SP4 Fortschritte in der Diagnose und Behandlung von chronischen Rückenschmerzen – Erkenntnisse aus der räumlichen Verteilung und modularen Organisation von Aktivierungsmustern

• Antragsteller: Professor Adamantios Arampatzis, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439742772

Während der ersten Förderperiode fanden wir, dass diagnostische Variablen wie Haltung und Koordination im lumbalen Bereich hauptsächlich durch das Geschlecht beeinflusst werden und nicht mit chronischen Rückenschmerzen (cLBP) zusammenhängen. Wir konnten auch keinen Zusammenhang zwischen verminderter Muskelkraft und Degeneration der Rumpfmuskulatur-Morphologie im cLBP feststellen. Wir fanden eine inverse Relation zwischen der Kraft der Rumpfmuskulatur und der elektromyografischen (EMG) Muskelaktivität während einer koordinativen motorischen Aufgabe, was auf Veränderungen in der Aktivierung der Rumpfmuskulatur bei cLBP hindeutet. Schließlich zeigen erste Daten, dass der Rumpf eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle der Körperstabilität während anspruchsvoller motorischer Aufgaben spielt. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer Erweiterung unseres diagnostischen Ansatzes, um die zugrunde liegenden Mechanismen von cLBP durch die Einbeziehung anspruchsvoller Bewegungsaufgaben zu erfassen. In der zweiten Förderperiode werden wir uns auf folgende Ziele konzentrieren: (i) die funktionelle Vielfalt der EMG-Aktivität synergistischer Rumpfmuskeln, (ii) schmerzbedingte kompensatorische Anpassungen in den Aktivierungsmustern von Rumpf- und angrenzenden Muskeln sowie den Beitrag des Rumpfes zur Körperstabilität während anspruchsvoller Bewegungsaufgaben, (iii) die Wechselwirkung zwischen Rumpfkinematik, Muskelaktivierung und psychologischen Faktoren, (iv) den Einfluss von Verbesserungen durch perturbationsbasiertes Training auf die oben genannte Wechselwirkung und (v) die Wirksamkeit von EMG-gesteuertem visuomotorischem Training bei der Verbesserung dysfunktionaler Muskelaktivierungsmuster. Wir stellen folgende Hypothesen auf: (a) eine progressive Zunahme der funktionellen Vielfalt synergistischer Rumpfmuskelaktivitäten mit steigender Bewegungskomplexität bei geringeren Veränderungen bei cLBP, (b) verstärkte Kompensationseffekte bei der Muskelaktivierung und ein geringerer Beitrag des Rumpfes zur Stabilitätskontrolle bei cLBP, (c) Einfluss psychologischer Faktoren auf die Rumpfkinematik und Aktivierungsmuster mit stärkeren Effekten bei cLBP, (d) funktionelle Verbesserungen der Muskelaktivierung und des Rumpfbeitrags zur Stabilitätskontrolle durch perturbationsbasiertes Training und (e) Verbesserung dysfunktionaler Muskelaktivierungsmuster nach EMG-gesteuertem visuomotorischem Feedback. Wir werden hochauflösende EMG-Messungen durchführen, um die räumliche Verteilung der Aktivierung der Rückenmuskulatur im lumbalen und thorakalen Bereich zu erfassen. Die Ganzkörperkinematik und die EMG-Aktivität von 16 Rumpf- und benachbarten Muskeln werden gleichzeitig mit psychologischen Faktoren während verschiedener anspruchsvoller motorischer Aufgaben erfasst. Wir beabsichtigen, diesen Ansatz zu nutzen, um neuromuskuläre Ursachen für cLBP aufzudecken und damit zum Gesamtprojekt der Etablierung einer belastbaren, evidenzbasierten Diagnose beizutragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5177: Die Dynamik der Wirbelsäule: Mechanik, Morphologie und Bewegung für eine umfassende Diagnose von Rückenschmerzen