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'Blade Runner' hat keine klare Kante
Der doppelt amputierte Oscar Pistorius, der auf künstlichen Beinen aus Kohlefaser läuft, sprintet laut einer neu veröffentlichten Studie definitiv anders als intakte Eliteläufer. Obwohl er gegenüber Läufern mit zwei Beinen keinen klaren Vorteil zu haben scheint, bleibt es ungewiss, wie sich einzelne Komponenten seines einzigartigen Schrittes auf seine Geschwindigkeit auswirken. Selbst die Wissenschaftler, die die Forschung durchgeführt haben, sind sich nicht einig, wie die Ergebnisse zu interpretieren sind, und betonen, wie schwierig es ist, die Variablen zu identifizieren, die für die Sprintgeschwindigkeit am wichtigsten sind.
Klingenläufer : Peter Weyand (rechts), Biomechaniker an der Southern Methodist University, versucht herauszufinden, ob sich der südafrikanische Sprinter Oscar Pistorius (auf dem Laufband) mit seinen J-förmigen Kohlefaser-Laufprothesen einen Wettbewerbsvorteil verschafft.
Wir fanden heraus, dass sich die Menge an metabolischer Energie und seine Ermüdungsrate nicht von denen von Läufern mit intakten Gliedmaßen unterschieden, sagt Hugh Herr , Direktor der Biomechatronics Group am MIT Media Lab und einer der an der Studie beteiligten Wissenschaftler. Seine Biomechanik unterschied sich jedoch von Läufern mit intakten Beinen.
Pistorius, ein südafrikanischer Sprinter, stand im Zentrum eines hochkarätigen Kampfes darüber, ob Athleten mit Prothesen bei Veranstaltungen wie den Olympischen Spielen gegen Athleten mit intakten Gliedmaßen antreten dürfen. Pistorius, der wegen seiner J-förmigen Cheetah Flex-Foot-Kohlenstofffaser-Prothesen den Spitznamen Blade Runner trägt, hat eine Reihe von paralympischen Weltrekorden aufgestellt und 2007 bei den South African National Championships – einem behindertengerechten Event – den zweiten Platz belegt. Seine beeindruckenden Leistungen haben einige Zweifel aufkommen lassen, ob speziell für das Laufen entwickelte Prothesen dem Amputierten einen besonderen Vorteil verschaffen könnten.
Im Frühjahr 2007 wurde die Internationaler Verband der Leichtathletikverbände (IAAF), der internationale Dachverband der Leichtathletik, erließ eine Regel, die den Einsatz technischer Geräte verbietet, die Athleten einen Wettbewerbsvorteil verschaffen könnten, und verbot Pistorius später die Teilnahme an Wettkämpfen gemäß dieser Regel. Pistorius legte gegen die Entscheidung Berufung ein und bat mehrere US-Wissenschaftler um Hilfe Schiedsgericht für Sport (CAS), ein internationales Schiedsgericht, entschied, dass die IAAF keine ausreichenden Beweise dafür vorgelegt habe, dass die Klingen ihm einen Vorteil verschafften. Es hob das Verbot im Mai 2008 auf und ermöglichte Pistorius die Teilnahme an den Olympischen Spielen 2008. (Er hat sich im 400-Meter-Lauf nur knapp für das südafrikanische Team qualifizieren können.) Die US-Forscher haben jetzt die Ergebnisse ihres Studiums in der Zeitschrift für Angewandte Physiologie .
Gemäß Peter Weyand , einem Physiologen und Biomechaniker an der Southern Methodist University in Dallas und Hauptautor der Studie, konzentrierte sich ein Großteil von Pistorius' Anhörung auf das falsche Thema. Viel Aufmerksamkeit wurde der Frage geschenkt, ob seine Klingen es ihm erlaubten, mit weniger Energie zu laufen als andere Läufer, was beim Sprinten ziemlich irrelevant ist, sagt Weyand. Es ist so, als würde man argumentieren, dass ein Volkswagen einen Porsche in einem Drag-Rennen schlagen wird, weil er einen besseren Benzinverbrauch hat. Der Kraftstoffverbrauch ist bei Sprintrennen nicht der entscheidende Faktor, erklärt er: Beim Sprinten sind Tiere nicht energiebeschränkt; die mechanik ist der limitierende faktor.
Weyands Studie legt jedoch nahe, dass Pistorius eine andere Laufmechanik hat als Läufer mit intakten Beinen: Er trifft mit viel weniger Kraft auf den Boden und bleibt länger in Kontakt mit dem Boden, ein Muster, das nach früheren Untersuchungen benachteiligt werden könnte. Aus früheren Experimenten wissen wir, dass wirklich schnelle Läufer darin bestehen, wie hart sie im Verhältnis zu ihrem Körpergewicht auf den Boden aufschlagen können, sagt Weyand.
Frühere Forschungen zeigen auch, dass sowohl Elite- als auch normale Läufer mit intakten Beinen dazu neigen, ihre Gliedmaßen mit einer ähnlichen Geschwindigkeit zu bewegen. Pistorius hingegen kann seine Gliedmaßen viel schneller neu positionieren als jeder andere, den wir je gemessen haben, sagt Weyand. Doch wie sie diesen Befund interpretieren sollen, wissen die Wissenschaftler noch nicht: Stellt es einen Vorteil seiner vergleichsweise leichten Carbon-Glieder dar oder ist es lediglich ein Ausgleich dafür, dass er nicht so stark auf den Boden aufschlagen kann wie mit intakten Gliedmaßen Läufer? Es gibt keine wirklichen Beweise dafür, dass er anderen gegenüber einen Vorteil hat, und es gibt einige Beweise dafür, dass die Prothesen ein Hindernis sind, sagt Daniel Ferris , einem Biomechaniker an der University of Michigan in Ann Arbor, der nicht an der Studie beteiligt war.
Die Wissenschaft ist noch unausgereift, und wir wissen nicht genau, warum er mechanisch anders ist – sei es wegen seiner Prothesen oder wegen seiner Biologie, sagt Herr. Eine Möglichkeit, diese Frage zu beantworten, wäre, einen Läufer mit einem intakten und einer Beinprothese zu untersuchen und die biologische Seite direkt mit der künstlichen Seite zu vergleichen – ein Experiment, von dem Herr sagt, dass es in Arbeit ist.
Einer der größten Kontroversen um die Leistung von Pistorius ist die Tatsache, dass er die zweite Hälfte des 400-Meter-Rennens schneller laufen kann als die erste – ein für Sprinter ungewöhnliches Muster. Einige glauben, dass dies ein direkter Beweis dafür ist, dass seine Prothesen ihm einen Vorteil verschaffen: Sie argumentieren, dass er nicht die gleiche Ermüdung erleiden würde, weil er keine Muskeln unter dem Knie hat. Aber Weyand und seine Mitarbeiter fanden heraus, dass alle Läufer, einschließlich Pistorius, der gleichen Ermüdungskurve zu folgen scheinen.
Eine mögliche Erklärung für das ungewöhnliche Muster von Pistorius, sagt Herr, sei, dass der amputierte Läufer auf den ersten 200 Metern – der Beschleunigungsphase des Rennens – tatsächlich benachteiligt sei, weil er keine Wadenmuskulatur habe. Möglicherweise wird in der zweiten Rennhälfte das angeborene Talent von Pistorius deutlich. Oscar sei ein Ausreißer, sagt Herr, der selbst doppelt amputiert ist. Der Cheetah steht Sportlern seit 15 Jahren zur Verfügung, aber niemand konnte so schnell laufen wie Oscar. Herr sagt jedoch, dass Wissenschaftler Pistorius und andere noch nicht untersucht haben, während sie beschleunigen.
Die Forschung hilft Wissenschaftlern auch, die Grundlagen des Laufens besser zu verstehen. Der Fall Oscar Pistorius habe im Bereich des zweibeinigen Sprints großes Interesse geweckt, sagt Herr. Wenn wir uns die Unterschiede zwischen amputierten und intakten Läufern ansehen, können wir den Laufmechanismus und das, was für die Geschwindigkeit am wichtigsten ist, grundlegender verstehen. Die Mechanik des Sprintens wurde selbst bei Läufern mit intakten Beinen relativ wenig erforscht, auch weil es schwierig ist, Menschen mit so hoher Geschwindigkeit zu untersuchen. Die neue Forschung wurde mit einem speziellen Laufband durchgeführt – einem von nur zwei oder drei solcher Maschinen im Land.
Ferris sagt, dass die Ergebnisse auch Wege aufzeigen, wie Laufprothesen verbessert werden könnten. Eine Sache, die man ausprobieren sollte, wäre eine Prothese mit einstellbarer Steifigkeit, sagt er. Auf diese Weise können Läufer an bestimmten Punkten im Rennen möglicherweise höhere Kräfte erzeugen.