Zur Dynamik der Kopfbewegung in der Ganganalyse

Erinnerungen an Bernd Fritzsche und gemeinsame Gedanken über den Gang des Menschen

Dr. Manfred Braune

Von den vielen verschiedenen Voraussetzungen, die in ihrem Zusammenwirken das menschliche Gehen ermöglichen, soll hier nur sehr stark vereinfacht das mechanische Zusammenspiel von Wirbelsäule und Kopf diskutiert werden.

Eine Eigenschaft der Wirbelsäule, die federgleiche Kopplung ihrer Wirbelkörper während der möglichen Wirbelsäulenbiegevorgänge sowohl einerseits zur Zugfeder als auch andererseits zur Druckfeder „zusammenzuschalten“; lässt im System Wirbelsäule mit aufsitzendem Kopf einen bekannten vertikalen Federschwinger wiedererkennen.

Während der beschleunigten Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Kopfmasse treten bekannte abwechselnd entsprechend gerichtete Trägheitskräfte auf, die das Körperrumpfgewicht abwechselnd ent- bzw. belasten und dadurch Gelegenheit geben, im Zusammenspiel mit der passend angesteuerten Gesäß- und Beinmuskulatur die Schrittfolge der Beine als links/rechts-alternierenden Funktionswechsel von Standbein zu Schwungbein zu gestalten.

Das menschliche Gehen lässt sich aus Sicht der Technischen Mechanik vereinfacht als eine Folge von im wesentlichen durch Wirbelsäulen-, Kopf- und Beinarbeit rechtzeitig und geschmeidig verhinderten Stürzen verstehen. (Zusätzlich ermöglicht die Gesäßmuskulatur die gehnotwendige ständig aufrechte Körperrumpfhaltung, was ein verletzungsbedingter Gesäßmuskulaturfunktionsverlust sofort bestätigen würde.)

Aus dieser verständlicherweise für Mediziner noch viel zu bescheidenen Ansprache entstand seinerzeit die Frage, ob ein mechanisch quasilauffähiges Funktionsmodell zur Demonstration nur des Wirbelsäulen/Kopf-Einflusses realisierbar ist, und wie im Ja-Falle die Korridore für die möglichst menschenkörpernahen Dimensionierungsvarianten aussehen.

Bild 1. Quasilaufmodell (Kreisscheibe rechts entfernt)

Den früher gemeinsam diskutierten ersten Vorschlag dazu zeigt unser Bild 1. Der entlang einer vertikalen Gleitstange (dünnwandiges Kunststoffrohr) auf- und abwärts gleitende Kopfersatz ist oben mit der als Wirbelsäulenersatz fungierenden Zug/Druck-Feder verbunden; unten ist die Feder an der Stange fixiert.

Zwei fest mit einer als Kurbelwelle ausgeführten Achse verbundene dünne Kreisscheiben können in den beiden horizontalen Rillen rollen, wobei die bereits erwähnte (horizontal durchbohrte) Stange mit Wirbelsäule und Kopf die interessierende Auf- und Abwärtsbewegung ausführt. Die Kreisscheiben ersetzen also die Beine, und die in der starren Stangenverlängerung ausreichend tief gehängte Restkörpermasse erzwingt gesäß­muskulatur­ersetzend die geforderte ständig aufrechte Körperrumpfhaltung.

Wenn diese Anordnung zum Rollen in den Rillen durch Anschieben gebracht wird, hebt und senkt die speziell geformte Achse den gesamten Ersatzkörper, und der Kopf führt zusätzlich entsprechende erzwungene vertikale Schwingungen längs der Stange aus.