Die Haltungsregulierung basiert auf komplexen Interaktionenmechanismen posturaler Subsysteme. Dabei scheint auch das Hören einen Einfluss auf die posturale Kontrolle auszuüben.
Fragestellung
Ziel der Arbeit war es, den Einfluss auditorischen Inputs auf die posturale Stabilität zu erfassen und unter Berücksichtigung subjektiver Aspekte Erkenntnisse über Interaktionsmechanismen zwischen auditorischem Input und posturalen Subsystemen zu erhalten.
Material und Methoden
Bei 30 gesunden, normalhörenden Probanden wurde mittels Interactive Balance System (IBS; Fa. neurodata GmbH, Wien, Österreich) in 8 Testpositionen die posturale Regulation und Stabilität jeweils in den Konditionen mit Geräusch (frontale Präsentation) und verblockt ohne Geräusch erfasst. Bei diesem elektrophysiologischen Messverfahren wird sowohl die posturale Kontrolle auf Produktebene (z. B. Stabilität, Gewichtsverteilung) wie auch mittels Fast-Fourier-Analyse des Kraft-Zeit-Verhältnisses die Arbeitsweise der posturalen Subsysteme auf Prozessebene (frequenzorientiert) erfasst.
Ergebnisse
Es zeigte sich auf Prozessebene in der Kondition mit Geräusch eine relevante (ηp2 ≥ 0,10) Reduktion der posturalen Regulation in den Frequenzbändern F1 (0,03–0,1 Hz, visuelles und nigrostriatales System; ηp2 = 0,122;) sowie F2–4 (0,1–0,5 Hz, peripher-vestibuläres System; ηp2 = 0,125). Auf Produktebene ergab sich im Parameter WDI (Gewichtsverteilungsindex) eine relevante Zunahme mit Geräusch (ηp2 = 0,159). Bei der posturalen Stabilität (Parameter: Stabilitätsindikator, ST) zeigte sich keine Änderung zwischen den beiden auditorischen Konditionen. Bezüglich der subjektiven Einschätzung des Einflusses auditorischer Inputs auf die Stabilität bestanden deutliche interindividuelle Schwankungen.
Schlussfolgerung
In dieser Studie wurde eine Umverteilung der Aktivität posturaler Subsysteme unter auditorischem Input nachgewiesen, während sich kein Unterschied hinsichtlich des Stabilitätsindikators (ST) zeigte. Daraus ergeben sich neue Erkenntnisse über Mechanismen audiovestibulärer Interaktion.
Hinweise
Die Autoren I. Seiwerth und J. Jonen haben gleichermaßen zum Entstehen dieser Arbeit beigetragen.
Ergebnisse diese Arbeit wurden in Auszügen beim Hennig-Vertigo-Symposium im September 2018 in Halle vorgestellt.
Die Haltungsregulierung basiert auf komplexen Interaktionsmechanismen posturaler Subsysteme. Dass das auditorische System dabei neben visuellen, propriozeptiven und vestibulären Reizen (bzw. Subsystemen) ebenfalls eine Rolle spielt, wurde bisher schon mehrfach an gesunden Probanden [5, 8, 9, 11, 17, 18, 28, 31, 33, 35] wie auch an Patienten mit Hörrehabilitation gezeigt [10, 19, 29, 30, 33, 34]. Dabei wurde in der Mehrzahl der Studien ein positiver Einfluss des Hörens auf das Gleichgewicht und die posturale Stabilität genannt. In einigen Arbeiten ließ sich dem Einfluss auditorischen Inputs kein [2, 4, 5, 12, 13] oder auch ein destabilisierender Effekt [4, 14, 32] auf das Gleichgewicht zuschreiben. Die Studien unterscheiden sich teils deutlich hinsichtlich des Probandenkollektivs, der Auswahl des posturographischen Messverfahrens und der Art und Präsentation des Geräuschs.
In der Mehrzahl der etablierten Messverfahren erfolgt die Bewertung der Gleichgewichtsregulation bzw. der Haltungskontrolle anhand von Parametern, die auf der Ausübung oder Durchführung definierter Abläufe oder Testsituationen basieren. So spiegeln beispielsweise die Gangabweichung beim Unterberger-Tretversuch, die Druckänderungen bei Fußplatten-Messsystemen oder die Oberkörperschwankung bei der Ganganalyse jeweils die Haltungsregulation wider. Diese Fähigkeit, die korrekte Haltung und Orientierung des Körpers im Raum zu gewährleisten, ist das Ergebnis (Produkt) komplexer regulatorischer Mechanismen eingangs beschriebener posturaler Subsysteme (Prozesse).
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Für die Fragestellung, inwieweit diese Subsysteme untereinander interagieren und welchen hierarchischen Stellenwert sie jeweils situationsabhängig einnehmen, ist die alleinige Betrachtung der Produktebene oft nicht ausreichend, auch wenn sich Rückschlüsse teils indirekt vermuten lassen.
Bei dem Interactive Balance System (IBS, Fa. neurodata GmbH, Wien, Österreich) handelt es sich um ein Fußplatten-Messverfahren, das neben der Messung von Parametern der Produktebene wie Stabilität oder Kräfteschwankungen zwischen Vor- und Rückfuß auch einen Einblick in die Arbeitsweise posturaler Subsysteme (Prozessebene) ermöglicht, basierend auf einer frequenzorientierten Fast-Fourier-Analyse des Kraft-Zeit-Verhältnisses. Dabei kann jedem posturalen Subsystem ein entsprechender Frequenzbereich zugeordnet werden. Dies wurde in verschiedenen Studien validiert: So konnte beispielsweise das Frequenzband F1 (0,03–0,1 Hz) durch vergleichende Untersuchungen an Sehbehinderten und Normalsehenden dem visuellen System zugeordnet werden [7, 21]. In ähnlicher Weise wurden die Frequenzbereiche des nigrostriatalen, des zerebellären, des periper-vestibulären und des somatosensorischen Systems bei an M. Parkinson erkrankten Patienten (nigrostriatal) [23], bei Patienten mit Kleinhirnerkrankungen [23] (zerebellär), bei Patienten nach Cochleaimplantatversorgung [21] sowie Patienten mit Neuropathia vestibularis [24] (peripher-vestibulär) und bei Untersuchungen mit plantarem Kältereiz [21] (somatosensorisch) validiert.
Das IBS-System wurde bereits mehrfach auf Reliabilität überprüft [22, 24, 27] und diente zur Evaluierung von Einflussfaktoren auf die posturale Stabilität und Regulation, wie beispielsweise beim Kleinhirn und nigrostriatalen System [23], beim visuellen System [7, 20], oder zur Überprüfung des Prädiktors Alter [25].
Ziel dieser prospektiven experimentellen Studie war es, die Hypothese zu überprüfen, dass ein Einfluss akustischen Inputs auf die posturale Kontrolle vorliegt. Zudem erwarteten die Autoren, ein tiefergehendes Verständnis in Bezug auf die Interaktionsmechanismen der an der posturalen Regulation beteiligten Subsysteme zu erhalten.
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Studiendesign und Untersuchungsmethoden
Die Studie wurde mit gesunden, normalhörenden Probanden durchgeführt. Als Einschlusskriterien galten ein Alter von 18–70 Jahren, ein Body-Mass-Index (BMI) <30, Normakusis nach DIN ISO 7029 (mittlere 4-Frequenz-Reintonhörschwelle, 4PTA0,5–4kHz) und fehlende subjektive und objektive Schwindelbeschwerden. Dementsprechend galten als Ausschlusskriterien der Einfluss von Medikamenten mit vestibulärer Beeinträchtigung, Alkohol oder Drogen sowie körperliche Einschränkungen.
Methode
Zur Prüfung der Einschlusskriterien wurde bei allen Probanden ein Trommelfellbefund erhoben, ein Reintonaudiogramm (Schallleitung) und ein Tympanogramm erstellt. Die vestibuläre Funktion wurde mittels Video-Kopfimpulstest des horizontalen Bogengangs (objektiv) sowie durch Beantwortung des Dizziness-Handicap-Inventory(DHI)-Fragebogens (subjektiv) evaluiert. Zudem erfolgte die Bestimmung des Richtungshörvermögens unter Berechnung des Lokalisationsfehlers als mittlerer quadratischer Fehler bei Schallpräsentation aus Winkeln von jeweils −90°, −45°, 0° 45° und 90°. Alle Probanden willigten schriftlich in die Teilnahme an der Studie ein, welche durch die lokale Ethik-Kommission geprüft und genehmigt wurde und im Einklang mit der Deklaration von Helsinki steht (Nr. 2016-45).
Beim IBS handelt es sich um ein Fußplatten-Messsystem, bestehend aus 4 voneinander unabhängigen Kraftmessplatten, die jeweils dem Vorfuß oder der Ferse zugeordnet sind. Basierend auf der Messung vertikaler Druckschwankungen können allgemeine posturographische Parameter wie Stabilität oder Schwerpunktverlagerungen (Produktebene) bestimmt werden (Abtastfrequenz: 32 Hz). Darüber hinaus kann das Kraft-Zeit-Signal mittels Fast-Fourier-Transformation als Frequenzspektogramm dargestellt werden. Dabei sind bestimmte Frequenzbänder den jeweiligen posturalen Subsystemen zugeordnet (Tab. 1): F1 entspricht dem visuellen [26] und nigrostriatalen [23] System, F2–4 dem peripher-vestibulären [21, 24], F5–6 dem somatosensorischen [21] und F7–8 dem zerebellären System [23]. Dies ermöglicht eine differenzierte Analyse der Aktivität einzelner an der posturalen Regulation beteiligter Komponenten (Prozessebene). Bei der Interpretation der Ergebnisse gilt es zu berücksichtigen, dass bis auf die Ausnahmen „left“ und „heel“ alle Parameter dimensionslos sind. Je niedriger die Werte (außer bei „Synchronisation“), desto höher ist der Grad der posturalen Regulation. Eine weiterführende detaillierte Beschreibung des IBS liegt bei Friedrich et al. [7], Schwesig et al. [25] und Reinhardt et al. [15] vor.
Tab. 1
Prozess- und Produktparameter des IBS
Prozessparameter
Frequenzbänder
Posturales System
F1 (0,03–0,1 Hz)
F2–4 (0,1–0,5 Hz)
F5–6 (0,5–1,0 Hz)
F7–8 (>1,0 Hz)
Visuell und nigrostriatal
Peripher-vestibulär
Somatosensorisch
Zerebellär
Produktparameter
Parameter des motorischen Outputs
Beschreibung
Stabilitätsindikator (ST)
Berechnung aus der Quadratwurzel der Summe der quadrierten Differenzen zweier unmittelbar benachbarter Druckschwankungssignale. Beschreibt die posturale Stabilität. Je größer der ST-Wert, desto größer ist die Instabilität
Gewichtsverteilungsindex (WDI)
Standardabweichung des Körpergewichtsverteilungsscores (%) bezogen auf die 4 Platten (A,B,C,D) unter Annahme einer Gleichverteilungsrate von 25 % pro Platte
Synchronisation (Synch)
Verhältnis der Schwingungsmuster der 4 Platten zueinander, basierend auf 6 durch skalare Multiplikation berechnete Werte: 1000 = vollständige Koaktivität; −1000 = vollständige Kompensation; 0 = keine Koaktivität oder Kompensation
Vorfuß-Rückfuß-Ratio (Heel)
Prozentuale Lastverteilung der Vorfuß- vs. Rückfußbelastung unter Angabe der Rückfußbelastung
Seitigkeit (Left)
Prozentuale Lastverteilung rechts vs. links unter Angabe der linksseitigen Belastung
IBS Interactive Balance System (Fa. neurodata GmbH, Wien, Österreich)
Bei der Messung selbst steht der Proband aufrecht und ohne Schuhe auf 2 Plattformen, in welche wiederum jeweils eine Messplatte für die Ferse und eine für den Vorfuß integriert sind. Die Platten sind in einem nach anterior offenen Winkel von 30° angeordnet (Abb. 1). Ein Messdurchlauf besteht aus 8 Testpositionen zu jeweils 32 s, wie in Tab. 2 beschrieben.
Abb. 1
a Übersicht und b schematische Darstellung des Messaufbaus in einer echoarmen, schallgedämmten Hörkabine. Sternchen Lautsprecher. A–D Kraftmessplatten des IBS-Messsystems (Interactive Balance System, Fa. neurodata GmbH, Wien, Österreich), in einem Winkel von 30° nach anterior angeordnet, mit Vorfuß- (B, D) und Fersenbereich (A, C)
Tab. 2
IBS-Testpositionen
Mit (+)/ohne (−) Schaumstoffpolster
Augen offen/geschlossen
Kopfposition
NO
−
Offen
Gerade
NC
−
Geschlossen
Gerade
PO
+
Offen
Gerade
PC
+
Geschlossen
Gerade
HR
−
Geschlossen
45° nach rechts gedreht
HL
−
Geschlossen
45° nach links gedreht
HB
−
Geschlossen
Nach oben (Reklination)
HF
−
Geschlossen
Nach unten (Anteversion)
IBS Interactive Balance System (Fa. neurodata GmbH, Wien, Österreich)
×
Alle Messungen erfolgten in einer echoarmen, schallgedämmten Hörkabine (DIN ISO 8253, Nachhallzeit von <0,35 s). Jeder Messdurchlauf mit 8 Testungen wurde einmal verblockt in Ruhe mit Gehörsschutzstöpseln (E-A‑R Classic, Fa. 3M, Saint Paul/MN, USA; einfacher Dämmwert, SNR, „single number rating“: 28 dB) und einmal unter Präsentation eines Geräuschs durchgeführt (Fastl-Rauschen [6], Frequenzspektrum: 40 Hz bis 20 kHz), welches über einen auf Ohrniveau adjustierten frontal positionierten Lautsprecher (Canton XL.3, Fa. Canton Elektronik GmbH & Co.KG, Weilrod, Deutschland), im Abstand von 1,85 m abgespielt wurde (Abb. 1). Die beiden Testkonditionen wechselten sich in einer pseudorandomisierten Reihenfolge ab.
Mit dem Ziel, subjektive Aspekte mit zu erfassen, mussten am Ende der Testung alle Probanden folgende 2 Fragen beantworten:
1.
Welchen Einfluss hatte – Ihrem Gefühl nach – das Geräusch auf Ihren Gleichgewichtssinn (Antwortmöglichkeiten: verbessert, verschlechtert, kein Einfluss)?
2.
Unter welchen Bedingungen hatten Sie das Gefühl, bei der Testung ein besseres Ergebnis zu erzielen (Antwortmöglichkeiten: mit Geräusch, ohne Geräusch, kein Unterschied)?
Statistische Auswertung
Die statistische Auswertung erfolgte mittels IBM SPSS Statistics, Version 25.0, für Windows (Fa. IBM Co., Armonk/NY, USA). Der Mittelwertvergleich zwischen den beiden Konditionen mit Geräusch und verblockt wurde mittels Varianzanalyse (allgemeines lineares Modell) durchgeführt. Das Signifikanzniveau wurde nach Bonferroni-Korrektur für p < 0,0056 (p < 0,05/9) oder für ηp2 ≥ 0,10 als Indikator für die klinische Relevanz [16] festgelegt. Während mit dem p-Wert die Signifikanz bestimmt wird, erlaubt das partielle Eta-Quadrat (ηp2) als Effektgrößenmaß eine Beurteilung der klinischen Relevanz.
Ergebnisse
Demografische Daten
In die Studie wurden 30 gesunde Probanden eingeschlossen (Altersdurchschnitt: 30,2 ± 11,2 Jahre; Spannweite: 19–62 Jahre; männlich: n = 16, weiblich: n = 14; BMI: 22,7 ± 2,88 kg/m2).
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Alle Probanden wiesen Normakusis nach DIN ISO 7029 (4PTA0,5–4kHz) und einen regelrechten Trommelfellbefund auf. Tympanogramm und Video-Kopfimpulstest zeigten sich normwertig. Der mittlere DHI-Score lag bei 0,4 ± 1,1. Beim Richtungshören wurde ein Lokalisationsfehler von 0,58° ± 2,25 festgestellt.
Ergebnisse der IBS-Messung
Zwischen den beiden Konditionen zeigten sich keine signifikanten (p < 0,0056), jedoch klinisch relevanten Unterschiede (ηp2 ≥ 0,10): Im Vergleich der Fußplattenmessungen zwischen den Konditionen mit Geräusch und verblockt zeigte sich, bezogen auf den jeweiligen Mittelwert aller Positionen, in der Kondition mit Geräusch eine relevante (ηp2 ≥ 0,10) Reduktion der posturalen Regulation in den Frequenzbändern F1 (visuelles und nigrostriatales System, ηp2 = 0,122) sowie F2–4 (peripher-vestibuläres System, ηp2 = 0,125). Auf Produktebene ergab sich im Parameter WDI (Gewichtsverteilungsindex) eine relevante Zunahme mit Geräusch (ηp2 = 0,159).
Hinsichtlich der posturalen Stabilität, die sich im ST-Parameter widerspiegelt, zeigte sich keine Änderung zwischen den beiden auditorischen Konditionen (Tab. 3).
Tab. 3
Interactive Balance System – Vergleich von 2 Untersuchungen (Mittelwert ± SD, n = 30) und Varianzanalyse für die Konditionen mit Geräusch und verblockt, basierend auf den Mittelwerten aller Positionen
Parameter
Deskriptive Statistik
Varianzanalyse
Effektgröße
Mit Geräusch
(MW ± SD)
Verblockt
(MW ± SD)
p
ηp2
d
F1
15,8 ± 5,61
14,5 ± 4,21
0,054
0,122
0,37
F2–4
8,44 ± 1,99
8,17 ± 1,79
0,051
0,125
0,38
F5–6
3,64 ± 0,76
3,67 ± 0,80
0,627
0,008
0,09
F7–8
0,66 ± 0,16
0,64 ± 0,15
0,259
0,044
0,22
ST
20,2 ± 4,80
20,2 ± 4,77
0,995
0,000
0
WDI
5,55 ± 1,70
5,12 ± 1,64
0,026
0,159
0,44
Synch
567 ± 105
566 ± 110
0,932
0,000
0
Heel (%)
46,0 ± 7,79
46,4 ± 7,04
0,627
0,008
0,09
Left (%)
50,5 ± 2,49
50,1 ± 2,20
0,071
0,108
0,35
IBS Interactive Balance System (Fa. neurodata GmbH, Wien, Österreich), F Frequenzband, ST Stabilitätsindikator, WDI Gewichtsverteilungsindex, Synch Synchronisation; Heel Vorfuß-Rückfuß-Ratio, Left Seitigkeit, MW Mittelwert, SD Standardabweichung
Signifikanz wurde für p < 0,0056 oder ηp2 ≥ 0,10 festgelegt und hervorgehoben
Individuelle Ergebnisse
Basierend auf dem Quotienten (Q) der ST-Werte zwischen den Konditionen mit Geräusch und verblockt zeigte sich bei 30 % (9/30) eine Verbesserung der posturalen Stabilität in der Kondition mit Geräusch (Q < 0,95), 40 % (12/30) zeigten keinen Unterschied (Q: 0,95–1,05), und in weiteren 30 % (9/30) der Fälle kam es zu einer Verschlechterung in der Kondition mit Geräusch (Q > 1,05).
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Subjektiver Eindruck
Hinsichtlich der subjektiven Auswertung gaben bei Frage 1 40 % (12/30) der Probanden an, das Geräusch habe ihren Gleichgewichtssinn verbessert, weitere 40 % (12/30) konnten über keinen Einfluss berichten, und 20 % (6/30) gaben eine Verschlechterung an. Bei Frage 2 hatten 50 % (15/30) der Probanden das Gefühl, mit Geräusch bei der Testung ein besseres Ergebnis zu erzielen, 20 % (6/30) gaben keinen Unterschied an, und bei 30 % (9/30) wurde ohne Geräusch über eine verbesserte Leistung berichtet.
Diskussion
In dieser Studie wurde der Einfluss des Hörens auf die posturale Regulation und Stabilität basierend auf einem Fußplatten-Messsystem bei gesunden, normalhörenden Probanden untersucht. Dabei konnte eine Umverteilung der Aktivität posturaler Subsysteme unter auditorischem Input nachgewiesen werden, während sich kein Unterschied hinsichtlich des Stabilitätsindikators (ST) ergab.
Das Verhältnis von Hören und Gleichgewicht wurde bisher mittels unterschiedlicher Herangehensweisen untersucht. Dabei kamen sowohl mobile als auch statische Messverfahren zum Einsatz. Die hier verwendete posturographische Messmethode (IBS) lässt sich, was die eingangs beschriebene Produktebene betrifft, in gewisser Weise mit anderen etablierten Fußplatten-Messsystemen vergleichen, die bei dieser Fragestellung zur Beurteilung der posturalen Stabilität verwendet wurden. Dabei spiegelt der ST die posturale Stabilität wider und korreliert im Wesentlichen mit den in der Literatur beschriebenen Parametern anderer Messsysteme wie Schwankungsbereich, Schwankungsstrecke oder Schwankungsintensität [7].
Bisherige Arbeiten, deren Methoden auf Fußplattenmesssystemen basieren, berichten überwiegend von einem positiven Einfluss auditorischer Reize auf die Stabilität:
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Bei Ross et al. [17] zeigte sich bei 19 gesunden Probanden eine reduzierte Variabilität der Körperschwankung unter Präsentation von weißem Rauschen über Kopfhörer. Die Messung erfolgte hierbei mittels eines körperschwerpunktbasierten Fußplatten-Messsystems. Dieser Effekt wurde mit der gleichen Methode auch bei einer älteren Population genannt [18].
Gandemer et al. [8] beschrieben eine Reduktion der Körperschwankung auf einem Fußplatten-Messsystem unter Präsentation von rotatorischem auditorischen Input im Vergleich zu einer Kondition mit einer statischen Schallquelle oder einer Kondition in Stille (n = 20). In einer weiteren Arbeit untersuchten Gandemer et al. [9] bei 35 gesunden Probanden in 2 Experimenten 1. den Einfluss von verschiedenen statischen Schallquellen in einem echofreien und einem normalen Raum und 2. unter Zugabe multipler dreidimensional präsentierter Geräuschkulissen in echoreicher Umgebung. Zusammenfassend wiesen die Autoren eine Reduktion der Körperschwankung nach, die umso deutlicher ausgeprägt war, je reichhaltiger das auditorische Umfeld präsentiert wurde, was mit dem Modell einer räumlichen auditorischen Landkarte erklärt wurde.
In einer umfangreichen Studie wiesen Vitkovic et al. [33] bei Normalhörenden (n = 50), bei Patienten mit Hörminderung (n = 28) und bei Patienten mit vestibulärer Dysfunktion (n = 19) einen positiven Effekt auditorischer Reize, insbesondere rotatorischer Reize, auf die posturale Stabilität nach. Die Messungen erfolgten dabei auf einem Nintendo-Wii-Balance-Board (Fa. Nintendo, Kyoto, Japan).
Eine weitere Untersuchung mit einem schwerpunktbasierten Fußplatten-Messsystem wurde von Stevens et al. [31] durchgeführt. Dabei wurden 18 Individuen, darunter 6 mit Gleichgewichtstörungen, in unterschiedlichen auditorischen, visuellen und propriozeptiven Konditionen getestet. Unter anderem wurde ein auditorisches Umfeld durch 4 über Kreuz angeordnete Lautsprecher generiert, wobei eine signifikante Reduktion der Körperschwankung unter Schallexposition beschrieben wurde, was insbesondere bei den Individuen mit Gleichgewichtsstörungen deutlich wurde.
In einer bereits einige Jahre zurückliegenden Arbeit, die auf einem Fußplattenmesssystem mit Romberg-Test basierte, beschrieben Easton et al. [5] eine Reduktion der Körperschwankung unter Präsentation von 2 lateral angeordneten Schallquellen, was wiederum bei einer einzelnen Schallquelle nicht der Fall war. Dabei muss berücksichtigt werden, dass die lateral angeordneten Schallquellen nur wenige Zentimeter vor der Ohrmuschel platziert wurden.
Xu et al. [35] untersuchten den frequenzspezifischen Einfluss von Musik auf das Gleichgewicht bei 110 gesunden Probanden und berichteten von einer Verbesserung der posturalen Kontrolle bei 100 Hz.
Während die genannten Arbeiten im Wesentlichen einen Nutzen von auditorischen Reizen auf die posturale Stabilität beschreiben, stellten Palm et al. [13] bei 23 gesunden Individuen keinen signifikanten Nutzen von auditorischem Input (Musik über Kopfhörer) im Vergleich zu visuellen und propriozeptiven Situationen fest.
Eine weitere Studie, in der – basierend auf einem Fußplatten-Messsystem – die Körperschwankung bei 14 gesunden Probanden mit und ohne Gehörschutz während der Präsentation von posterior präsentiertem weißem Rauschen untersucht wurde, ergab ebenfalls keinen Einfluss des Hörens auf die posturale Stabilität [12]. Auch bei Azevedo et al. [2], die den freuqenzspezifischen Einfluss von Schall auf die die posturale Kontrolle bei 20 gesunden Probanden untersuchten, zeigte sich kein Unterschied.
In einer Arbeit, in der die „affektive“ Qualität des präsentierten Geräuschs im Vordergrund stand, berichteten Chen et al. [4] über erhöhtes Schwanken in anterior-posteriorer Richtung während der räumlichen Präsentation von als unangenehm empfundenen Geräuschen, während bei angenehmen und neutralen Geräuschen kein Unterschied feststellbar war. Auch Park et al. [14] beschrieben eine Verschlechterung der körperschwerpunktbasierten Schwankung bei höheren Frequenzen, und bei Tanaka et al. [32] führte ein rotierender, über Kopfhörer präsentierter Schall zu erhöhtem Schwanken bei Älteren.
In der vorliegenden Arbeit zeigte sich bezüglich der posturalen Stabilität kein Unterschied zwischen den Konditionen mit Geräusch und verblockt. Dies ist vereinbar mit den Ergebnissen von Azevedo et al. [2], Maheu et al. [12] und Palm et al. [13], die ebenfalls keinen Vorteil durch auditorischen Input messen konnten. Auch bei Easton et al. [5] wurde bei Schallpräsentation von einer frontalen Schallquelle im Raum kein Vorteil im Vergleich zu Stereo-Sound festgestellt. Dies scheint auch ein möglicher Erklärungsansatz für das Ergebnis dieser Studie zu sein: Hier wurde das Geräusch ebenfalls über eine frontal positionierte Schallquelle im Raum präsentiert, während in den meisten Studien, in denen ein positiver Effekt genannt wird, 2 oder mehr bzw. rotierende Schallquellen vorlagen. Dies ist auch mit Gandemer et al. [9] vereinbar, die schlussfolgerten, dass die posturale Stabilität umso mehr von auditorischen Inputs profitierte, je reichhaltiger bzw. komplexer das auditorische Umfeld beschaffen war, was, wie in diesem Fall, mit einer einzigen Schallquelle in einem echoarmen Umfeld, nicht gegeben war.
Möglicherweise macht sich der Nutzen auditorischen Inputs vermehrt bei mobilen Aufgaben bemerkbar, die eine komplexe Interaktion der posturalen Subsysteme und ständige Abfrage der eigenen Position in Bezug auf den Raum erforderlich machen, wie es bereit in einer vorausgehenden Arbeit beim Unterberger-Tretversuch (auch Fukuda-Tretversuch genannt) beschrieben wurde [28].
Auf Produktebene zeigt sich des Weiteren ein größerer Gewichtsverteilungsindex in der Kondition mit Geräusch (WDI: 5,55) im Vergleich zur Kondition verblockt (WDI: 5,12). Auch wenn der Wert sich innerhalb des Referenzbereichs befindet [25], sind diese Unterschiede dennoch Indizien für eine Gewichtsumverteilung unter Präsentation auditorischer Signale.
In Bezug auf die Prozessebene, die einen Einblick in die Arbeitsweise posturaler Subsysteme ermöglicht, zeigte sich bei der Analyse der Frequenzbereiche jeweils ein Effekt in den Frequenzbändern F1 und F2–4, was auf eine Reduktion der posturalen Regulation in den visuellen und vestibulär-nigrostriatalen Subsystemen unter auditorischem Input hindeutet. Diese Beobachtung ist insofern von Bedeutung, als daraus Hinweise auf Umverteilungsmechanismen posturaler Subgruppen zu entnehmen sind. Unter auditorischem Input weisen die visuelle und die vestibuläre Achse eine reduzierte Aktivität auf, was sich in einer niedrigeren posturalen Regulationsfähigkeit dieser Bereiche widerspiegelt. Dies scheint einem Kompensationsmechanismus zu folgen, da sich insgesamt auf Produktebene keine Auswirkung auf die posturale Stabilität ergibt. Die somatosensorischen und zerebellären Frequenzen sind davon nicht betroffen. Auch Maheu et al. [12] beschrieben eine sensorische Umverteilung im Sinne einer Zunahme der Gewichtung der visuellen Komponente in Abwesenheit von Schall, was sich bei der somatosensorischen Ebene nicht zeigte. Somit unterstützen die Ergebnisse der hier vorliegenden Arbeit diese Studie.
Sensorische Umverteilungsmechanismen wurden bereits anderweitig beschrieben und untersucht [1]: Baltes und Baltes [3] verdeutlichten in dem als universell anzuwendenden Modell der selektiven und kompensatorischen Optimierung – welches durchaus auch auf das posturale System übertragen werden kann – eine kompensatorische Ressourcenumverteilung zugunsten einer optimierten Funktionsfähigkeit.
Was den subjektiven Eindruck des Hörens auf das Gleichgewicht betrifft, so fallen die Ergebnisse interindividuell teils deutlich unterschiedlich aus. Auch wenn sich, je nach Frage, bei 40 % der Probanden der Gleichgewichtssinn durch das Geräusch verbessert habe und 50 % das Gefühl hatten, mit Geräusch ein besseres Ergebnis zu erzielen, gaben dennoch 20 % eine Verschlechterung durch das Geräusch bzw. 30 % eine bessere Leistung ohne Geräusch an.
Dies ist möglicherweise auch auf die Art des Geräuschs zurückzuführen. Das hier verwendete Fastl-Rauschen [6] gleicht hinsichtlich seiner spektralen Verteilung und Hüllkurvenschwankung menschlicher Sprache und hat den Vorteil, kognitiv nicht abzulenken. Dennoch scheint es von einzelnen Individuen als unangenehm empfunden zu werden, was sich auch negativ auf die posturale Kontrolle auswirken kann. Dies wurde in der Studie von Chen et al. [4] gezeigt: Die Autoren berichteten von erhöhtem Schwanken auf einer Messplatte bei unangenehmen Geräuschen verglichen mit neutralen oder angenehmen Geräuschen.
Fazit für die Praxis
In dieser Studie wiesen die Autoren unter auditorischem Input eine Umverteilung der Aktivität posturaler Subsysteme nach und erzielten Erkenntnisse über audiovestibuläre Interaktionsmechanismen.
Das Ausmaß des Einflusses auditorischer Reize auf die posturale Kontrolle scheint von mehreren Faktoren wie Qualität und Quantität des auditorischen Umfelds und dessen subjektiver Wirkung wie auch von der Komplexität und Dynamik der Testuntersuchung abhängig zu sein, was Gegenstand weiterführender Studien sein sollte.
Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt
I. Seiwerth, J. Jonen, T. Rahne, A. Lauenroth, T. E. Hullar, S. K. Plontke und R. Schwesig geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Alle beschriebenen Untersuchungen am Menschen oder an menschlichem Gewebe wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethikkommission (Nr. 2016-45), im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Von allen beteiligten Patienten liegt eine Einverständniserklärung vor.
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