Der Einfluss von Motor Imagery und Postactivation Potentiation auf die Leistungsfähigkeit in maximalen Drop Jumps und die neuromuskuläre Aktivität

Dissertation | Dr. Julian Bergmann

Abstract in general

Reactive movements play an important role in everyday activities as well as in sports movements such as jumps. The present thesis addresses the acute effects of Motor Imagery and preceding reactive hops on performance in maximal drop jumps. In addition, neuro-muscular measurements were performed to identify how these interventions potentially contribute to performance changes in jumps.

The present thesis is the summary of three experimental studies:
The first study aimed to evaluate the effects of preparatory Motor Imagery on the performance and neuro-muscular control of subsequent drop jumps. Directly after Motor Imagery participants showed a significantly (3%) higher performance index compared to control jumps. In drop jumps following the Motor Imagery sequence, higher muscle activation before and in the early phase after ground contact in the “antigravity” lower leg muscles could be shown.

The purpose of the second study was to investigate the effects of ten maximal hops as conditioning contractions on performance and neuro-muscular control in subsequent drop jumps. In the drop jumps with preceding conditioning hops drop jump rebound height was significantly increased (12%) compared to control jumps. However, no statistical differences between these conditions could be shown in regard to the EMG activity of the observed leg muscles.

The third study aimed to determine the effects of different rest intervals between the conditioning hops and the subsequent drop jumps. Rest intervals of 10 s, 30 s, 60 s and 180 s were used. The most beneficial interval between the hops and the subsequent drop jump was the shortest examined interval which was 10 s.

In summary, Motor Imagery as well as preparatory conditioning hops can be beneficial for increasing the performance in maximal drop jumps. However, the underlying mechanisms for the performance increases seem to differ between the interventions. While the improved drop jump performance after Motor Imagery can be explained at least partly by an increase of neuro-muscular drive, the lack of change in EMG activities after the conditioning hops suggests that the underlying mechanisms for higher drop jump performance after preceding reactive hops are more likely intramuscular than neural in nature.

Allgemeine Zusammenfassung

Reaktive Bewegungen spielen sowohl in alltäglichen als auch in sportspezifischen Bewegungen, wie beispielsweise in Sprüngen eine bedeutsame Rolle. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den akuten Effekten von Motor Imagery und vorbereitenden Hoppings auf die Leistungsfähigkeit in reaktiven Niederhochsprüngen (Drop Jumps). Zudem wurde der Einfluss der Interventionen auf die neuro-muskuläre Kontrolle während der Sprünge untersucht, um Rückschlüsse auf die zugrundeliegenden Mechanismen potenzieller Leistungsveränderungen ziehen zu können. Die vorliegende Arbeit ist die Zusammenfassung von drei experimentellen Untersuchungen:

In der ersten Studie wurde der Effekt von Motor Imagery auf die Leistung und die neuro-muskuläre Kontrolle in Drop Jumps untersucht. Infolge der dreimaligen Vorstellung eines Drop Jumps, unmittelbar vor der Ausführung desselbigen, zeigten die Probanden einen um 3% (p<0.05) gesteigerten Reaktivkraftindex, der ein Kriterium für die Leistungsfähigkeit in reaktiven Bewegungen darstellt. In den Sprüngen nach der Imagination zeigten die Probanden kurz vor als auch in der frühen Phase nach Bodenkontakt eine signifikant höhere Muskelaktivität in der antigravitatorisch arbeitenden Unterschenkelmuskulatur.

In der zweiten Studie wurde der Effekt von zehn vorausgehenden maximalen Hoppings als Konditionierungsaktivität auf die Leistung und die neuro-muskuläre Kontrolle in Drop Jumps untersucht. Infolge des Einsatzes der Konditionierungs-Hoppings, als Vorbereitung auf einen nachfolgenden Drop Jump, wurde eine um 12% signifikant höhere Sprunghöhe gegenüber den Kontrollsprüngen festgestellt. Hinsichtlich der Muskelaktivität ergaben sich keine statistischen Differenzen zwischen den Bedingungen.

Ziel der dritten Studie war die Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Pausenlängen nach den zehn maximalen Hoppings auf die Leistung in darauffolgenden Drop Jumps. Zur Identifizierung einer potenziellen zeitlichen Charakteristik wurden Pausenlängen von 10 s, 30 s, 60 s und 180 s eingesetzt. Als das effektivste Intervall zwischen den Hoppings und den darauffolgenden Drop Jumps erwies sich die kürzeste der untersuchten Pausen.

Zusammenfassend kann konstatiert werden, dass sowohl Motor Imagery als auch reaktive Hoppings als unmittelbare Vorbereitung vor maximalen Drop Jumps leistungssteigernde Effekte haben können. Die zugrundeliegenden Mechanismen für die Leistungspotenzierung scheinen jedoch unterschiedlich zu sein. Beim Motor Imagery kann die Leistungssteigerung in nachfolgenden Drop Jumps durch eine veränderte neuro-muskuläre Ansteuerung der Muskulatur begründet werden, wohingegen der leistungssteigernde Effekt der Konditionierungs-Hoppings sehr wahrscheinlich auf intramuskuläre Faktoren zurückzuführen ist.

Allgemeine Einleitung

Niederhochsprünge (Drop Jumps) stellen die klassische experimentelle Untersuchungsform der reaktiven Kraftfähigkeit dar. Alltägliche und vor allem Bewegungen in sportlichem Kontext besitzen häufig reaktiven Charakter. Reaktive Bewegungen zeichnen sich durch eine schnell nacheinander ablaufende, nachgebende (exzentrische) und anschließend überwindende (konzentrische) Arbeitsweise aus. Während der exzentrischen Phase von reaktiven Bewegungen ist das tendo-muskuläre System in der Lage, in den seriell- und parallelelastischen Strukturen kinetische Energie zu speichern. In der sich anschließenden konzentrischen Phase kann die gespeicherte Energie freigegeben werden und es kommt zu einer Kraft- und Leistungszunahme im Vergleich zu einer konzentrischen Kontraktion ohne vorhergehende Exzentrik (Komi, 2003). Die Voraussetzung für die Speicherung kinetischer Energie in den elastischen Elementen des Muskel-Sehnen-Komplexes ist die Steifigkeitsregulierung der Muskulatur (Anderson & Pandy, 1993; Asmussen & Bonde-Peteren, 1974). Die Steifigkeitsregulierung wird sowohl von mechanischen Eigenschaften des Muskel-Sehnen-Komplexes als auch durch die neuronale Kontrolle muskulärer Aktivität bestimmt (Anderson & Pandy, 1993; Cavagna, 1977; Komi, 2003).

Auf Grundlage der aktuellen wissenschaftlichen Studienlage kann vermutet werden, dass durch Motor Imagery sowie durch vorbereitende Hoppings ein positiver Effekt auf die Leistungsfähigkeit in reaktiven Bewegungen erzielt werden kann. Eine potenziell eintretende Leistungssteigerung erfolgt dabei am ehesten akut, also zeitlich direkt im Anschluss an die jeweilige Intervention. Die Ursache potenzieller Leistungssteigerungen durch Motor Imagery und vorbereitenden Hoppings könnte in der Modulation der neuro-muskulären Aktivität liegen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den akuten Effekten von Motor Imagery und  vorausgehenden Hoppings auf die Leistungsfähigkeit in Drop Jumps und mit den möglicherweise zugrundeliegenden Anpassungen der neuro-muskulären Aktivität während der Sprünge.

Motor Imagery

Motor Imagery ist die reine Vorstellung einer motorischen Bewegung, ohne dass diese tatsächlich ausgeführt wird (Jeannerod, 1995). Es gibt wissenschaftliche Befunde, die belegen, dass Motor Imagery zu einer Steigerung der maximalen willkürlich aufzubringenden Kraft führen kann. Dies wurde sowohl bei einem langfristigen Einsatz im Rahmen eines Trainingsprogrammes (Ranganathan, Siemionow, Liu, Sahgal & Yue, 2004; Shackell & Standing, 2007; Smith, Collins & Holmes, 2003; Yue & Cole, 1992; Zijdewind, Toering, Bessem, Van Der Laan & Diercks, 2003) nachgewiesen, als auch wenn Motor Imagery als akute Intervention direkt vor der motorischen Aufgabe vollzogen wurde (Elko & Ostrow, 1992; Shelton & Mahoney, 1987; Tynes & McFatter, 1987).

Ursächlich für die Steigerung der willkürlichen Maximalkraft durch Motor Imagery werden neurophysiologische Mechanismen genannt (Ranganathan et al., 2004; Shackell & Standing, 2007; Yue & Cole, 1992). Es konnte gezeigt werden, dass Motor Imagery unterschwellige Aktivierungen spinaler (Bonnet, Decety, Jeannerod & Requin, 1997) und/oder kortikaler Neurone (Facchini, Muellbacher, Battaglia, Boroojerdi & Hallett, 2002; Fadiga et al., 1999; Hashimoto & Rothwell, 1999; Rossini, Rossi, Pasqualetti & Tecchio, 1999; Stinear, Byblow, Steyvers, Levin & Swinnen, 2006) bewirkt, die auch während der tatsächlich ausgeführten Bewegung aktiv sind. Die unterschwellige Aktivierung der Neurone scheint zu einer Herabsetzung der motorischen Schwelle zu führen, die wiederum bewirkt, dass diese Neurone leichter innerviert werden (Gandevia, Wilson, Inglis & Burke, 1997; Li, Kamper, Stevens & Rymer, 2004; Schnitzler, Salenius, Salmelin, Jousmaki & Hari, 1997). Die erleichterte Innervation von Neuronen könnte bei reaktiven Bewegungen eine Bahnung kortikaler und reflexinduzierter Potenziale bewirken und somit eine Steigerung der Muskelaktivität vor und während der Bodenkontaktphase zur Folge haben. Bei einer Modifikation der muskulären Aktivitätsmuster während reaktiver Bewegungen kann davon ausgegangen werden, dass auch die sportliche Leistungsfähigkeit beeinflusst werden würde.

Es fehlt bislang an wissenschaftlichen Untersuchungen hinsichtlich der Frage, ob Motor Imagery einen positiven Effekt auf die Leistungsfähigkeit in darauffolgenden reaktiven Bewegungen wie Drop Jumps bewirkt. Zudem ist bislang unklar, ob bzw. in welcher Art und Weise eine vorherige motorische Imagination die neuro-muskuläre Aktivität kurz vor und während der Bodenkontaktphase von Drop Jumps verändert.

Vorbereitende Hoppings

Konditionierungsaktivitäten stellen eine weitere potenzielle Möglichkeit dar, die motorische Leistungsfähigkeit in Sprüngen akut positiv zu beeinflussen. Studien belegen, dass infolge von isometrischen oder dynamischen hochintensiven Kontraktionen Leistungssteigerungen in Drop Jumps (French, Kraemer & Cooke, 2003; Güllich & Schmidtbleicher, 1996) und in Hockstrecksprüngen (Comyns, Harrison, Hennessy & Jensen, 2006; Gilbert & Lees, 2005; Gourgoulis, Aggeloussis, Kasimatis, Mavromatis & Garas, 2003; Jensen & Ebben, 2003; Kilduff et al., 2008) realisiert wurden. Auf der anderen Seite liegen Studienergebnisse vor, die in Hockstrecksprüngen nach isometrischen oder dynamischen hochintensiven Konditionierungsaktivitäten keine Leistungsänderung (French et al., 2003; Hanson, Leigh & Mynark, 2007; Mangus et al., 2006; Robbins & Docherty, 2005) oder sogar Leistungsminderungen (Jensen & Ebben, 2003) zeigten.

In der Literatur wird von drei potenziellen Mechanismen berichtet, die ursächlich für Leistungssteigerung nach einer Konditionierungsaktivität sein könnten. Mögliche Mechanismen stellen eine (i) gesteigerte Phosphorylierung von leichten Myosinketten, (ii) eine erhöhte motoneuronale Erregbarkeit und/oder (iii) eine Veränderung des Muskel-Fiederungswinkels infolge der Konditionierungsaktivität dar.

Die Kraftentfaltung eines Muskels entsteht durch den Querbrückenzyklus, bei dem die Myosinköpfchen abkippen und sich somit entlang des Aktins ziehen (Hohmann, Lames & Letzelter, 2003). Ein Myosin-Molekül besteht aus zwei schweren Myosinketten, an deren Enden die regulatorischen leichten Ketten (Regulatory Light Chains - RLC) gebunden sind und an die wiederum die Myosinköpfchen angrenzen. Jede RLC besitzt eine spezifische Bindestelle für Phosphatmoleküle. Die Phosphorylierung der RLC wird durch das Enzym Myosin Light Chain Kinase katalysiert. Dieses Enzym wird durch die Kalziummoleküle aktiviert, die aus dem sarkoplasmatischen Retikulum in die Muskelzelle gelangen, wenn ein Aktionspotenzial die Muskelfasermembran erreicht (Tillin & Bishop, 2009). Es wird vermutet, dass die Phosphorylierung der RLC eine Sensivitätssteigerung des Aktin-Myosin-Komplexes gegenüber Kalziumionen bewirkt und somit zu einer gesteigerten Muskelleistung führt (Hodgson, Docherty & Robbins, 2005; Szczesna et al., 1985). Es ist wissenschaftlich fundiert, dass durch eine vorbereitende, willkürliche Aktivität eines Muskels dessen nachfolgende elektrisch evozierte Kraft (Hamada, Sale, MacDougall & Tarnopolsky, 2000; Shima, Rice, Ota & Yabe, 2006) sowie die assoziierte Kraftanstiegsrate (Shima et al., 2006) erhöht werden können. Dieses Phänomen der gesteigerten Muskelleistung nach einer Konditionierungsaktivität wird als Postaktivierungspotenzierung (PAP) bezeichnet (Gossen & Sale, 2000). Diese isoliert im Labor zu beobachtende Steigerung der Muskelleistung kann möglicherweise auf die komplexe Leistung in nachfolgenden Bewegungen übertragen werden.

Neben dem intramuskulären Mechanismus der gesteigerten Phosphorylierung der leichten Myosinketten, wird ein neuro-physiologischer Mechanismus als mögliche Ursache für eine gesteigerte  Leistung in sportlichen Bewegungen nach Konditionierungsaktivitäten angesehen (Hodgson et al., 2005). Ursächlich für die Leistungszugewinne könnte eine gesteigerte Erregbarkeit der α-Motoneurone sein. Eine Erregbarkeitssteigerung von Motoneuronen auf spinaler Ebene würde dazu führen, dass gleichbleibende präsynaptische Inputs zu einer Erhöhung der postsynaptischen Potenziale führen. Ursächlich für die Erhöhung der postsynaptischen Potenziale könnte die Verminderung einer fehlerhaften Transmitterübertragung von einer Synapse zu einer anderen Synapse (transmitter failure) sein (Luscher, Ruenzel & Henneman, 1983). Eine Reduktion von Transmitterübertragungsfehlern wäre durch die quantitative Erhöhung von Neurotransmittern möglich, die bei der elektro-chemischen Übertragung eines Aktionspotenzials von der präsynaptischen Membran in den synaptischen Spalt entlassen werden (Enoka, 2002). Güllich und Schmidtbleicher (1996) evozierten H-Reflexe vor und nach einer 5-sekündigen isometrischen Maximalkontraktion der Plantarflexoren. Die nachgewiesene Steigerung des H-Reflexes nach einigen Minuten wurde als eine gesteigerte Rekrutierung von Motoneuronen gedeutet, was auf die Minimierung einer fehlerhaften Transmitterübertragung zurückzuführen sein könnte (Hodgson et al., 2005).
Als dritter Mechanismus, der zu einer akuten Steigerung der Leistungsfähigkeit nach Konditionierungsaktivitäten führen könnte, ist die Änderung des Muskelfiederungswinkels zu nennen. Es wird vermutet, dass hochintensive Kontraktionen die Orientierung der Muskelfasern beeinflussen können (Mahlfeld, Franke & Awiszus, 2004). Mahlfeld et al. (2004) zeigten, dass sich der Fiederungswinkel des m. vastus lateralis infolge einer 3-sekündigen isometrischen Maximalkontraktion zunächst nicht änderte, aber 3-6 Minuten nach der Kontraktion signifikant zur Ausgangsmessung unterschied. Durch eine Modifikation des Muskelfiederungswinkels würde die Kraftübertragung vom Muskel auf den passiven Bewegungsapparat beeinflusst werden. Kleinere Fiederungswinkel würden zu einer Verbesserung der Kraftübertragung führen und somit potenziell positiv auf die Leistungsfähigkeit wirken.

Die kontroverse Studienlage hinsichtlich des Effektes von Konditionierungsaktivitäten auf die Leistungsfähigkeit in nachfolgenden Bewegungen ist wahrscheinlich zu einem großen Teil darauf zurückzuführen, dass Konditionierungsaktivitäten neben den potenziell auftretenden leistungssteigernden Effekten, zugleich auch leistungsmindernde Ermüdungsprozesse hervorrufen (Hamada, Sale, MacDougall & Tarnopolsky, 2003). Netto-Leistungssteigerungen kommen nur dann zustande, wenn die Leistungssteigerung durch die PAP größer ist als die Leistungsminderung durch die Ermüdung (Batista et al., 2007). Der Effekt der Konditionierungsaktivität auf die nachfolgende Zielbewegung hängt daher maßgeblich von der Charakteristik der Konditionierungsaktivität (Esformes, Cameron & Bampouras, 2010; Rixon, Lamont & Bemben, 2007) sowie der Pausenlänge zwischen der Konditionierungsaktivität und der darauffolgenden Zielbewegung ab (Gilbert & Lees, 2005). Als Konditionierungsaktivitäten wurden in der Regel willkürliche hochintensive isometrische oder dynamischen Muskelkontraktionen genutzt (zur Übersicht siehe Lesinski, Muehlbauer, Büsch & Granacher, 2013; Tillin & Bishop, 2009). Reaktive Bewegungen als Konditionierungsaktivität hätten gegenüber Muskelkontraktionen, die über mehrere Sekunden andauern,  den Vorteil, dass die metabolische Auslastung und damit auch die energetische muskuläre Ermüdung trotz der Generierung hoher Kräfte deutlich niedriger wäre (Bosco et al., 1982; Lindstedt, LaStayo & Reich, 2001).

Trotz des theoretischen Potenzials reaktiver Bewegungen als Konditionierungsaktivität für eine PAP-bedingte Leistungssteigerung in nachfolgenden Bewegungen, haben sich nur wenige Studien damit beschäftigt. Es fehlt an Studien, die bei reaktiven Konditionierungsaktivitäten systematisch den Einfluss unterschiedlicher Pausenlängen auf die Leistungsfähigkeit in darauffolgenden Zielbewegungen untersuchen. Auch im Hinblick auf die Ursache potenziell eintretender Leistungssteigerungen infolge reaktiver Konditionierungsaktivitäten mangelte es an Evidenz, ob diese auf eine Modifizierung  der neuro-muskulären Aktivität zurück zu führen sind.

Methoden

Zur Beurteilung der Effekte von Motor Imagery und vorbereitenden Hoppings auf die Leistungsfähigkeit und auf die neuro-muskuläre Aktivität in darauffolgenden Drop Jumps wurden diverse Messvariablen erfasst (vgl. Tab. 1.1). Diese werden nachfolgend nur kurz erläutert; eine detaillierte Beschreibung der Methoden befindet sich in den beigefügten Veröffentlichungen in den Abschnitten 2.3, 3.3 und 4.3.

Leistungsfähigkeit
Die Probanden wurden instruiert alle Drop Jumps mit möglichst kurzer Bodenkontaktzeit und maximaler Sprunghöhe auszuführen. Die Leistungsfähigkeit in den Drop Jumps wurde anhand nachfolgender Messvariablen quantifiziert und beurteilt: Bodenkontaktzeit, Flugzeit, Sprunghöhe, Reaktivkraftindex und maximale Bodenreaktionskraft. Die Sprünge wurden auf einer Kraftmessplatte (Leonardo Mechanography GRFP, Novotec Medical, Pforzheim, Deutschland) ausgeführt. Aus dem Verlauf der Kraft über die Zeit wurden die Bodenkontaktzeit und die Flugzeit ermittelt. Aus den beiden letztgenannten Parametern wurde der Reaktivkraftindex (Reaktivkraftindex = Flugzeit / Kontaktzeit) berechnet. Die Sprunghöhe wurde durch das Flugzeitverfahren ermittelt: Sprunghöhe = 1/8 * g * t2, wobei g die Erdbeschleunigung und t die Flugzeit darstellt.


Neuro-muskuläre Aktivität

Elektromyographie

Zur Messung der neuro-muskulären Aktivität wurde das Verfahren der Oberflächenelektromyographie (oEMG) eingesetzt. Bei der oEMG werden mittels auf der Haut aufgebrachter Elektroden Summenaktionspotentiale erfasst, die von den Muskelfasermembranen erzeugt werden (Gruber, Taube & Gollhofer, 2009). Die Messung der Muskelaktivität erfolgte am m. soleus, m. gastrocnemius, m. tibialis anterior, m. vastus medialis und am m. biceps femoris. Die Muskelaktivität wurde für die Zeitintervalle 150 ms vor bis zum Bodenkontakt (Preactivity [PRE]), 30-60 ms nach Bodenkontakt (Short-Latency-Response [SLR]) und 90-120 ms nach Bodenkontakt (Long-Latency-Response [LLR]) berechnet und ausgewertet.

Die analysierten Intervalle wurden anhand von experimentellen Befunden zu spinalen und kortikalen Beteiligungsmustern an der Muskelaktivität und anhand in der Literatur berichteter Reflexmuster festgelegt. Sowohl bei Menschen (Duncan & McDonagh, 2000; Mradkovic, Ilic, Jankovic, Rajkovic & Stefanovic, 2008; Viitasalo, Salo & Lahtinen, 1998) als auch bei Katzen (Prochazka, Schofield, Westerman & Ziccone, 1977) konnte gezeigt werden, wenn diese von einer Erhöhung springen, dass die Beinstreckmuskulatur bereits vor Bodenkontakt aktiv ist. Es wird vermutet, dass diese Voraktivierung ein Teil eines zentral vorprogrammierten Bewegungsmusters ist. Es wurde argumentiert, dass die Muskelaktivität vor Bodenkontakt eine bedeutsame Rolle bei der Steifigkeitsregulierung der Muskulatur während reaktiver Bewegungen spielt und somit einen funktionellen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit dieser Bewegungsform nehmen kann (Dietz, Noth & Schmidtbleicher, 1981; Horita, Komi, Nicol & Kyrolainen, 1999).

Nach dem Bodenkontakt werden die antigravitatorischen Beinstreckmuskeln gedehnt. Dies führt zur Entstehung und Fortleitung von muskelspindelinduzierten Ia-Afferenzen. Es gibt wissenschaftliche Hinweise, dass die reflektorisch entstandenen Potenziale einer differenzierten spinalen und supraspinalen Einflussnahme unterliegen (Dietz, Schmidtbleicher & Noth, 1979; Zuur et al., 2010). Mittels peripherer Nervenstimulation und Transkranieller Magnetstimulation konnte gezeigt werden, dass in Drop Jumps in der frühen Bodenkontaktphase (SLR) die spinale Beteiligung an der Muskelaktivität hoch war und zum Ende der Bodenkontaktzeit hin progressiv abnahm. Die kortikale Beteiligung war hingegen zu Beginn niedrig und in den späten Phasen der Kontaktzeit (LLR) am höchsten (Taube et al., 2008). Neben der Voraktivierung wird auch den Ia-afferenten Beiträgen ein maßgeblicher Einfluss auf die Leistungsfähigkeit in reaktiven Bewegungen zugeschrieben (Komi & Gollhofer, 1997).


Periphere Nervenstimulation

Ergänzend zur Messung der oEMG-Signale wurde in Studie 2 das Verfahren der peripheren Nervenstimulation eingesetzt, um eine potenzielle Einflussnahme der vorbereitenden Hoppings auf die neuro-muskuläre Kontrolle zu untersuchen.

Durch die elektrische Reizung eines peripheren Nervens werden sowohl sensorische (afferente) als auch motorische (efferente) Anteile des Nervens erregt. Aufgrund ihres größeren Durchmessers und der damit verbundenen niedrigeren Erregungsschwelle, werden die afferenten Ia-Fasern bei ansteigender Reizintensität früher als die efferenten Nervenfasern erregt. Die sensorischen Fasern leiten infolge ihrer Depolarisation das Aktionspotential in orthodromer Richtung zu den im Rückenmark sitzenden α-Motoneuronen. Nach der monosynaptischen Verschaltung wird der Reiz über den efferenten Nervenfaseranteil zum Muskel geleitet und löst dort eine Muskelzuckung aus. Im EMG des m. soleus wird diese infolge der Reizung des n. tibialis in der fossa poplitea nach etwa 35-40 ms sichtbar und wird nach Paul Hoffmann als H-Reflex bezeichnet. Mit zunehmender Reizintensität werden neben den afferenten auch efferente Nervenfasern direkt erregt. Aufgrund des kürzeren Leitungsweges erreicht dieser Reiz den Muskel früher als der Reiz, der über das Rückenmark verläuft. Der frühe und direkte Signalweg über die efferenten α-Motoaxone wird als M-Welle bezeichnet (Zehr, 2002). Mit ansteigender Reizintensität steigt die M-Welle zunehmend an, bis sie ihr Maximum erreicht (Mmax). Der H-Reflex nimmt bei niedrigen Erregungsniveaus mit zunehmender Reizintensität zunächst ebenfalls zu und fällt anschließend aufgrund der Kollision mit dem größer werdenden antidromen Potenzial ab. Bei einem relaxierten Muskel wird bei einer supramaximalen Reizintensität eine maximale M-Welle, aber kein H-Reflex im EMG sichtbar. Bei der Evozierung eines supramaximalen Stimulus bei einer hochintensiven Muskelkontraktion werden deszendierende Aktionspotenziale vom motorischen Kortex zum Muskel geleitet. Diese kollidieren mit dem antidromen Signal auf der efferenten Nervenfaser und ermöglichen durch die Minderung bzw. Auslöschung des antidromen Signals die Fortleitung des orthodromen Signals zum Muskel. Das dadurch entstehende Signal im EMG wird als Voluntary-Wave oder auch V-Welle bezeichnet. Die V-Welle ist daher eine Variante des H-Reflexes, die während hochintensiver willkürlicher Muskelanspannungen durch eine supramaximale Reizung des peripheren Nervens ausgelöst werden kann. Erstmals wurde die Messung von V-Wellen in Studie 2 auch in der Bodenkontaktphase von Drop Jumps eingesetzt. Das Verhältnis aus der V-Welle und der maximalen M-Welle (V/Mmax) ermöglicht Rückschlüsse auf das Ausmaß der efferenten motoneuronalen Ansteuerung des Muskels (Aagaard, Simonsen, Andersen, Magnusson & Dyhre-Poulsen, 2002; Fimland, Helgerud, Gruber, Leivseth & Hoff, 2009). In Abbildung 1.1 ist die Entstehung einer M- und V-Welle schematisch skizziert.

Für die Evozierung von elektrischen Stimulationen wurde in der vorliegenden Arbeit der Nervenstimulator Digitimer DS7AH (Digitimer Ltd., Hertfordshire, UK) verwendet. Durch die Reizung des n. tibialis durch supramaximale elektrische Impulse konnten während der Kontaktphase der Drop Jumps M- und V–Wellen ausgelöst und im oEMG sichtbar gemacht werden. Die elektrischen Stimulationen wurden zeitlich so abgestimmt, dass die evozierten M- und V-Wellen mit den Reflexphasen der SLR und der LLR  übereintrafen. Durch die zeitliche Abstimmung konnte für die SLR und die LLR das V/Mmax-Verhältnis berechnet und somit das Ausmaß der efferenten motoneuronalen Ansteuerung des Muskels in der jeweiligen Reflexphase bewertet werden.

Abb.: Schematische Abbildung der elektrischen Evozierung von Aktionspotenzialen, die zur Entstehung einer M- und V-Welle führen. Durch die elektrische Stimulation eines gemischten peripheren Nervens werden afferente und efferente Nervenfasern erregt.  Das Aktionspotenzial verläuft auf der efferenten Nervenfaser in (a) orthodromer Richtung und löst beim Erreichen des Muskels eine M-Welle aus. Zudem wird das Aktionspotenzial (b) antidrom in Richtung Rückenmark geleitet.  Die während hochintensiver Muskelanspannungen vom motorischen Kortex generierten elektrischen Signale  kollidieren auf der efferenten Nervenfaser mit den elektrisch evozierten antidromen Potenzialen. Je nach Höhe der Potenziale kommt es zu einer Auslöschung oder Verminderung des antidromen Signals, sodass das Aktionspotenzial, das auf der afferenten Nervenfaser durch den elektrischen Stimulus erzeugt wurde, nach der monosynaptischen Verschaltung auf Rückenmarksebene nicht ausgelöscht, sondern zum Muskel geleitet wird und dort die V-Welle auslöst. Abbildung modifiziert nach Aagaard et al. (2002).
Im Folgenden werden die drei Studien anhand der Originalpublikationen dargestellt. Studie 1 und 2 wurden bereits in Zeitschriften mit peer-review Verfahren veröffentlicht. Studie 3 wurde am 04.02.2014 als angenommen erklärt; die Darstellung des Manuskriptes erfolgt in der Form wie es eingereicht wurde.

Zusammenfassung & Diskussion

Das Hauptergebnis der vorliegenden Arbeit ist, dass es sowohl nach Motor Imagery als auch nach vorbereitenden Hoppings zu einer akuten Leistungssteigerung in darauffolgenden maximalen Drop Jumps gekommen ist. In den Drop Jumps, die nach dem Motor Imagery ausgeführt wurden, konnten Modifikationen in der neuro-muskulären Aktivität gemessen werden, wohingegen sich bei den Drop Jumps nach den vorbereitenden Hoppings keine signifikanten Muskelaktivitätsänderungen ergaben.


Effekte von Motor Imagery auf die Leistungsfähigkeit in Drop Jumps

Die Leistungsfähigkeit in den Drop Jumps, die nach dem Motor Imagery ausgeführt wurden, war höher im Vergleich zu den Kontrollsprüngen. In den Drop Jumps, die im Anschluss an die motorische Imagination ausgeführt wurden, erreichten die Probanden im Mittel einen Reaktivkraftindex von 2.50 ± 0.47 und in den Sprüngen ohne vorherige Imagination von 2.43 ± 0.47. Daraus ergibt sich ein um 3% höherer Reaktivkraftindex (p < 0.05) in den Sprüngen, in denen zuvor Motor Imagery vollzogen wurde. In den Drop Jumps infolge des Motor Imagery wurden im Vergleich zu den Kontrollsprüngen geringfügig kürzere Bodenkontaktzeiten (182 ms ± 27 ms vs. 185 ms ± 28 ms; p > 0.05) und höhere Flugzeiten (444 ms ± 51 ms vs. 440 ms ± 53 ms; p > 0.05) gezeigt. Die maximale Bodenreaktionskraft war in den Sprüngen nach der motorischen Imagination um 4% höher als in den Kontrollsprüngen ohne vorherige Imagination (4.05 ± 0.85 kN vs. 3.91 ± 0.78 kN; p < 0.05).

Die Leistungsverbesserung in den Drop Jumps fiel im Vergleich zu den Ergebnissen aus Studien, in denen  Motor Imagery als Training über mehrere Wochen zur Verbesserung der willkürlichen Maximalkraft angewandt wurde, allerdings eher gering aus. Ranganathan et al. (2004) berichteten nach einem 12-wöchigen mentalen Training von Zuwächsen der willkürlichen Maximalkraft in Höhe von 35% in der Kleinfingerabduktion und 14% in der Ellenbogenflexion. In der Studie von Yue und Cole (1992) erreichten die Probanden nach einem 4-wöchigen mentalen Training Kraftzuwächse in Höhe von 22% im Kleinfingerabduktor. Auch Zijdewind et al. (2003) konnten nach einem 4-wöchigen mentalen Trainingsprogramm eine 36%ige Steigerung der willkürlich aufzubringenden Kraft der Plantarflexoren nachweisen. Aus zweierlei Hinsicht lassen sich diese Ergebnisse nur bedingt mit den Resultaten der vorliegenden Arbeit vergleichen. Zum einen unterscheiden sich die jeweiligen Zielbewegungen in ihrer muskulären Aktionsform. In den aufgeführten Studien, in denen hohe Leistungssteigerungen durch Motor Imagery erzielt wurden, vollzogen die Probanden isometrische Maximalkontraktion; in der vorliegenden Arbeit bestand die Aufgabe hingegen in der Erbringung einer reaktiven Bewegung, die durch den Dehnungsverkürzungszyklus gekennzeichnet ist. Zum anderen  wurde in den Studien von Ranganathan et al. (2004), Yue und Cole (1992) und Zijdewind et al. (2003) Motor Imagery über mehrere Wochen angewandt im Gegensatz zum akuten Einsatz direkt vor der Bewegung in der vorliegenden Arbeit. Ranganathan et al. (2004) zeigten, dass bei einem mehrwöchigen mentalen Training zu Beginn lediglich geringe Kraftzuwächse zu verzeichnen waren, die kontinuierlich bis auf 35% nach 12 Wochen anstiegen. Aufgrund dieser Studienergebnisse kann vermutet werden, dass infolge einer längerfristigen Anwendung von Motor Imagery möglicherweise auch höhere Leistungszuwächse in den Drop Jumps hätten erreicht werden können.

 

Effekte von vorbereitenden Hoppings auf die Leistungsfähigkeit in Drop Jumps

Sowohl in Studie 2 als auch Studie 3 wurden Drop Jumps nach 10 maximalen Hoppings vollzogen. Die Pausenlänge zwischen den Konditionierungs-Hoppings und den darauf folgenden Drop Jumps betrug in Studie 2 30 s. In Studie 3 wurden Pausenlängen von 10 s, 30 s, 60 s und 180 s eingesetzt.

In den Drop Jumps 30 Sekunden nach den vorbereitenden Hoppings erzielten die Probanden in Studie 2 eine um 12% und in Studie 3 um 3% gesteigerte Sprunghöhe im Vergleich zu den Kontrollsprüngen. Hinsichtlich der Kontaktzeit, des Reaktivkraftindex und der maximalen Bodenreaktionskraft konnten in beiden Studien keine statistischen Mittelwertunterschiede zwischen den Kontrollsprüngen und den Drop Jumps nach den Hoppings gefunden werden. Die Gegenüberstellung der Leistungszugewinne in der Sprunghöhe nach der 30-sekündigen Pause offenbart signifikante Unterschiede zwischen den beiden Untersuchungen (p < 0.05). Es ist zu beachten, dass eine statistische Berechnung von Unterschieden zwischen Studie 2 und 3 aufgrund unterschiedlicher Studiendesigns und einer unterschiedlichen Anzahl an Drop Jumps nur einen eingeschränkten Aussagewert besitzt. In Tabelle 5.1 sind die gemittelten Leistungsparameter der Kontrollsprünge und den Drop Jumps nach der 30-sekündigen Pause aus Studie 2 und Studie 3 gegenübergestellt.

Das Hauptergebnis der vorliegenden Arbeit ist, dass es sowohl nach Motor Imagery als auch nach vorbereitenden Hoppings zu einer akuten Leistungssteigerung in darauffolgenden maximalen Drop Jumps gekommen ist. In den Drop Jumps, die nach dem Motor Imagery ausgeführt wurden, konnten Modifikationen in der neuro-muskulären Aktivität gemessen werden, wohingegen sich bei den Drop Jumps nach den vorbereitenden Hoppings keine signifikanten Muskelaktivitätsänderungen ergaben.


Effekte von Motor Imagery auf die Leistungsfähigkeit in Drop Jumps

Die Leistungsfähigkeit in den Drop Jumps, die nach dem Motor Imagery ausgeführt wurden, war höher im Vergleich zu den Kontrollsprüngen. In den Drop Jumps, die im Anschluss an die motorische Imagination ausgeführt wurden, erreichten die Probanden im Mittel einen Reaktivkraftindex von 2.50 ± 0.47 und in den Sprüngen ohne vorherige Imagination von 2.43 ± 0.47. Daraus ergibt sich ein um 3% höherer Reaktivkraftindex (p < 0.05) in den Sprüngen, in denen zuvor Motor Imagery vollzogen wurde. In den Drop Jumps infolge des Motor Imagery wurden im Vergleich zu den Kontrollsprüngen geringfügig kürzere Bodenkontaktzeiten (182 ms ± 27 ms vs. 185 ms ± 28 ms; p > 0.05) und höhere Flugzeiten (444 ms ± 51 ms vs. 440 ms ± 53 ms; p > 0.05) gezeigt. Die maximale Bodenreaktionskraft war in den Sprüngen nach der motorischen Imagination um 4% höher als in den Kontrollsprüngen ohne vorherige Imagination (4.05 ± 0.85 kN vs. 3.91 ± 0.78 kN; p < 0.05).

Die Leistungsverbesserung in den Drop Jumps fiel im Vergleich zu den Ergebnissen aus Studien, in denen  Motor Imagery als Training über mehrere Wochen zur Verbesserung der willkürlichen Maximalkraft angewandt wurde, allerdings eher gering aus. Ranganathan et al. (2004) berichteten nach einem 12-wöchigen mentalen Training von Zuwächsen der willkürlichen Maximalkraft in Höhe von 35% in der Kleinfingerabduktion und 14% in der Ellenbogenflexion. In der Studie von Yue und Cole (1992) erreichten die Probanden nach einem 4-wöchigen mentalen Training Kraftzuwächse in Höhe von 22% im Kleinfingerabduktor. Auch Zijdewind et al. (2003) konnten nach einem 4-wöchigen mentalen Trainingsprogramm eine 36%ige Steigerung der willkürlich aufzubringenden Kraft der Plantarflexoren nachweisen. Aus zweierlei Hinsicht lassen sich diese Ergebnisse nur bedingt mit den Resultaten der vorliegenden Arbeit vergleichen. Zum einen unterscheiden sich die jeweiligen Zielbewegungen in ihrer muskulären Aktionsform. In den aufgeführten Studien, in denen hohe Leistungssteigerungen durch Motor Imagery erzielt wurden, vollzogen die Probanden isometrische Maximalkontraktion; in der vorliegenden Arbeit bestand die Aufgabe hingegen in der Erbringung einer reaktiven Bewegung, die durch den Dehnungsverkürzungszyklus gekennzeichnet ist. Zum anderen  wurde in den Studien von Ranganathan et al. (2004), Yue und Cole (1992) und Zijdewind et al. (2003) Motor Imagery über mehrere Wochen angewandt im Gegensatz zum akuten Einsatz direkt vor der Bewegung in der vorliegenden Arbeit. Ranganathan et al. (2004) zeigten, dass bei einem mehrwöchigen mentalen Training zu Beginn lediglich geringe Kraftzuwächse zu verzeichnen waren, die kontinuierlich bis auf 35% nach 12 Wochen anstiegen. Aufgrund dieser Studienergebnisse kann vermutet werden, dass infolge einer längerfristigen Anwendung von Motor Imagery möglicherweise auch höhere Leistungszuwächse in den Drop Jumps hätten erreicht werden können.

 

Effekte von vorbereitenden Hoppings auf die Leistungsfähigkeit in Drop Jumps

Sowohl in Studie 2 als auch Studie 3 wurden Drop Jumps nach 10 maximalen Hoppings vollzogen. Die Pausenlänge zwischen den Konditionierungs-Hoppings und den darauf folgenden Drop Jumps betrug in Studie 2 30 s. In Studie 3 wurden Pausenlängen von 10 s, 30 s, 60 s und 180 s eingesetzt.

In den Drop Jumps 30 Sekunden nach den vorbereitenden Hoppings erzielten die Probanden in Studie 2 eine um 12% und in Studie 3 um 3% gesteigerte Sprunghöhe im Vergleich zu den Kontrollsprüngen. Hinsichtlich der Kontaktzeit, des Reaktivkraftindex und der maximalen Bodenreaktionskraft konnten in beiden Studien keine statistischen Mittelwertunterschiede zwischen den Kontrollsprüngen und den Drop Jumps nach den Hoppings gefunden werden. Die Gegenüberstellung der Leistungszugewinne in der Sprunghöhe nach der 30-sekündigen Pause offenbart signifikante Unterschiede zwischen den beiden Untersuchungen (p < 0.05). Es ist zu beachten, dass eine statistische Berechnung von Unterschieden zwischen Studie 2 und 3 aufgrund unterschiedlicher Studiendesigns und einer unterschiedlichen Anzahl an Drop Jumps nur einen eingeschränkten Aussagewert besitzt. In Tabelle 5.1 sind die gemittelten Leistungsparameter der Kontrollsprünge und den Drop Jumps nach der 30-sekündigen Pause aus Studie 2 und Studie 3 gegenübergestellt.

Effekte von Motor Imagery auf die neuro-muskuläre Aktivität in Drop Jumps

Mittels der oEMG wurden in Studie 1 die Muskelaktivitäten vom m. soleus, m. gastrocnemius, m. tibialis anterior, m. vastus medialis und m. biceps femoris in den Zeitfenstern PRE, SLR und LLR analysiert. In den Drop Jumps nach der motorischen Imagination zeigten sich höhere Muskelaktivitäten in der Voraktivierungsphase (PRE) im m. soleus (11%, p < 0.05) und im m. gastrocnemius (5%, p < 0.05). Auch in der frühen Reflexantwort (SLR) wurde in den beiden antigravitatorisch arbeitenden Unterschenkelmuskeln eine signifikant höhere Aktivität infolge des Motor Imagery im Vergleich zu den Kontrollsprüngen festgestellt (m. soleus: 9%, p < 0.05; m. gastrocnemius: 8%, p < 0.05). Im m. tibialis anterior, m. vastus medialis und m. biceps femoris konnten dagegen keine signifikanten Aktivitätsunterschiede zwischen den Bedingungen in den spezifischen Zeitfenstern festgestellt werden (vgl. Tab. 2.1).

Die Erhöhung der Muskelaktivität im m. soleus und m. gastrocnemius in der Voraktivierungsphase (PRE) und kurz nach Bodenkontakt (SLR) lässt sich durch eine Bahnung der deszendierenden kortikospinalen  Aktionspotenziale durch Motor Imagery erklären (Chimera et al., 2004; Kyrolainen & Komi, 1995). In Studien, in denen Kraftzuwächse durch Motor Imagery erzielt wurden, wurde dieser Mechanismus ebenfalls als der wahrscheinlichste angesehen (Ranganathan et al., 2004; Shackell & Standing, 2007; Yue & Cole, 1992). Eine höhere Muskelaktivität vor Bodenkontakt geht in der Regel mit einer höheren Reflexantwort in der SLR einher (Avela et al., 1996; Dietz et al., 1981). Daher könnte die gesteigerte Muskelaktivität in der frühen Reflexantwort möglicherweise auch durch die erhöhte Voraktivierung bedingt sein. Aufgrund der verstärkt kortikalen Einflussnahme in späteren Phasen des Bodenkontaktes bei reaktiven Bewegungen (Taube et al., 2008), hätte eine Modifikation der späten Reflexantwort (LLR) erwartet werden können. Dies war jedoch in Studie 2 nicht der Fall. Eine Begründung für das Ausbleiben muskulärer Aktivitätsänderungen in der späten Reflexantwort (LLR) könnte im kortikalen Aktivierungsniveau zum Zeitpunkt der LLR liegen. Die Motor Imagery induzierte unterschwellige Aktivierung der kortikalen Neurone (Gandevia et al., 1997; Li et al., 2004; Schnitzler et al., 1997) wirkt vermutlich vorrangig bei niedrigen Erregungsniveaus. In der kortikal geprägten Bewegungsphase ist die Erregung des motorischen Kortex auf einem höheren Niveau als in den früheren Bewegungsphasen (Taube et al., 2008). Aufgrund des hohen Aktivierungsniveaus lassen sich durch die motorische Imagination möglicherweise keine zusätzlichen Neurone bzw. Neurone mit höheren Erregungsniveaus rekrutieren.

Interessanterweise zeigten sich die neuro-muskulären Aktivierungsmodifikationen zu den Zeitpunkten PRE und SLR infolge von Motor Imagery lediglich im m. soleus und im m. gastrocnemius.  Dass Änderungen der Muskelaktivität ausschließlich in den antigravitatorisch arbeitenden Unterschenkelmuskeln auftraten, lässt vermuten, dass die Bahnung der deszendierenden Signale muskelspezifisch erfolgte. Diese Annahme wird von Untersuchungen gestützt, die mittels der transkraniellen Magnetstimulation eine spezifische Aktivitätsänderung bestimmter Areale im motorischen Kortex während Motor Imagery nachweisen konnten (zur Übersicht siehe Munzert et al., 2009).


Effekte vorbereitenden Hoppings auf die neuro-muskuläre Aktivität in Drop Jumps

In Studie 2 wurden ebenfalls die Muskelaktivitäten vom m. soleus, m. gastrocnemius, m. tibialis anterior, m. vastus medialis und m. biceps femoris in den Zeitfenstern PRE, SLR und LLR analysiert. Der Vergleich der Muskelaktivitäten der Drop Jumps nach den Konditionierungs-Hoppings und den Sprüngen ohne vorherige Hoppings (Kontrollsprünge) ergab, dass  keiner der gemessenen Muskeln in den genannten Zeitfenstern signifikante Unterschiede im Aktivitätsverhalten aufwies (vgl. Tab. 3.2). Auch die Analyse der V/Mmax-Verhältnisse zeigte keine Differenzen zwischen den Sprüngen mit und ohne vorbereitende Hoppings weder zur SLR (p > 0.05) noch zur LLR (p > 0.05). Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die vorbereitenden Hoppings eher intra-muskuläre als neuro-muskuläre Effekte hervorrufen.

Dennoch kann das Vorhandensein von neuro-muskulären Effekten durch vorbereitende Hoppings nicht zwangsläufig ausgeschlossen werden. Vor allem während eines hohen muskulären Aktivierungsniveaus, wie es während der Bodenkontaktphase in Drop Jumps vorkommt (Taube et al., 2008), kann teilweise eine gesteigerte motoneuronale Rekrutierung bzw. eine höhere motoneuronale Entladungsrate durch EMG-Messungen nicht detektiert werden (Staudenmann et al., 2010). Da sich jedoch auch keine statistisch signifikanten Unterschiede im V/Mmax-Verhältnis fanden, kann eine neuro-muskuläre Modifikation durch vorbereitende Hoppings nicht belegt werden. Diese Ergebnisse bestätigen die Befunde von Jones und Lees (2003), die ebenfalls nach der Konditionierungsaktivität (5 Kniebeugen mit Zusatzlast; Intensitätsbereich 85% des 1-RM) keine Änderungen in der Muskelaktivität in nachfolgenden Drop Jumps nachweisen konnten. 

Fazit

Zusammenfassend kann konstatiert werden, dass Motor Imagery in Studie 1 sowohl zu einer Leistungssteigerung als auch zu einer Modifikation der neuro-muskulären Aktivität in darauffolgenden Drop Jumps führte. Der Reaktivkraftindex war zwar in den Sprüngen nach Motor Imagery mit 3% nur geringfügig, aber signifikant erhöht. Die Muskelaktivität war im m. soleus und im m. gastrocnemius kurz vor und in der frühen Bodenkontaktphase in den Sprüngen nach der Imagination höher im Vergleich zu den Kontrollsprüngen. Die in Kapitel 1.3 formulierten Hypothesen H1 und H2, in denen angenommen wurde, dass Motor Imagery einen Einfluss auf  die Leistungsfähigkeit bzw. neuro-muskuläre Aktivität in nachfolgenden Drop Jumps hat, wurden demnach bestätigt.

Die Ergebnisse aus Studie 2 und 3 ergaben, dass 10 maximale Hoppings als Vorbereitung vor einem Drop Jump zu einer Steigerung der Leistungsparameter führten. Die Sprunghöhe war in Studie 2 nach der 30-sekündigen Pause und in Studie 3 nach der 10-, 30-, und 60-sekündigen Pause signifikant erhöht. Die Hypothese H3, in der davon ausgegangen wurde, dass vorbereitende Hoppings einen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit in nachfolgenden Drop Jumps hat, kann demnach bestätigt werden.

In Studie 3 wurden in den Drop Jumps nach der kürzesten eingesetzten Pausenlänge von 10 s die höchsten Sprunghöhen erreicht.  Beim Reaktivkraftindex unterschieden sich lediglich die Mittelwerte zwischen den Kontrollsprüngen und den Sprüngen nach der 10-sekündigen Pause. Keine Mittelwertunterschiede konnten hingegen in den Leistungsparametern zwischen den Kontrollsprüngen und den Sprüngen nach der 180-sekündigen Pause ausgemacht werden. Die Pausenlänge zwischen den vorbereitenden Hoppings und den darauffolgenden Drop Jumps scheint demnach, so wie in Hypothese H4 angenommen, einen Einfluss auf die Steigerung der Leistungsfähigkeit zu haben.

Hypothese H5 besagte, dass vorbereitende Hoppings zu einer Modifikation der neuro-muskulären Aktivität in darauffolgenden Drop Jumps führen. Dies wurde anhand der vorliegenden Daten nicht bestätigt. In Studie 2 konnten keine statistischen Unterschiede zwischen  den Kontrollsprüngen und den Sprüngen nach den Konditionierungs-Hoppings in der Muskelaktivität kurz vor bzw. während der Bodenkontaktphase des Drop Jumps ausgemacht werden. Auch die Messung der V-Wellen ergab keinen Hinweis auf eine Einflussnahme der Konditionierungs-Hoppings auf die neuro-muskuläre Kontrolle in darauffolgenden Drop Jumps. Dennoch resultierte auch ohne eine neuro-muskuläre Beeinflussung eine Leistungssteigerung in den Drop Jumps nach den 10 maximalen Hoppings. Eine Beteiligung an der Leistungssteigerung durch eine Veränderung des Fiederungswinkels infolge der Konditionierungs-Hoppings wurde in der vorliegenden Arbeit nicht untersucht und kann daher nicht ausgeschlossen werden. Mahlfeld et al. (2004) zeigten, dass sich der Fiederungswinkel des m. vastus lateralis nach einer 3-sekündigen isometrischen Maximalkontraktion von 16.2° auf 14.4° reduzierte, sodass daraus eine direktere Kraftübertragung der vom Muskel entwickelten Kräfte resultiert. Diese Änderung hätte allerdings eine weniger als 1%ige Änderung der Kraftübertragung zur Folge (Tillin & Bishop, 2009). Demnach scheint eine Beteiligung dieses Mechanismus zwar möglich, ist aber vermutlich nicht der vorrangige Mechanismus zur Erklärung der Leistungszugewinne in den Drop Jumps. Daher ist die maßgebliche Ursache für die  Leistungssteigerung in den Drop Jumps nach vorbereitenden Hoppings wahrscheinlich auf intramuskuläre Mechanismen, wie z.B. eine gesteigerte Phosphorylierung der RLC, zurückzuführen. Bestätigend zu dieser Annahme fand sich in Studie 2 eine deutliche Steigerung der elektrisch evozierten Muskelzuckungen infolge von 10 maximalen Hoppings.

Ausblick

Nach Motor Imagery und nach vorbereitenden Hoppings war die Leistungsfähigkeit in darauffolgenden Drop Jumps erhöht. Drop Jumps dienen als Modell für reaktive Bewegungen, bei denen der Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus eine leistungsdeterminierende Funktion übernimmt. Solche reaktiven Bewegungen sind die natürlichste Bewegungsform, die in vielen alltäglichen als auch sportlichen Bewegungen wie Sprüngen, Sprints oder Würfen vorkommen. Die vorliegenden Studienergebnisse sind daher für die Trainings- und Wettkampfpraxis von Sportarten, in denen reaktive Bewegungen eine Rolle spielen, von Bedeutung. Für den Transfer in die Sportpraxis ergeben sich aus den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit weitere Forschungsperspektiven:

Eine Aussage, welche der beiden Interventionen (Motor Imagery oder vorbereitende Hoppings) effektiver für darauf folgende Drop Jumps  ist, kann anhand der vorliegenden Daten aufgrund der unterschiedlichen methodischen Untersuchungsdesigns und unterschiedlichen Probandenkollektiven nicht geklärt werden. Dies war auch nicht das Ziel der vorliegenden Arbeit, stellt jedoch eine praxisrelevante Forschungsperspektive dar. Neben dem Vergleich der beiden Interventionen hinsichtlich der Frage, welche die effektivere ist, um Leistungssteigerungen in reaktiven Bewegungen zu erzielen, fehlt es an Untersuchungen, ob sich durch die Durchführung von Motor Imagery und vorbereitenden Hoppings kumulative Leistungszuwächse in nachfolgenden Bewegungen erzielen lassen.

Zudem wäre eine Überprüfung der Effizienz der Interventionen bei austrainierten Athleten für den Spitzen- und Leistungssport von großer Bedeutung. Bisherige Studienergebnisse lassen erwarten, dass  der leistungssteigernde Einfluss von Motor Imagery und reaktiven Konditionierungs-Hoppings auf nachfolgende reaktive Zielbewegungen bei Leistungs- und Spitzensportlern im Vergleich zu freizeitsportlich aktiven Probanden noch größer sein dürfte.
Ein Vorschlag zum weiteren Vorgehen im Hinblick auf die Anwendung in der Sportpraxis, stellt die Untersuchung der Reliabilität der Leistungssteigerungen durch Motor Imagery und durch vorbereitende Hoppings dar.

Für die Anwendung von Motor Imagery und vorbereitende reaktive Bewegungen als Vorbereitung auf eine bestimmte Zielbewegung gilt es zu überprüfen, ob die in dieser Arbeit nachgewiesenen leistungssteigernden Effekte auf diese (sportart-)spezifische Bewegung übertragbar sind. Es kann vermutet werden, dass eine generelle Übertagbarkeit der Mechanismen, die zu den Leistungssteigerungen in den Drop Jumps durch Motor Imagery und vorbereitenden Hoppings geführt haben, besteht. So könnten die Interventionen potenziell auch für eine Leistungssteigerung von Sprint-, Wurf- und Stoßdisziplinen führen.

Literatur

Aagaard, P., Simonsen, E. B., Andersen, J. L., Magnusson, P. & Dyhre-Poulsen, P. (2002). Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol, 92(6), 2309-2318.


Anderson, F.C. & Pandy, M.G. (1993). Storage and utilization of elastic strain energy during jumping. J Biomech, 26(12), 1413-1427.


Asmussen, E. & Bonde-Peteren, F. (1974). Storage of elastic energy in skeletal muscles in man. Acta Physiol Scand, 91(3), 385-392.


Avela, J., Santos, P. M. & Komi, P. V. (1996). Effects of differently induced stretch loads on neuromuscular control in drop jump exercise. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 72(5-6), 553-562.


Batista, M. A., Ugrinowitsch, C., Roschel, H., Lotufo, R., Ricard, M. D. & Tricoli, V. A. (2007). Intermittent exercise as a conditioning activity to induce postactivation potentiation. J Strength Cond Res, 21(3), 837-840. doi: 10.1519/r-20586.1

Baudry, S. & Duchateau, J. (2004). Postactivation potentiation in human muscle is not related to the type of maximal conditioning contraction. Muscle Nerve, 30(3), 328-336. doi: 10.1002/mus.20101


Behm, D. G., Button, D. C., Barbour, G., Butt, J. C. & Young, W. B. (2004). Conflicting effects of fatigue and potentiation on voluntary force. J Strength Cond Res, 18(2), 365-372. doi: 10.1519/r-12982.1


Bergmann, J., Kramer, A. & Gruber, M. (2013). Repetitive hops induce postactivation potentiation in triceps surae as well as an increase in the jump height of subsequent maximal drop jumps. PLOS ONE, 8(10), 1-10.


Bobbert, M. F., Huijing, P. A. & van Ingen Schenau, G. J. (1987). Drop jumping. I. The influence of jumping technique on the biomechanics of jumping. Med Sci Sports Exerc, 19(4), 332-338.


Bojsen-Moller, J., Magnusson, S. P., Rasmussen, L. R., Kjaer, M. & Aagaard, P. (2005). Muscle performance during maximal isometric and dynamic contractions is influenced by the stiffness of the tendinous structures. J Appl Physiol, 99(3), 986-994. doi: 10.1152/japplphysiol.01305.2004


Bonnet, M., Decety, J., Jeannerod, M. & Requin, J. (1997). Mental simulation of an action modulates the excitability of spinal reflex pathways in man. Brain Res Cogn Brain Res, 5(3), 221-228.


Bosco, C., Ito, A., Komi, PV., Luhtanen, P., Rahkila, P., Rusko, H. & Viitasalo, JT. (1982). Neuromuscular function and mechanical efficiency of human leg extensor muscles during jumping exercises. Acta Physiol Scand, 114(4), 543-550.


Bruhn, S., Kullmann, N. & Gollhofer, A. (2004). The effects of a sensorimotor training and a strength training on postural stabilisation, maximum isometric contraction and jump performance. Int J Sports Med, 25(1), 56-60.


Cavagna, G.A. . (1977). Storage and utilization of elastic energy in skeletal muscle. Exerc Sport Sci Rev, 5, 89-129.


Chimera, N. J., Swanik, K. A., Swanik, C. B. & Straub, S. J. (2004). Effects of Plyometric Training on Muscle-Activation Strategies and Performance in Female Athletes. J Athl Train, 39(1), 24-31.


Chiu, L. Z., Fry, A. C., Weiss, L. W., Schilling, B. K., Brown, L. E. & Smith, S. L. (2003). Postactivation potentiation response in athletic and recreationally trained individuals. J Strength Cond Res, 17(4), 671-677.


Comyns, T. M., Harrison, A. J., Hennessy, L. K. & Jensen, R. L. (2006). The optimal complex training rest interval for athletes from anaerobic sports. J Strength Cond Res, 20(3), 471-476. doi: 10.1519/18445.1


Decety, J. (1996). Do imagined and executed actions share the same neural substrate? Brain Res Cogn Brain Res, 3(2), 87-93.


Dietz, V., Noth, J. & Schmidtbleicher, D. (1981). Interaction between pre-activity and stretch reflex in human triceps brachii during landing from forward falls. J Physiol, 311, 113-125.


Dietz, V., Schmidtbleicher, D. & Noth, J. (1979). Neuronal mechanisms of human locomotion. J Neurophysiol, 42(5), 1212-1222.


Driskell, J. E. , Copper, C.  & Moran, A. . (1994). Does mental practice enhance performance? J Appl Psychol, 79(4), 481-492.


Duncan, A. & McDonagh, M. J. (2000). Stretch reflex distinguished from pre-programmed muscle activations following landing impacts in man. J Physiol, 526(2), 457-468.


Duthie, G. M., Young, W. B. & Aitken, D. A. (2002). The acute effects of heavy loads on jump squat performance: an evaluation of the complex and contrast methods of power development. J Strength Cond Res, 16(4), 530-538.
Dyhre-Poulsen, P., Simonsen, E. B. & Voigt, M. (1991). Dynamic control of muscle stiffness and H reflex modulation during hopping and jumping in man. J Physiol, 437, 287-304.


Ebben, W. P. (2002). Complex training: A brief review. J Sports Sci Med, 1, 42-46.


Elko, K. & Ostrow, A. C. (1992). The effects of three mental preparation strategies on strength performance of young and older adults. J Sport Behav, 15(1), 34-41.


Enoka, R. (2002). Neuromechanics of human movement (Vol. 3). Champaign (IL): Human Kinetics.


Esformes, J. I., Cameron, N. & Bampouras, T. M. (2010). Postactivation potentiation following different modes of exercise. J Strength Cond Res, 24(7), 1911-1916. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181dc47f8


Facchini, S., Muellbacher, W., Battaglia, F., Boroojerdi, B. & Hallett, M. (2002). Focal enhancement of motor cortex excitability during motor imagery: a transcranial magnetic stimulation study. Acta Neurol Scand, 105(3), 146-151.


Fadiga, L., Buccino, G., Craighero, L., Fogassi, L., Gallese, V. & Pavesi, G. (1999). Corticospinal excitability is specifically modulated by motor imagery: a magnetic stimulation study. Neuropsychologia, 37(2), 147-158.


Farina, D., Merletti, R. & Enoka, R. M. (2004). The extraction of neural strategies from the surface EMG. J Appl Physiol, 96(4), 1486-1495.


Fimland, M. S., Helgerud, J., Gruber, M., Leivseth, G. & Hoff, J. (2009). Functional maximal strength training induces neural transfer to single-joint tasks. Eur J Appl Physiol, 107(1), 21-29. doi: 10.1007/s00421-009-1096-4


Folland, J. P., Wakamatsu, T. & Fimland, M. S. (2008). The influence of maximal isometric activity on twitch and H-reflex potentiation, and quadriceps femoris performance. Eur J Appl Physiol, 104(4), 739-748. doi: 10.1007/s00421-008-0823-6


French, D. N., Kraemer, W. J. & Cooke, C. B. (2003). Changes in dynamic exercise performance following a sequence of preconditioning isometric muscle actions. J Strength Cond Res, 17(4), 678-685.


Gandevia, S. C., Wilson, L. R., Inglis, J. T. & Burke, D. (1997). Mental rehearsal of motor tasks recruits alpha-motoneurones but fails to recruit human fusimotor neurones selectively. J Physiol, 505 (1), 259-266.


Gerardin, E., Sirigu, A., Lehericy, S., Poline, J. B., Gaymard, B., Marsault, C., . . . Le Bihan, D. (2000). Partially overlapping neural networks for real and imagined hand movements. Cereb Cortex, 10(11), 1093-1104.


Gilbert, G. & Lees, A. (2005). Changes in the force development characteristics of muscle following repeated maximum force and power exercise. Ergonomics, 48(11-14), 1576-1584. doi: 10.1080/00140130500101163


Gollhofer, A. & Kyrolainen, H. (1991). Neuromuscular control of the human leg extensor muscles in jump exercises under various stretch-load conditions. Int J Sports Med, 12(1), 34-40.


Gossen, E. R. & Sale, D. G. (2000). Effect of postactivation potentiation on dynamic knee extension performance. Eur J Appl Physiol, 83(6), 524-530. doi: 10.1007/s004210000304


Gourgoulis, V., Aggeloussis, N., Kasimatis, P., Mavromatis, G. & Garas, A. (2003). Effect of a submaximal half-squats warm-up program on vertical jumping ability. J Strength Cond Res, 17(2), 342-344.


Grange, R. W. & Houston, M. E. (1991). Simultaneous potentiation and fatigue in quadriceps after a 60-second maximal voluntary isometric contraction. J Appl Physiol, 70(2), 726-731.


Gruber, M., Taube, W. & Gollhofer, A. (2009). Einführung in die Oberflächenelektromyographie. In A. Gollhofer & E. Müller (Eds.), Handbuch Sportbiomechanik (pp. 120-147). Schorndorf: Hofmann.


Güllich, A. & Schmidtbleicher, D. (1996). MVC-induced short-term potentiation of explosive force. New Studies in Athletic, 4, 67-80.


Hall, C., Pongrac, J & Buckolz, E. (1985). The measurement imagery ability. Human Movement Science, 4, 107-118.


Hamada, T., Sale, D. G., MacDougall, J. D. & Tarnopolsky, M. A. (2000). Postactivation potentiation, fiber type, and twitch contraction time in human knee extensor muscles. J Appl Physiol, 88(6), 2131-2137.


Hamada, T., Sale, D. G., MacDougall, J. D. & Tarnopolsky, M. A. (2003). Interaction of fibre type, potentiation and fatigue in human knee extensor muscles. Acta Physiol Scand, 178(2), 165-173.


Hanson, E. D., Leigh, S. & Mynark, R. G. (2007). Acute effects of heavy- and light-load squat exercise on the kinetic measures of vertical jumping. J Strength Cond Res, 21(4), 1012-1017. doi: 10.1519/r-20716.1


Hashimoto, R. & Rothwell, J. C. (1999). Dynamic changes in corticospinal excitability during motor imagery. Exp Brain Res, 125(1), 75-81.


Hirst, G. D., Redman, S. J. & Wong, K. (1981). Post-tetanic potentiation and facilitation of synaptic potentials evoked in cat spinal motoneurones. J Physiol, 321, 97-109.


Hodgson, Docherty, D. & Robbins, D. (2005). Post-activation potentiation: underlying physiology and implications for motor performance. Sports Med, 35(7), 585-595.


Hodgson, M., Docherty, D. & Zehr, E. P. (2008). Postactivation potentiation of force is independent of h-reflex excitability. Int J Sports Physiol Perform, 3(2), 219-231.


Hohmann, A., Lames, M. & Letzelter, M. (2003). Einführung in die Trainingswissenschaft (Vol. 3). Wiebelsheim: Limpert.


Horita, T., Komi, P. V., Nicol, C. & Kyrolainen, H. (1999). Effect of exhausting stretch-shortening cycle exercise on the time course of mechanical behaviour in the drop jump: possible role of muscle damage. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 79(2), 160-167.


Houston, M. E., Green, H. J. & Stull, J. T. (1985). Myosin light chain phosphorylation and isometric twitch potentiation in intact human muscle. Pflugers Arch, 403(4), 348-352.


Jeannerod, M. (1995). Mental imagery in the motor context. Neuropsychologia, 33(11), 1419-1432.


Jensen, R. L. & Ebben, W. P. (2003). Kinetic analysis of complex training rest interval effect on vertical jump performance. J Strength Cond Res, 17(2), 345-349.


Jones, P. & Lees, A. (2003). A biomechanical analysis of the acute effects of complex training using lower limb exercises. J Strength Cond Res, 17(4), 694-700.


Jones, G. M. & Watt, D. G. (1971). Observations on the control of stepping and hopping movements in man. J Physiol, 219(3), 709-727.


Kilduff, L. P., Owen, N., Bevan, H., Bennett, M., Kingsley, M. I. & Cunningham, D. (2008). Influence of recovery time on post-activation potentiation in professional rugby players. J Sports Sci, 26(8), 795-802. doi: 10.1080/02640410701784517


Komi, P.V. (2003). Stretch shortening cycle. In P. V. Komi (Ed.), Strength and Power in Sports (Vol. 2, pp. 184-203). USA: Blackwell Science.


Komi, P.V. & Gollhofer, A. (1997). Stretch-reflexes can have important role in force enhancement during SSC exercise. J Appl Biomech., 451-460.


Kramer, A., Ritzmann, R., Gruber, M. & Gollhofer, A. (2012). Four weeks of training in a sledge jump system improved the jump pattern to almost natural reactive jumps. Eur J Appl Physiol, 112(1), 285-293. doi: 10.1007/s00421-011-1981-5


Kyrolainen, H. & Komi, P. V. (1995). The function of neuromuscular system in maximal stretch-shortening cycle exercises: Comparison between power- and endurance-trained athletes. J Electromyogr Kinesiol, 5(1), 15-25.


Lesinski, M., Muehlbauer, T., Büsch, D. & Granacher, U. (2013). Akute Effekte der Postaktivierungspotenzierung auf Kraft- und Schnelligkeitsleistungen bei Sportlern. Sportverletzung Sportschaden, 27(3), 147-155.


Leukel, C., Taube, W., Gruber, M., Hodapp, M. & Gollhofer, A. (2008a). Influence of falling height on the excitability of the soleus H-reflex during drop-jumps. Acta Physiol (Oxf), 192(4), 569-576. doi: 10.1111/j.1748-1716.2007.01762.x


Leukel, C., Taube, W., Gruber, M., Hodapp, M. & Gollhofer, A. (2008b). Influence of falling height on the excitability of the soleus H-reflex during drop-jumps. Acta Physiol (Oxf), 192(4), 569-576.


Li, S., Kamper, D. G., Stevens, J. A. & Rymer, W. Z. (2004). The effect of motor imagery on spinal segmental excitability. J Neurosci, 24(43), 9674-9680. doi: 10.1523/jneurosci.2781-04.2004


Lindstedt, SL, LaStayo, PC & Reich, TE. (2001). When active muscles lengthen: Properties and consequences of eccentric contractions. News Physiol Sci, 16, 256-261.


Lotze, M. & Halsband, U. (2006). Motor imagery. J Physiol Paris, 99(4-6), 386-395. doi: 10.1016/j.jphysparis.2006.03.012


Luscher, H. R., Ruenzel, P. & Henneman, E. (1983). Composite EPSPs in motoneurons of different sizes before and during PTP: implications for transmission failure and its relief in Ia projections. J Neurophysiol, 49(1), 269-289.


MacIntosh, B. R. (2003). Role of calcium sensitivity modulation in skeletal muscle performance. News Physiol Sci, 18, 222-225.


Mahlfeld, K., Franke, J. & Awiszus, F. (2004). Postcontraction changes of muscle architecture in human quadriceps muscle. Muscle Nerve, 29(4), 597-600. doi: 10.1002/mus.20021


Mangus, B. C., Takahashi, M., Mercer, J. A., Holcomb, W. R., McWhorter, J. W. & Sanchez, R. (2006). Investigation of vertical jump performance after completing heavy squat exercises. J Strength Cond Res, 20(3), 597-600. doi: 10.1519/r-18005.1


McAvinue, L.P. & Robertson, I.H. (2008). Measuring motor imagery ability: A review. European Journal of Cognitive Psychology, 20(2), 232-251.


McCann, M. R. & Flanagan, S. P. (2010). The effects of exercise selection and rest interval on postactivation potentiation of vertical jump performance. J Strength Cond Res, 24(5), 1285-1291. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181d6867c


Milton, J., Small, S. L. & Solodkin, A. (2008). Imaging motor imagery: methodological issues related to expertise. Methods, 45(4), 336-341. doi: 10.1016/j.ymeth.2008.05.002


Miyamoto, N., Kanehisa, H., Fukunaga, T. & Kawakami, Y. (2011). Effect of postactivation potentiation on the maximal voluntary isokinetic concentric torque in humans. J Strength Cond Res, 25(1), 186-192. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181b62c1d


Mradkovic, V., Ilic, D.B., Jankovic, N., Rajkovic, Z. & Stefanovic, D. (2008). Pre-activity modulation of lower extremity muscles within different types and heights of deep jump. J Sport Sci Med, 7, 269-278.


Munzert, J., Lorey, B. & Zentgraf, K. (2009). Cognitive motor processes: the role of motor imagery in the study of motor representations. Brain Res Rev, 60(2), 306-326. doi: 10.1016/j.brainresrev.2008.12.024


Olsson, C. J., Jonsson, B., Larsson, A. & Nyberg, L. (2008). Motor representations and practice affect brain systems underlying imagery: an FMRI study of internal imagery in novices and active high jumpers. Open Neuroimag J, 2, 5-13. doi: 10.2174/1874440000802010005


Prochazka, A., Schofield, P., Westerman, R.A. & Ziccone, S.P. (1977). Reflexes in cat ankle muscles after landing from falls. Clin Neurophysiol, 110, 951–959.


Ranganathan, V. K., Siemionow, V., Liu, J. Z., Sahgal, V. & Yue, G. H. (2004). From mental power to muscle power--gaining strength by using the mind. Neuropsychologia, 42(7), 944-956. doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2003.11.018

Rassier, D. E. & Macintosh, B. R. (2000). Coexistence of potentiation and fatigue in skeletal muscle. Braz J Med Biol Res, 33(5), 499-508.


Rixon, K. P., Lamont, H. S. & Bemben, M. G. (2007). Influence of type of muscle contraction, gender, and lifting experience on postactivation potentiation performance. J Strength Cond Res, 21(2), 500-505. doi: 10.1519/r-18855.1


Robbins, D. W. & Docherty, D. (2005). Effect of loading on enhancement of power performance over three consecutive trials. J Strength Cond Res, 19(4), 898-902. doi: 10.1519/r-15634.1


Rossini, P. M., Rossi, S., Pasqualetti, P. & Tecchio, F. (1999). Corticospinal excitability modulation to hand muscles during movement imagery. Cereb Cortex, 9(2), 161-167.


Ruben, R. M., Molinari, M. A., Bibbee, C. A., Childress, M. A., Harman, M. S., Reed, K. P. & Haff, G. G. (2010). The acute effects of an ascending squat protocol on performance during horizontal plyometric jumps. J Strength Cond Res, 24(2), 358-369. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181cc26e0


Saez Saez de Villarreal, E., González-Badillo, J.J. & Izquierdo, M. (2007). Optimal warm-up stimuli of muscle activation to enhance short and long-term acute jumping performance. Eur J Appl Physiol, 100(4), 393-401.


Sale, D. (2002). Postactivation potentiation: role in human performance. Exerc Sport Sci Rev, 30(3), 138-143.


Sale, D. (2004). Postactivation potentiation: role in performance. Br J Sports Med, 38(4), 386-387. doi: 10.1136/bjsm.2002.003392


Schnitzler, A., Salenius, S., Salmelin, R., Jousmaki, V. & Hari, R. (1997). Involvement of primary motor cortex in motor imagery: a neuromagnetic study. Neuroimage, 6(3), 201-208. doi: 10.1006/nimg.1997.0286


Shackell, E. M. & Standing, L. G. . (2007). Mind over matter: Mental training increases physical strength. North American Journal of Physiology, 9(1), 189-200.


Shelton, O. S. & Mahoney, M. J. (1987). The content and effect of “psyching-up” strategies in weight lifters. Cognitive Therapy and Research, 2(3), 275-284.


Shima, N., Rice, C. L., Ota, Y. & Yabe, K. (2006). The effect of postactivation potentiation on the mechanomyogram. Eur J Appl Physiol, 96(1), 17-23. doi: 10.1007/s00421-005-0053-0


Sinkjaer, T., Andersen, J. B., Nielsen, J. F. & Hansen, H. J. (1999). Soleus long-latency stretch reflexes during walking in healthy and spastic humans. Clin Neurophysiol, 110(5), 951-959.


Smith, D., Collins, D. & Holmes, P. (2003). Impact and mechanism of mental practice effects on strength. International Journal of Sport and Exercise Psychology, 1, 293-306.


Smith, J. C. & Fry, A. C. (2007). Effects of a ten-second maximum voluntary contraction on regulatory myosin light-chain phosphorylation and dynamic performance measures. J Strength Cond Res, 21(1), 73-76. doi: 10.1519/r-19485.1


Staudenmann, D., Roeleveld, K., Stegeman, D. F. & van Dieen, J. H. (2010). Methodological aspects of SEMG recordings for force estimation--a tutorial and review. J Electromyogr Kinesiol, 20(3), 375-387. doi: 10.1016/j.jelekin.2009.08.005


Stinear, C. M., Byblow, W. D., Steyvers, M., Levin, O. & Swinnen, S. P. (2006). Kinesthetic, but not visual, motor imagery modulates corticomotor excitability. Exp Brain Res, 168(1-2), 157-164.


Szczesna, D., Zhao, J., Jones, M., Zhi, G., Stull, J. & Potter, J.D. (1985). Phosphorylation of the regulatory light chains of myosin affects Ca2+ sensitivity of skeletal muscle contraction. J Appl Physiol, 92(4), 1661-1670.


Taube, W., Kullmann, N., Leukel, C., Kurz, O., Amtage, F. & Gollhofer, A. (2007). Differential Reflex Adaptations Following Sensorimotor and Strength Training in Young Elite Athletes. Int J Sports Med, 28(12), 999-1005.


Taube, W., Leukel, C. & Gollhofer, A. (2012). How neurons make us jump: the neural control of stretch-shortening cycle movements. Exerc Sport Sci Rev, 40(2), 106-115. doi: 10.1097/JES.0b013e31824138da


Taube, W., Leukel, C., Lauber, B. & Gollhofer, A. (2011). The drop height determines neuromuscular adaptations and changes in jump performance in stretch-shortening cycle training. Scand J Med Sci Sports (Epub April 4, 2011). doi: 10.1111/j.1600-0838.2011.01293.x.


Taube, W., Leukel, C., Schubert, M., Gruber, M., Rantalainen, T. & Gollhofer, A. (2008). Differential modulation of spinal and corticospinal excitability during drop jumps. J Neurophysiol, 99(3), 1243-1252.


Terzis, G., Spengos, K., Karampatsos, G., Manta, P. & Georgiadis, G. (2009). Acute effect of drop jumping on throwing performance. J Strength Cond Res, 23(9), 2592-2597.


Tillin, N. A. & Bishop, D. (2009). Factors modulating post-activation potentiation and its effect on performance of subsequent explosive activities. Sports Med, 39(2), 147-166.


Trimble, M. H. & Harp, S. S. (1998). Postexercise potentiation of the H-reflex in humans. Med Sci Sports Exerc, 30(6), 933-941.


Tynes, L. L. & McFatter, R. M. (1987). The Efficacy of "Psyching" Strategies on a Weight-Lifting Task. Cognitive Therapy and Research, 11(3), 327-336.


Upton, A. R., McComas, A. J. & Sica, R. E. (1971). Potentiation of "late" responses evoked in muscles during effort. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 34(6), 699-711.


Vandervoort, A. A., Quinlan, J. & McComas, A. J. (1983). Twitch potentiation after voluntary contraction. Exp Neurol, 81(1), 141-152.


Viitasalo, J.T., Salo, A. & Lahtinen, J. (1998). Neuromuscular functioning of athletes and non-athletes in the drop jump. Eur J Appl Physiol, 78, 432-440.


Voigt, M., Chelli, F. & Frigo, C. (1998). Changes in the excitability of soleus muscle short latency stretch reflexes during human hopping after 4 weeks of hopping training. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 78(6), 522-532.


Weber, K. R., Brown, L. E., Coburn, J. W. & Zinder, S. M. (2008). Acute effects of heavy-load squats on consecutive squat jump performance. J Strength Cond Res, 22(3), 726-730.


Woolfolk, R. L., Parrish, M. W. & Murphy, S. M. (1985). The effects of positive and negative imagery on motor skill performance. Cognitive Therapy and Research, 9, 335.341.


Young, W.B., Jenner, A. & Griffiths, K. (1998). Acute enhancement of power performance from heavy load squats. Journal of Strength and Conditioning research, 12(2), 82-84.


Yue, G. & Cole, K. J. (1992). Strength increases from the motor program: comparison of training with maximal voluntary and imagined muscle contractions. J.Neurophysiol., 67(5), 1114-1123.


Zehr, E. P. (2002). Considerations for use of the Hoffmann reflex in exercise studies. Eur.J Appl.Physiol, 86, 455-468.
Zijdewind, I., Toering, S. T., Bessem, B., Van Der Laan, O. & Diercks, R. L. (2003). Effects of imagery motor training on torque production of ankle plantar flexor muscles. Muscle Nerve, 28(2), 168-173. doi: 10.1002/mus.10406


Zuur, A. T., Lundbye-Jensen, J., Leukel, C., Taube, W., Grey, M. J., Gollhofer, A., . . . Gruber, M. (2010). Contribution of afferent feedback and descending drive to human hopping. J Physiol, 588(5), 799-807.