Wir alle leben mit der Schwerkraft – meist ohne einen Gedanken daran zu verschwenden, dass wir hinfallen könnten. Dies verhindert ein integrierter Haltungskontrollmechanismus. Im zweiten Teil unseres Expertenberichts erfahren Sie mehr über dessen Aktivierung.

Aktivierung des Haltungskontrollmechanismus

Eine Grundvoraussetzung für die posturale Kontrolle ist das Vermögen, gerade zu stehen und dabei der Schwerkraft aktiv entgegenzuwirken. Eine weitere Voraussetzung ist die Fähigkeit zur Selektion und Wahrnehmung von sensorischem Input zum Aufbau des Körperschemas und zur Ausrichtung des Körpers in Relation zur Umgebung. Die­ser Artikel beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit dem neurophysiologischen Mechanismus, der für die Aktivierung der posturalen Muskulatur zuständig ist.

Das neuromotorische System, das Fortbewegung und Gleichgewichtssinn ermöglicht, ist das System der medialen deszendierenden (absteigenden) Nervenbahnen. Es verläuft mittig im Rü­ckenmark und endet beidseitig in den Motoneuronen-Pools insbesondere der axialen Muskulatur. Es aktiviert Kopf und Rumpf und übermittelt Befehle an die Beine, um so für Kraft und Balance zu sorgen.

Der supraspinale „Prozessor“ zur Gleichgewichtssteuerung hat viele Ausgangspunkte. Das Kraftzentrum unseres Gleichgewichtssinns sitzt im Hirnstamm (Nuclei reticulospinales). Die retikulospinalen Bahnen ermöglichen die aufrechte Haltung. Das „Schattensystem“ zur Gleichgewichts­steuerung ist ein komplex verschaltetes Gebilde, das die Nuclei vestibulares mit den zerebellaren Neuronen verbindet. Die vestibulospinalen Bahnen ermöglichen eine schnelle und präzise reaktive Haltungskontrolle. „Reaktiv“ meint hier die Bewegungskorrektur über direkte Kommunikations­wege durch periphere Fehlerrückkopplung. Die reaktive Haltungskontrolle folgt den Bewegungen des Körpers wie ein Schatten, um uns aufrecht zu halten. Gleichgewichtsfehler werden vom Kleinhirn erkannt, das die Bewegungsübergänge fortlaufend mit der beabsichtigten Haltung abgleicht. Damit die Fehlerrückkopplung im Rahmen der prädiktiven Bewegungskontrolle von Nutzen sein kann, müssen Folgebewegungen im Rückgriff auf vorangegangene Bewegungen korrigiert werden. Durch wiederholtes Ausprobieren passt das Kleinhirn unsere Bewegungen an neue Gegebenheiten an. Prädikative Mechanismen müssen erlernt und durch Vergleich der vorhergesagten mit den be­obachteten Resultaten aktualisiert werden. [1]

Gleichgewichtssinn ist trainierbar

Bei einer Versuchsreihe wurde das Gleichgewicht ausgebildeter Balletttänzer und einer Kontrollgruppe aus Nicht-Tänzern mechanisch gestört, um die Zeit bis zum Einsetzen der Muskeldehnung sowie deren Konsistenz zu messen. Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass sich die neuro­muskulären Reaktionen von Balletttänzern durch signifikant schnellere Lange-Latenz-Reflexe (LLR) bei signifikant konsistenterer Muskeldehnung auszeichnen. Diese Erkenntnisse deuten auf ei­nen überlegenen Haltungskontrollmechanismus bei ausgebildeten Tänzern hin und dienen möglicherweise als Erklärung für deren Vermögen, das statische Gleichgewicht selbst bei geringer Stützbasis aufrechtzuerhalten. [6]

Vorhersage von Gleichgewichtsstörungen

Der bewusstseinssteuernde Kortex ist eine übergeordnete Instanz zur Koordinierung der mit­einander verbundenen Retikular-, Vestibular- und Zerebellarsysteme. Er sagt die Folgen einer Bewegung anhand früherer Erfahrungen voraus und richtet den Körper im Vorhinein aus, um einer etwaigen Verlagerung des Körperschwerpunkts entgegenzuwirken. Die Risiken einer Bewegung werden automatisch erkannt: Der Kortex kann ei­nen Sturz vorhersagen. Das Gehirn „weiß“ beispielsweise, dass es den Körper aus dem Gleich­gewicht bringen kann, wenn wir die Hand aus­strecken, um jemanden zu begrüßen. Schon die reine Absicht, jemandem die Hand zu schütteln, ruft das im Körperschema abgespeicherte posturale Wissen ab. Während der frühesten Phasen einer Bewegung, in denen noch keine Korrekturen über periphere Rückmeldungen möglich sind, formt der Kortex diese Bewegung aus dem Körperschema heraus. Diese prädiktive Bewegungssteuerung lässt sich anhand einer kooperativeren Ausrichtung des Körpers und einer erhöhten „Alarmbereitschaft“ der sensorischen Systeme beobachten. Ohne diese Haltungsanpassungen durch den Kortex (über die kortiko-retikulospinalen Bahnen) bestünde durchaus das Risiko, dem Gegenüber beim Händeschütteln in die Arme zu fallen. Der Begriff „prädiktiv“ bezieht sich auf geplante Bewegungen. Dieser Befehl zur Bewegung wird antizipatorische posturale Anpassung (APA) ge­nannt. Die Haltungsmuskeln sind so organisiert, dass sie wirkungsstarke Kräfte gegen die jeweilige Standfläche erzeugen, um den Körperschwerpunkt zu verlagern bzw. beizubehalten und übermäßige Bewegungen der Gelenke aufgrund indirekter entgegenwirkender Drehmomente steuern bzw. verhindern zu können. Um eine effiziente Gleichgewichtskontrolle zu ermöglichen, müssen diese Kräfte die erforderliche Stärke, Schnelligkeit und Präzision aufweisen.

Die motorischen Befehle des Kortex liefern allerdings nur eine gute Einschätzung ab. Sie können lediglich den Zusammenhang herstellen und die Bewegung aus einem mehr oder weniger effizienten posturalen Set heraus in die Wege leiten. Gleichzeitig wird das Kleinhirn benötigt, um die Parameter (Gewicht, Richtung, Geschwindigkeit usw.) zu präzisieren. Lähmungserscheinungen etwa nach einem schweren Schlaganfall beeinträchtigen dieses System. Der Mangel an motorischer Erfahrung vermindert die Fähigkeit zum Ausbalancieren. Patienten mit entsprechenden Symptomen zeigen im Vergleich zu gesunden Testpersonen verminderte und/oder verzögerte antizipatorische posturale Anpassungen [3]. Hier­bei birgt jede bewusste selektive Bewegung das Risiko des Gleichgewichtsverlusts. Zwar erscheint es möglich, jemandem die Hand zu schütteln, nach etwas zu greifen oder den Fuß zu heben, doch das Gehirn „lügt“ und Schlaganfallpatienten mangelt es an Präzision, da die antizipatorischen posturalen Anpassungen zu schwach, in zu geringer Anzahl und zu langsam übermittelt werden.

Das „zerebellare“ Gleichgewicht lässt sich durch kleine Fehler verbessern
Man nimmt an, dass der Lernprozess im Kleinhirn größtenteils auf Fehlerrückkopplung beruht. Doch nur kleine Fehler führen zum Lernerfolg. Sind die Abweichungen bzw. Fehler zu unberechenbar, d. h. zu nah an der Stabilitätsgrenze, kann das Kleinhirn die Fehlerursache nicht ermitteln. Es ist als „Lehrer“ nicht in der Lage, den motorischen Systemen die sensorischen Informationen zu übermitteln, die für die Bewegungsanpassung erforderlich sind. Der Kortex lernt, dies mithilfe von prädiktiven kognitiven Strategien zu kompensieren: Der Patient vergrößert die Stützbasis, versteift die Beine, macht viele Korrekturschritte, die Arme werden übermäßig aktiv, der Kopf wird eng an die Brust gedrückt. Um den zerebellar gesteuerten Gleichgewichtssinn zu verbessern, müssen also die Stabilitätsgrenzen eingehalten werden. Nur bei kleinen Fehlern innerhalb dieser Grenzen schaltet sich das Kleinhirn ein, sodass die Fähigkeit zur reaktiven Korrektur von Haltungsfehlern verbessert werden kann.

Bei einem kleinen Fehler lernt das Kleinhirn dazu und der Gleichgewichtssinn verbessert sich. Bei etwas größeren Fehlern sucht der Kortex nach Kompensationsmöglichkeiten. Bei großen Fehlern entwickelt sich eine Angst vor Stürzen und die Stabilitätsgrenzen werden durch Fixierung herabgesetzt.

Haltungsmechanismen sind beobachtbar

Die Strategien, die wir nutzen, um das Gleichgewicht zu halten, kann man beobachten – wenn man weiß, wohin man schauen muss. Bei geringen Schwankungen und genügend Halt auf der Stützfläche kommt üblicherweise die Fußgelenk­strategie zum Einsatz. Der sich verlagernde Körperschwerpunkt wird durch Bewegungen rund um die Fußgelenke und die Articulatio tarsi transversa wieder­hergestellt. Gleichgewichtskorrekturen als Reaktion auf stärkere, schnelle Störungen, etwa beim Stehen in einem fahrenden Bus, werden durch ausladende, schnelle Bewegungen der Hüftgelenke in Kombination mit gegenphasigen Rotationen der Fußgelenke gesteuert. Wenn die Gleich­gewichtsstörung zu groß ist und zu schnell auf den Körper einwirkt, muss mithilfe eines Korrekturschritts eine neue Stützbasis gefunden werden, um die Balance wiederherzustellen. Die­ser Schritt muss schnell, präzise und kraftvoll sein. Oft erfolgt er selbst dann, wenn sich der Körperschwerpunkt innerhalb der Stützbasis befindet [2, 4]. Ältere Menschen machen häufig schon einen Korrekturschritt, bevor die Stabilitätsgrenzen ­erreicht sind. Als letzte Option können mehrere Schritte zurückgelegt werden, um sich den Stör­einflüssen zu entziehen. Die Anzahl der Schritte, die eine Person benötigt, um einen Sturz abzufangen, lie­fert Erkenntnisse über die Effizienz dieser Gleichgewichtsstrategie. Bei diesen Haltungskontroll­strategien – Fußgelenk-, Hüft- und Schrittstrategie – handelt es sich um sensomotorische Lösungen, die sich von Person zu Person unterscheiden. Sie sind vergleichbar mit den unterschiedlichen Fortbewegungsarten: Gehen, Schreiten, Joggen, Rennen und Sprinten.

Ein geübter Beobachter wird Gleichgewichts­probleme feststellen, wenn sich sensorische Bedingungen ändern. Posturale Fixierung ist beispielsweise vermehrt in dunklen Räumen oder bei fehlender Brille zu beobachten. Beim Greifen nach einer Tasse auf dem obersten Regalbrett ist gegebenenfalls ein Korrekturschritt erforderlich, um dem Schwindelgefühl entgegenzuwirken, das durch die Kopfbewegung beim Hochschauen verursacht wird. Diese Beispiele zeigen den Stellenwert der Neubewertung der sensorischen Impulse auf. Bei sich ändernden Umweltbedingungen orientiert sich das Gehirn in seinen strategischen Entscheidungen an derjenigen sensorischen Quelle, die die genauesten Informationen liefert. Jede sensorische Strategie ist also ein Prozess der Neubewertung. Durch die Neubewertung der sensorischen Impulse kommt es zu einer geringfügigen zeitlichen Verzögerung des posturalen „Verarbeitungsmecha­nismus“. Durch Training kann diese Zeitverzögerung so gering wie möglich gehalten werden.

Stabilitätsgrenzen nicht aus den Augen verlieren
Die Patienten kontrollieren ihre Stabilitätsgrenzen selbst. Ein Behandlungsziel besteht in der Akti­vierung des posturalen „Verarbeitungsmechanismus“, um dessen Effizienz zu steigern. Motorische und sensorische Strategien können durch Isolation und gezieltes Training verbessert werden. Viele Patienten leiden unter einer gestörten Gelenkausrichtung und einer geschwächten Gelenkumgebung. Die von einer Parese betroffene Extremität kann den Körper in aufrechter Position nicht steuern und verhält sich passiver als Gliedmaßen mit beweglichen Gelenken. Die Folge sind eine Überstreckung des Knies oder die kontinuierliche Überspannung des Beins. Das führt dazu, dass Patienten zu einer Anpassungsstrategie gezwungen werden, indem sie die nicht von der Parese betroffenen Gliedmaßen einbeziehen [5]. Der Körper kompensiert dies durch verstärkte Aktivierung der nicht-paretischen Muskeln und/oder Einsatz der Schrittstrategie, um eine aufrechte Haltung beizubehalten. Diese Patienten mögen keine schnellen Bewegungen. Es werden nur geringe innere bzw. äußere Schwankungen toleriert. Die Stabilitätsgrenzen dieser Patien­ten sollten nicht überschätzt werden.

Stabilitätsgrenzen sind real

Die Stabilitätsgrenzen (Limits of Stability, LOS) sind definiert als die höchstmögliche Entfernung, die sich eine Person aus aufrechter, vertikaler Haltung in alle Richtungen beugen kann, ohne zu stürzen, einen Korrekturschritt zu machen oder nach Halt zu suchen. Die Fähigkeit, eine belie­bige Körperposition innerhalb dieser Grenzen einzunehmen, ist entscheidend für grundlegende Hand­lungen wie das Greifen nach Objekten, das Aufstehen aus dem Sitzen (bzw. Hinsetzen aus dem Stand) und das Gehen.

Innerhalb unserer jeweiligen Stabilitätsgrenzen fühlen wir uns in unseren Bewegungen sicher und stabil. In diesem Zustand sind wir in der Lage, die Umgebung durch Auswertung der Sinneseindrücke und motorische Handlungen zu erkunden. Aus diesem Grund ist die Wiederherstellung der Balancefähigkeit eine entscheidende Komponente des motorischen Verhaltens, die zur selbstständigen Verrichtung von Alltagsaktivitäten erforderlich ist [4]. Unser Gleichgewichtsempfinden hat einen starken Einfluss auf unser tägliches Leben. Viele Menschen entwickeln nach einem Sturz Angst vor erneuten Stürzen, selbst wenn sie sich dabei nicht verletzt haben. Die Angst führt zu Vermeidungsverhalten, was wiederum zu eingeschränkter Mobilität und einem Mangel an körperlicher Fitness führt. Dadurch erhöht sich wiederum das tatsächliche Risiko eines Sturzes [7].

Ist die Balancefähigkeit messbar?

Bei vielen Therapeuten ist es gängige Praxis, die Balancefähigkeit zu testen, indem sie bei statischer Haltung Schwankungen herbeiführen und die Korrekturschritte auswerten. Dieses Verfahren ist insbesondere bei jungen Therapeuten sehr beliebt. Solche „statischen“ Tests sind in der Tat wichtig für die funktionelle Stabilität im Alltag. Dafür nennen Maki und McIlroy zwei Gründe. Zum einen sind quasi-statische Bewegungen und Handlungen tatsächlich für einen beachtlichen Anteil an Stürzen (40 bis 50 %) verantwortlich. Zum anderen liefern „statische“ Tests aufschlussreiche Informationen im Hinblick auf die zahlreichen Stürze, die beim Gehen passieren. Der Korrekturschritt zum Ausgleich von Verlagerungen des Körperschwerpunkts hat Ähnlichkeiten mit der Ganginitiation und den Schrittanpassungen beim Gehen.

Zur Bewertung der Balancefähigkeit reicht jedoch ein einzelner Test bzw. eine einzelne Prüfmethode nicht aus. Zudem ist das Ergebnis oft diskutabel. Die Ursache für einen Sturz ist individuell verschieden, da bei jedem Menschen unterschiedliche einschränkende Faktoren und Ressourcen zur Haltungskontrolle vorliegen. Der Therapeut sollte versuchen, die jeweiligen Risikofaktoren zu identifizieren. Es ist wichtig, die zugrundeliegenden physiologischen Systeme und verfügbaren Kompensationsstrategien zu be­werten, um das Sturzrisiko abschätzen zu können und optimale Interventionsmöglichkeiten für Patienten mit Gleichgewichtsstörungen zu ermitteln. Aktuelle klinische Hilfsmittel zur Bewertung der Balancefähigkeit sind nicht dafür konzipiert, Thera­peuten bei der Ermittlung der zugrundeliegenden Haltungskontrollsysteme zu unterstützen, die für eine schlechte Funktionsfähigkeit des
Glei­ch­­gewichtssinns verantwortlich sind. [3]