Biomechanische Modellierung

Die Individualität des Menschen spiegelt sich nicht nur in seinem Charakter, sondern auch in körperlichen Eigenschaften wider. Entsprechend der genetischen Veranlagung sowie des Lebenswandels eines Individuums haben Muskeln, Sehnen und Knochen individuelle Eigenschaften. Diese sind für vorgegebene Bewegungsaufgaben mehr oder weniger günstig. Besonders offensichtlich sind genetische Dispositionen und Anpassungen auf Training im Spitzensport. So ist allgemein bekannt, dass Sportler aus Sprintsportarten einen überdurchschnittlich hohen Anteil an schnellen Muskelfasern besitzen, die aber schnell ermüden und sie für Ausdauersportarten ungeeignet machen. Ebenfalls weiß man, dass muskulär kräftige Sportler auch dementsprechend angepasste, kräftige Sehnen besitzen. Nicht nur Training, sondern auch Prozesse wie das Altern oder Krankheiten verändern diese strukturellen Eigenschaften. Die Eigenschaften wirken sich auf die Koordination der Bewegung aus und entscheiden oft über das Gelingen oder Misslingen einer Bewegung, wie im Spitzensport etwa ein schneller Sprintschritt, genauso wie im Alltag etwa bei der Bewältigung einer Stufe einer älteren Person.

Die Eigenschaften von Muskeln und Sehnen einer Person sind im Allgemeinen schwer zugänglich und oft nur durch schmerzhafte Verfahren wie Muskelbiopsien oder implantierte Kraftsensoren bestimmbar. In den letzten Jahren haben WissenschafterInnen am Institut für Sportwissenschaft Graz ein Verfahren etabliert, das es ermöglicht, mit Hilfe der Modellierung und Simulation die neuromuskulären Eigenschaften der Arm- und Beinmuskulatur auf unblutige Weise individuell zu bestimmen. Die Kenntnis dieser bewegungsunabhängigen Eigenschaften ermöglicht die Vorhersage von Bewegungsabläufen durch Computersimulation.