Sportliche Höchstleistungen nur in wenigen Sportarten möglich

Nur in wenigen sportlichen Disziplinen sind systematische Verbesserungen etwa bei den Trainingsmethoden dafür verantwortlich, dass Athleten immer wieder Weltrekorde oder nationale Bestleistungen brechen. Statt dessen lässt sich die Entwicklung der Rekorde meist auf eine Zufallsverteilung zurückführen. Dies jedenfalls fand Prof. Dr. Dieter Suter gemeinsam mit zwei Kollegen aus London und Jülich heraus. Gemeinsam stellten die Forscher eine Formel auf, die künftig auch in der Hirnforschung Anwendung finden soll. Veröffentlicht wurde sie jetzt in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Nature“.

Dass es immer wieder neue sportliche Rekorde zu bejubeln gibt, gilt gemeinhin als Beleg für ständig steigendes Leistungsvermögen der Athleten oder für eine verbesserte Ausrüstung. Doch neue Rekorde können auch eine andere Ursache haben: Mit jeder Veranstaltung und jedem teilnehmenden Sportler erhöht sich die Zahl der Versuche, Bestleistungen zu erzielen – und nach den Gesetzen der Statistik steigt damit auch die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Wettkampf zufällig ein neuer Rekord gelaufen, geworfen oder gesprungen wird.

Prof. Dr. Dieter Suter vom Lehrstuhl für Experimentelle Physik III Dr. Gembris vom Medizinischen Institut im Forschungszentrum Jülich und Prof. John G. Taylor vom King`s College London haben nun eine Methode entwickelt, mit der zwischen diesem statistischen Effekt und echtem sportlichen Fortschritt unterschieden werden kann. Mit ihr nahmen sie die Bestleistungen der Männer bei den Deutschen Meisterschaften in den Jahren 1973 bis 1996 genauer unter die Lupe. Das verblüffende Ergebnis: Offensichtlich gab es nur in vier von 22 Disziplinen – Diskuswerfen, 110-Meter-Hürdenlauf, 20 und 50 Kilometer Gehen – systematische Verbesserungen. Auf internationaler Ebene kamen die Athleten zusätzlich bei den Laufwettbewerben über die 5 000 Meter, die 10 000 Meter und die Marathonstrecke wirklich voran, wie sich aus der Untersuchung der Weltjahresbestleistungen 1970 bis 1999 ergibt. Allerdings fiel der globale Fortschritt seit den 80er Jahren geringer aus als zuvor. Weltweit vollzog sich damit eine Entwicklung, die in Deutschland schon früher eingesetzt hatte.

Bei ihrer Analyse gingen die Forscher davon aus, dass die jährlichen Bestleistungen durch eine so genannte Gauss-Verteilung beschrieben werden können. Diese Annahme überprüften die Forscher mit einem Test, der in der Statistik verbreitet ist. Dann setzten sie die Rekorde aus zehn bzw. zwölf aufeinander folgenden Jahren in die neue, von ihnen aufgestellte Näherungsformel ein. So berechneten sie den höchsten Wert – den weitesten Wurf oder Sprung, die schnellste Geschwindigkeit beim Lauf -, der statistisch gesehen in den Folgejahren erwartet werden konnte. Wurde er in diesen Folgejahren von Athleten übertroffen, sehen die drei Forscher dies als Nachweis für echten sportlichen Fortschritt an. Näherungsformel und Verfahren können beileibe nicht nur für die Analyse sportlicher Leistungen eingesetzt werden, sondern sind von weit reichender Bedeutung. Ein Beispiel für ein potenzielles Einsatzfeld ist die Hirnforschung. Wenn Wissenschaftler sich mittels funktioneller Kernspintomographie ein Bild vom Gehirn beim Denken machen, möchten sie unter anderem feststellen, zu welchem Zeitpunkt genau eine bestimmte Hirnregion aktiv wird. Erschwert wird ihre Aufgabe dadurch, dass das Gehirn auch in Ruhe noch Signale aussendet. Wie die sportlichen Rekorde lassen sich auch die Hirn-Fluktuationen durch eine Gauss-Verteilung darstellen. Künftig könnte die neue ordnungsstatistische Formel auch helfen, die Anfälle von Epilepsie-Patienten vorherzusagen. Dazu müsste man mit ihrer Hilfe die Daten von EEG-Sonden analysieren und würde so möglicherweise sehr früh erkennen, wann die Nervenzellen von gesundem „Durcheinander“ auf krankhaften Gleichtakt umschalten. Das wäre von großem Wert für die Behandlung: So könnten zum Beispiel Medikamente nur nach Bedarf, also bei einem drohenden Anfall, injiziert werden.
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Prof. Dr. Dieter Suter, Ruf: (0231)755-3512