Funktionale, morphologische und physiologische Aspekte der menschlichen Fortbewegung und Körperhaltung
X. Witte Technische Universität Ilmenau, Deutschland und Friedrich-Schiller-Universität Jena, Deutschland
G. Klauer, N.P. Schumann, G.H. Scholle Friedrich-Schiller-Universität Jena, Deutschland
Der Rumpf und die Wirbelsäule sowie ihre Muskulatur steuern die Fortbewegung; die Gliedmaßen führen sie aus und modulieren sie. Die menschliche Fortbewegung – das Gehen – ist ein Zusammenspiel von Masse, Gravitation und Elastizität, das von der Muskulatur reguliert wird. Die Haltungskontrolle ist ein dynamischer Prozess, der für eine effiziente menschliche Fortbewegung sowie andere grundlegende Bewegungsfunktionen wie das Stehen und Sitzen erforderlich ist. Die zugrundeliegenden Systeme interagieren miteinander.
Vererbbare Merkmale der Säugetiere
Der Mensch als placental Säugetier, Vierfüßler, Wirbeltier – dies ist die einzige zoologische Klassifizierung in der Medizin, die für Arzneimittel-Tierversuche relevant erscheint. Unser evolutionäres Erbe als Säugetiere begrenzt jedoch auch unsere Behandlungsmöglichkeiten. Der menschliche aufrechte Gang nutzt dieselben Prinzipien wie die meisten anderen Säugetiere. Kleine urtümliche Säugetiere überbrücken bis zu 50% der Bewegungsstrecke pro Zyklus durch Rumpfbewegungen, Menschen haben den Rumpfknick in der Sagittalebene reduziert, aber die systematische Nutzung der Rumpfbeugung beim Gehen zeigt die Wichtigkeit eines flexiblen Rumpfes für die Fortbewegung.
Subsysteme des menschlichen Bewegungsapparates und mechanische Einschränkungen ihrer Phylogenese
Wissenschaftliche Untersuchungen zum menschlichen aufrechten Gang begannen in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Technische Fortschritte in der Hochgeschwindigkeitsfotografie ermöglichten eine korrekte Bewegungsanalyse. Obwohl die mechanische Funktion des menschlichen Bewegungsapparats gut beschrieben ist, ist sie noch nicht vollständig verstanden.
Synthetische Methoden kombinieren anatomische und physiologische Daten, ergänzt durch Computermodelle zyklisch stabilen anthropomorphen Gehens. Die Hauptursache der gegenwärtigen scheinbaren Stagnation in der Entwicklung zweibeiniger Gehroboter liegt unserer Meinung nach darin, dass die experimentellen Ansätze in der Robotik auf die deduktive Frage „Wie?“ beschränkt sind. Um die Fragen „Warum?“ und „Warum so und nicht anders?“ zu beantworten, ist es notwendig, die Verwandten und Vorfahren des Menschen zu beobachten, um Informationen über den Verlauf der Evolution zu erhalten, also eine funktionelle Morphologie zu betreiben.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Biomechanik?
Die Biomechanik untersucht die mechanischen Aspekte biologischer Systeme, wie z.B. die Fortbewegung und Körperhaltung des Menschen.
Welche Rolle spielen Rumpf und Wirbelsäule bei der menschlichen Fortbewegung?
Rumpf und Wirbelsäule sowie ihre Muskulatur steuern die Fortbewegung, während die Gliedmaßen sie ausführen und modulieren.
Wie funktioniert die menschliche Fortbewegung (Gehen)?
Das Gehen ist ein Zusammenspiel von Masse, Gravitation und Elastizität, das von der Muskulatur reguliert wird.
Was ist Haltungskontrolle und warum ist sie wichtig?
Die Haltungskontrolle ist ein dynamischer Prozess, der für eine effiziente menschliche Fortbewegung sowie andere Bewegungsfunktionen wie Stehen und Sitzen erforderlich ist. Die zugrundeliegenden Systeme interagieren miteinander.
Wie hängt das menschliche Erbgut mit der Biomechanik zusammen?
Als Säugetier hat der Mensch ein evolutionäres Erbe, das sowohl seine Bewegungsmöglichkeiten als auch Behandlungsoptionen beeinflusst. Der menschliche aufrechte Gang nutzt ähnliche Prinzipien wie andere Säugetiere.
Wann und wie begannen Studien zur menschlichen Biomechanik?
Wissenschaftliche Untersuchungen zum menschlichen aufrechten Gang begannen in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Technische Fortschritte in der Hochgeschwindigkeitsfotografie ermöglichten eine korrekte Bewegungsanalyse.
Warum ist das Verständnis der menschlichen Biomechanik wichtig?
Obwohl die mechanische Funktion des menschlichen Bewegungsapparats gut beschrieben ist, ist sie noch nicht vollständig verstanden. Ein verbessertes Verständnis kann z.B. für die Entwicklung von Gehrobotern hilfreich sein.