Keynotes

Für die Hauptvorträge konnten wir mit Prof. Karen Li (Montreal, CA), Prof. Caterina Pesce (Rom, IT) und Prof. Dagmar Sternad (Boston, USA) drei hochrangige Wissenschaftlerinnen gewinnen, die das Tagungsthema aus unterschiedlichen Perspektiven beleuchten werden.

Prof. Karen Li

Karen Li ist eine der führenden Altersforscher:innen im Bereich der Interaktion zwischen motorischer und kognitiver Leistung. Sie leitet das “Laboratory for Adult Development and Cognitive Aging” der Concordia University in Montreal, Kanada. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich Kognition und Altern sowie Dual-Tasking bei Erwachsenen im jungen, mittleren sowie im hohen Alter. Dabei beschäftigt sie sich spezifisch mit Aufmerksamkeitsprozessen bei aufeinanderfolgenden oder gleichzeitig ausgeführten kognitiven (z.B. Exekutive Funktionen) und motorischen Aufgaben (z.B. Gehen oder manuelle Handlungen). Sie fokussiert hierbei insbesondere die individuellen Anpassungsstrategien, die ältere Personen aufgrund der altersbedingten Abnahme der kognitiven, motorischen und sensorischen Funktionen zeigen. Dabei untersucht sie nicht nur Verhaltenskorrelate, sondern auch deren Auswirkungen auf neurophysiologische Prozesse im Gehirn, die den altersbedingten Anpassungsmechanismen zugrunde liegen. Professor Li betrachtet dabei auch interindividuelle Unterschiede, wie beispielsweise die subjektive Schwierigkeitswahrnehmung sowie unterschiedliche Ausgangslevel in Kognition, Sensorik und Motorik zwischen Personen. Insbesondere zeichnet sich ihre Forschung auch durch Interventionsstudien aus, die präzisere und kausale Aussagen zu den Wirkmechanismen kognitiver und körperlicher Aktivität auf die Gesundheit und Leistungsfähigkeit im Alter zulassen. Karen Li wird im Rahmen ihrer Keynote auf die unterschiedlichen Betrachtungsweisen von Variabilität in sensorischen, kognitiven und motorischen Prozessen eingehen und dabei auch die Entwicklung angepasster Wahrnehmungs- und Verhaltensmuster über die Lebensspanne einbeziehen.

Abstract des Vortrags:

Kognitive und körperliche Trainingsansätze zur Verbesserung des kognitiv-motorischen Multitaskings bei älteren Erwachsenen

Die Aufrechterhaltung funktioneller Fähigkeiten hat für die Lebensqualität und Unabhängigkeit im Alter hohe Priorität. Der Ansatz der vorliegenden Arbeit besteht darin, kognitive Kontrollprozesse zu stärken, die mit präfrontalen Hirnregionen verbunden sind, die für alltägliche Aktivitäten, die kognitiv-motorisches Multitasking erfordern, relevant sind. So kann beispielsweise eine alltägliche Aufgabe wie das Einkaufen im Supermarkt im Labor als Aufrechterhaltung des Gleichgewichts im Stehen oder Gehen übersetzt werden, gepaart mit kognitiven Anforderungen wie Zuhören, Aktualisieren von Informationen oder Rechnen. In diesem Hauptvortrag werden Trainingsinterventionsstudien erörtert, die gezieltes kognitives Training und aerobes Training mit dem Ziel einsetzen, die kognitiv-motorische Multitasking-Leistung bei älteren Erwachsenen zu verbessern. Von besonderem Interesse ist die Rolle individueller Unterschiede im sensorischen, körperlichen und kognitiven Status zu Beginn der Studie sowie die Berücksichtigung der Routineaktivitäten der Teilnehmer außerhalb des Labors.

Prof. Caterina Pesce

Caterina Pesce ist einer der führenden Wissenschaftler:innen in den Bereichen Bewegung und Kognition über die Lebensspanne, mit Schwerpunkt im Kindes- und Jugendalter. Sie ist Professorin für Methoden und Techniken in Bewegung und Sport an der Universität Rom (Forco Italico). Ihr Forschungsinteresse liegt insbesondere im Bereich der holistischen Entwicklungsförderung durch gezielte Aufgabenerfahrung sowie des Zusammenhangs zwischen körperlicher Aktivität und Kognition im Kindes- und Jugendalter. Dabei untersucht sie im Schulkontext auch die Interaktion mit mehreren Faktoren die die Wirksamkeit von körperlicher Aktivität auf schulrelevante kognitive Funktionen beeinflussen können. Hauptziel ist eine Implementierung von Strategien in den Sportunterricht, um holistisch die motorisch-kognitive Entwicklung von Kindern zu fördern. Ihr Blickwinkel erweitert sich jedoch bis ins Seniorenalter, wo sie die Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und Kognition zum Ziel der Erhaltung der funktionellen Fähigkeit und Lebensqualität untersucht. Ihr weiteres Interesse liegt im Bereich der Förderung der dualen Karriere (Sport/Schule) unter Einbezug der Eltern. Mit Blick auf das Tagungsthema wird Caterina Pesce‘s Vortrag auf der Grundlage der Entwicklung des Forschungszweigs ‚körperliche Aktivität-Kognition‘ im Kindesalter dessen Facettenreiche Komplexität zeigen und neue Forschungsrichtungen, sowie angewandte Schlussfolgerungen für die Praxis schildern. Für die sportpsychologischen Hörer wird dabei insbesondere von Interesse sein, inwiefern die Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und Kognition bei Kindern und Jugendlichen nicht nur aus neurowissenschaftlicher Sicht von Interesse, sondern auch zur Implementierung hochwertiger körperlicher Aktivität im ökologischen Schul-, Gesundheits- und Jugendsportkontext für die Entwicklungsförderung von Allen und vor Allem benachteiligten Kindern wertvoll sind.

Abstract

„Simplicity is the ultimate sophistication”: addressing complexity and variability in developmental physical activity and cognition research and praxis. 

This presentation will be a storytelling aimed to learn from the past ‘what’s next’ and how to move forward in developmental physical activity (PA) and cognition research and praxis. The relationship between PA and cognition in children and adolescents has been explored with a primary focus on the `right dose‘ of PA to benefit cognition that was complemented afterwards with a focus on the coordinative and cognitive challenges involved in PA and sport. Also, a developmental neuroscience perspective has converged towards analyzing the benefits of PA for cognition within a joint physical, cognitive and emotional framework. In recent years, developmental PA and cognition research has experienced an exponential growth of publications and systematic reviews, which highlight partially inconsistent results. The actual challenge is how to reconcile divergences and address causal mechanisms, both to further our understanding of the nuances and complexity of the PA-cognition relation, and to properly inform policy and practice development in physical education and youth sport, capitalizing on the cognitive ‘side effects’ of PA. My presentation will also highlight intriguing intersections between exercise (neuro)sciences, motor development and learning sciences. I will suggest skill acquisition as a parsimonious mechanism that independently of or interactively with physical effort may account for the cognitive benefits resulting from mentally engaging PA ad sport practices. I will show how this perspective intersects with a motor developmental perspective on the role of motor competence for physical, mental and socio-emotional health, and an ecological perspective on variability in motor development and learning. I will propose how the area of PA and cognition research may acquire a stronger ecological orientation, expanding the focus from ‘what works’ to a broader realistic view of ‘what works, for whom and under which circumstances’. To this aim, I will call for more research that addresses the role of the context and inspire the search for contextualized mechanisms. To transition evidence into practice, I will suggest how PA interventions and their contexts should be designed to mobilize the different mechanisms underpinning their individual and joint effects on cognition. This might be a novel way to address the questions that animate (literally “give some soul” to) the research with children and adolescents: understanding the impact of PA and sport on the developing brain and capitalizing on its practical implications for the promotion of health development, and educational and sport achievement. 

Prof. Dagmar Sternad

Dagmar Sternad ist Universitätsprofessorin für Biologie, Elektro- und Computertechnik und Physik an der Northeastern University. Sie erhielt ihren BS und MS in Bewegungswissenschaft und Linguistik von der Technischen Universität und der Ludwig-Maximilians-Universität München und ihren PhD in experimenteller Psychologie von der University of Connecticut. Von 1995 bis 2008 war sie Assistant, Associate und Full Professor an der Pennsylvania State University im Bereich Kinesiologie und integrierte Biowissenschaften. Seit 2008 hat sie eine interdisziplinäre Professur in den Fachbereichen Biologie, Elektrotechnik und Computertechnik sowie Physik an der Northeastern University in Boston inne. Im Jahr 2018 wurde sie zur University Distinguished Professor ernannt. Sie ist außerdem leitendes Mitglied des Institute of Experiential Robotics und Mitglied des Center for Interdisciplinary Research on Complex Systems an der Northeastern University. Ihre Forschung ist in über 200 von Experten begutachteten Veröffentlichungen in hochrangigen Fachzeitschriften, Konferenzbeiträgen, Buchkapiteln und mehreren Büchern dokumentiert. Sie war Redakteurin mehrerer wissenschaftlicher Zeitschriften, regelmäßiges Mitglied einer NIH-Studiengruppe und zweimal gewähltes Mitglied des Vorstands der Society for Neural Control of Movement. Ihre Forschung wurde kontinuierlich vom National Institute of Health, der National Science Foundation, der American Heart Association, dem Office of Naval Research und anderen unterstützt. Vor kurzem erhielt sie ein Fulbright-Stipendium für ein Semester in Rom, Italien.

Dagmar Sternad ist im Bereich der motorischen Kontrolle und insbesondere der Variabilität der Motorik führend. Sie leitet das “Action Lab” der Northeastern University in Boston, USA. Ihr Forschungsinteresse ist der Erwerb und die Kontrolle von zielgerichteten menschlichen Bewegungen. Einer der Schwerpunkte ihrer Arbeit liegt dabei in der Erforschung von Variabilität und Stabilität beim Bewegungslernen. Dabei betrachtet sie den Variabilitätsbegriff weniger im klassischen Sinne, als dass Variabilität in der Bewegung ein Anzeichen von Fehlern in der Bewegungsausführung ist und dass motorische Lernprozesse daher mit einer Verringerung von fehlerbehafteter Variabilität einhergehen. Vielmehr schreibt sie der Bewegungsvariabilität eine funktionelle, kompensatorische Eigenschaft zu, nämlich dass sich das Bewegungssystem aufgrund seiner Komplexität und redundanten Freiheitsgrade variabel an sich ändernde Bedingungen anpassen und dadurch beispielsweise Rauschen oder Störungen des Systems ausgleichen kann. In ihrer experimentellen Forschung schaut sich Dagmar Sternad an, in welchen Bereichen der sensomotorischen Kontrolle Variabilität im Verlauf des motorischen Lernprozesses erhöht wird (positive, kompensatorische Bewegungsvariabilität) und in welchen Bereichen diese verringert wird (negative, fehlerbehaftete Variabilität). Darüber hinaus untersucht ihre Forschungsgruppe insbesondere die Grundlagen von Stabilität menschlicher Bewegungskoordination bei komplexen dynamischen Bewegungen, beispielsweise bei der Manipulation komplexer Objekte mit nichtlinearer interner Dynamik (z.B. der Transport einer Tasse Kaffee) oder bei besonders anspruchsvollen Aufgaben bei denen die Grenzen der Stabilität sehr schmal sind (z.B. Gleichgewichtsaufgaben). Als Keynote der Veranstaltung wird Dagmar Sternad insbesondere grundlegende theoretische Aspekte sowie neueste Forschung und Entwicklungen zum Thema Variabilität in der menschlichen Bewegung und des Bewegungslernens beitragen.

Abstract des Vortrages:

Es ist nicht (nur) der Mittelwert, auf den es ankommt: Variabilität beim Erforschen, Lernen und Vergessen

Das Erlernen einer neuen motorischen Fähigkeit äußert sich in einer Abnahme des mittleren Fehlers und der Variabilität. Variabilität ist jedoch mehr als unerwünschtes „Rauschen“ und ihre zeitliche und verteilungsmäßige Struktur spiegelt Aspekte der Kontrolle wider. Dieser Vortrag gibt einen Überblick über ausgewählte Studien zu Exploration, Lernen und Behalten, die zeigen, wie das neuromotorische System im Zusammenspiel mit Aufgabenbeschränkungen Lösungsräume mit unterschiedlichem Grad an Rauschsensitivität schafft und nutzt. Auf die Erkundung dieser Lösungsräume folgt die Ausnutzung der dynamischen Stabilität, einschließlich Kanalisierung und Dämpfung des Rauschens. In Übereinstimmung mit den Fortschritten in den physikalischen Wissenschaften setzt sich auch zunehmend die Erkenntnis durch, dass Lärm positive Auswirkungen haben kann: Eingriffe, die den intrinsischen Lärm verstärken oder extrinsischen Lärm hinzufügen, können das (Wieder-)Erlernen gewünschter Verhaltensweisen fördern. Schließlich zeigen Analysen der Beibehaltung einer erworbenen motorischen Fähigkeit, dass Variabilität und Lärm ebenfalls charakteristische Merkmale des Vergessensprozesses sind.

 

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