird ein passendes Rhythmusprogramm angeworfen, dann aber sofort wieder unterbrochen. Das Gehirn muss sich sozusagen selbst in den Arm fallen und das benötigt offenbar die Mitarbeit höherer Planungszentren. Besonders interessant dabei ist, dass beide Hirnhälften für diese Selbstbeschränkung auf nur eine Bewegung notwenig sind. Den direkten Kontakt zu den Muskeln haben nur die Nerven auf der jeweils gegenüberliegenden Hirnhälfte. Stefan Schaal sieht hier neue Möglichkeiten für die Therapie von Schlaganfallpatienten. Die leiden häufig unter Lähmungen und können die Kontrolle über bestimme Bewegungen nur nach einem langen und intensiven Training zurückgewinnen.

    Wenn mein rechter Arm gelähmt ist, und ich trainiere ihn nur mit rhythmischen Bewegungen, werde ich nur die Motorzentren der einen Seite beeinflussen. Wenn ich auf der anderen Seite mit Einzelbewegungen arbeite, werden beide Gehirnhälften aktiviert, ich kann sogar mit dem linken Arm die linke Gehirnhälfte trainieren. Wir versuchen neue Therapien zu entwickeln, die das Gehirn besser beeinflussen und so hoffentlich zu einer schnelleren Erholung führen.

    Auf diesem Gebiet ist aber noch viel Arbeit nötig, bevor sich die Erkenntnisse der Grundlagenforscher in praktische Erfolge umsetzen lassen. Parallel versucht Stefan Schaal die Rhythmuszentren für die Bewegungen im Gehirn aufzuspüren. Er geht davon aus, dass nur relativ wenige solcher Taktgeber existieren. Schließlich fällt es Klavierschülern schon schwer, mit den beiden Händen auch nur zwei unterschiedliche Takte zu halten. Ein weiteres Beispiel dafür, dass es geistiger Anstrengung bedarf, aus einem einmal gewählten Rhythmus auszubrechen. Denn die Grundlage aller Bewegung ist Rhythmus und Rhythmen verlangen danach, mitzuschwingen.

    Wir lieben Musik, wir schwimmen gern, wir tanzen, ständig laufen wir, dass sind alles rhythmische Bewegungsmuster. Kauen ist rhythmisch. Rhythmen gefallen uns, sie machen uns fröhlich, beruhigen uns, regen auf, machen aggressiv. Wir sind eben ausgesprochen rhythmische Tiere.