Es gibt zunehmend Evidenz dafür, dass sich die Prinzipien des motorischen Lernens positiv auf den Fertigkeitserwerb auswirken können.(1)(2) Doch obwohl in der Forschung allgemein anerkannt ist, dass die Nutzung dieser Prinzipien eine wertvolle Ergänzung zu herkömmlichen physiotherapeutischen Methoden darstellt, werden sie in der klinischen Praxis bisher nur begrenzt eingesetzt.(3)
Lernen wurde von Magill (2010, zitiert von Sattelmayer) definiert als: „Eine Veränderung der Fähigkeit einer Person, eine Fertigkeit auszuführen, die auf eine relativ dauerhafte Leistungsverbesserung als Ergebnis von Übung zurückzuführen ist.“(2)
Motorisches Lernen wurde von Shumway-Cook und Woollacott (2017, zitiert von Bisson) als „der Prozess des Erwerbs und/oder der Modifizierung von Fertigkeiten“ definiert.(1) Im Wesentlichen handelt es sich um den Prozess des Lernens, wie etwas „gut gemacht wird“.(1)
Lernen ist ein dynamischer Prozess, der sich über einen längeren Zeitraum und in verschiedenen Umgebungen vollzieht.(1) Es gibt verschiedene Faktoren, die mit dem motorischen Lernen in Verbindung gebracht werden und allgemein anerkannt sind, wie z. B. der Übungsumfang, die Art der Übung, die Art des Feedbacks und die Übungsverteilung.(4) Die beste Methode, um das Lernen in einem physiotherapeutischen Umfeld zu ermöglichen, hängt jedoch vom klinischen Kontext ab.(1)
Beim Lernen ist es wichtig, zwischen Leistung (engl.: performance) und Lernen (engl.: learning) unterscheiden zu können. Die Leistung verbessert sich in der Regel, nachdem eine Person eine Fertigkeit geübt hat. Diese Verbesserungen treten oft schnell ein und können recht signifikant sein. Sie sind jedoch auch eher vorübergehend und können durch Faktoren wie Müdigkeit, Angst, Stimmung und Motivation beeinträchtigt werden.(1) Wenn das Üben über einen längeren Zeitraum fortgesetzt wird, findet echtes Lernen statt – d. h., die Person behält die Fertigkeit. Sie kann sich daran erinnern, was zu tun ist, und ist in der Lage, es effektiv auszuführen. Diese Veränderungen sind langfristig nachhaltig.(1)
Die drei wichtigsten Phasen der motorischen Leistung und des Lernens sind:(5)
Bei der Anwendung der Lerntheorie in der klinischen Praxis besteht das Ziel der physiotherapeutischen Intervention darin, sicherzustellen, dass ein Patient vom Fertigkeitserwerb zur Beibehaltung übergeht. Letztendlich besteht das Ziel der Therapie darin, dass die Patienten weiterhin üben und die Übertragungsphase erreichen, damit sie die erworbenen Fertigkeiten in anderen Situationen, Umgebungen und Aufgaben anwenden können.(1)
Lernen wird in der Regel in „explizites Lernen“ und „implizites Lernen“ unterteilt.
Explizites Lernen wurde definiert als „Lernen, das verbales Wissen über Bewegungsabläufe (z. B. Fakten und Regeln) generiert, kognitive Phasen innerhalb des Lernprozesses umfasst und von der Beteiligung des Arbeitsgedächtnisses abhängig ist“.(6) Es wird in der Regel mit dem sogenannten „deklarativem Wissen“ in Verbindung gebracht, bei dem der Lernende in der Lage ist, die technischen Details der Bewegung zu benennen oder laut auszusprechen (d. h. er kann die Schritte einer bestimmten Aufgabe wie das Binden eines Schnürsenkels aufzählen). Es ist also eher kognitiv und verbal als das implizite Lernen.(1) Mit der Zeit macht der Lernende in der Regel Fortschritte und die Leistung wird automatischer (d. h. er/sie ist in der Lage, die Aufgabe auszuführen, ohne über jeden Schritt nachdenken zu müssen).(1)
Implizites Lernen ist prozedurales Lernen. Es wurde definiert als eine Form des Lernens, die „ohne oder mit nur minimaler Zunahme des verbalen Wissens über die Bewegungsleistung (z. B. Fakten und Regeln) und ohne Bewusstsein voranschreitet. Implizit erlernte Fertigkeiten werden (unbewusst) aus dem impliziten Gedächtnis abgerufen.”(6) Beim impliziten Lernen ist es also nicht einfach, die spezifischen Schritte einer Aufgabe zu verbalisieren oder zu erklären, sondern die Fertigkeit wird eher inhärent erlernt. Implizites Lernen kann oft zu einer größeren Automatisierung führen als explizites Lernen.(1)(7) Das bedeutet, dass die Person eine Handlung etwas schneller ausführen kann, ohne darüber nachdenken zu müssen, als beim expliziten Lernen.(1) Ein wichtiges Merkmal des impliziten Lernens ist die Konsistenz der motorischen Veränderungen auch nach Beseitigung der Störung (Perturbation), was auf eine Anpassung hindeutet.(8)
Auch wenn in der Literatur darüber diskutiert wird, welche Form des Lernens besser ist, erfordert die Bewältigung vieler Aufgaben oft Elemente von beiden.(1)
Fitts und Posner schlugen in den 1960er Jahren ein aus drei Phasen bestehendes Modell für den Fertigkeitserwerb vor. Sie benannten die drei Phasen wie folgt:(10)
Die kognitive Phase ist der Zeitraum, in dem die Ziele der Aufgabe und die entsprechende Bewegungssequenz zur Erreichung dieser Ziele festgelegt werden.(10) In dieser Phase ist der Lernende ein Anfänger (d. h. er/sie ist neu in der Fertigkeit und der anstehenden Aufgabe) und bemüht sich bewusst, ein Verständnis dafür zu entwickeln, was zu tun ist.(1)(11) Das Lernen ist in dieser Phase in der Regel explizit.(10)
Beim Eintritt in die kognitive Phase treten häufig viele Fehler auf und es ist viel Aufmerksamkeit erforderlich, um zu lernen.(1) Wenn ein Kind beispielsweise Fahrradfahren lernt, gibt es viele Aspekte zu berücksichtigen, wie z. B. das Gleichgewicht halten, in die Pedale treten und lenken. Es muss auch die Umgebung berücksichtigen, einschließlich der Oberfläche und des Verkehrs in seinem Umfeld. Da diese Aufgabe viel Aufmerksamkeit erfordert, wird die Leistung des Lernenden wahrscheinlich uneinheitlich sein und Fehler beinhalten. Eine Begleitperson in der Nähe (z. B. Therapeut, Elternteil, Freund, Geschwisterkind) kann möglicherweise Unterstützung, Anleitung oder praktische Hilfe leisten, um die Sicherheit zu gewährleisten und dem Kind das weitere Lernen zu ermöglichen.(1)
In der kognitiven Phase kommt es meist innerhalb kurzer Zeit zu einer deutlichen Leistungsverbesserung, insbesondere wenn die Fertigkeit wiederholt wird.(1)
Auf die kognitive Phase folgt die assoziative Phase. In dieser Phase hat der Lernende die Bewegungssequenz festgelegt und kann seine Strategien verfeinern.(10)(1) Er ist nicht mehr so stark abhängig von externen Anweisungen und kann besser auf den Kontext/die Umgebung reagieren.(11) Beim Fahrradfahren lernt das Kind beispielsweise, verschiedene Geschwindigkeiten zu fahren und sich in der Umgebung zurechtzufinden. In dieser Phase treten tendenziell weniger Fehler auf, die Leistung ist beständiger und besser. Es ist weniger Feedback erforderlich, aber Verbesserungen treten langsamer ein.(1)
Die letzte Phase ist die autonome Phase. In dieser Phase wird die Fertigkeit weiter geübt, um die Leistung zu verbessern, sodass sie automatisch abläuft.(10) Der Lernende hat die Fertigkeit verinnerlicht und kann sie mit minimaler kognitiver Überwachung ausführen.(11)(1) Das bedeutet, dass der Lernende seine Aufmerksamkeit anderen Dingen widmen kann, einschließlich anderer Aspekte der Aufgabe oder Umgebungsmerkmalen. Die Leistung ist in der Regel fehlerfrei und anpassungsfähig, sodass weniger Feedback erforderlich ist.(1)
Im Verhältnis zu den drei Phasen der motorischen Leistung und des Lernens korreliert die Erwerbsphase der Leistung eher mit der kognitiven Phase. Die Beibehaltungsphase entspricht eher der assoziativen Phase und die Übertragungsphase eher der autonomen Phase.(1)
Die wichtigsten Bewegungselemente können durch vielfältiges Üben und Feedback erlernt werden. (13) Jede Lerneinheit (d. h. Physiotherapiesitzung, Trainingseinheit) kann genutzt werden, um das Endergebnis zu maximieren. In der Forschung werden verschiedene Arten der zeitlichen Gestaltung des Übens diskutiert, und obwohl sie in der Regel miteinander verglichen werden, kann es hilfreich sein, sie als Bestandteile eines Kontinuums zu betrachten, wobei einige Elemente für bestimmte Aufgaben besser geeignet sind als andere.(1)
Massiertes Üben (engl.: massed practice) liegt vor, wenn zwischen den Durchgängen oder Übungseinheiten nur wenig Pause gemacht wird (d. h. auf viel Übung folgt eine kurze Pause, dann wieder viel Übung und dann wieder eine kurze Pause).(4) Verteiltes Üben (engl.: distributed practice) ist das Gegenteil davon. Die Übungseinheiten sind weiter voneinander entfernt (Stunden oder Tage) und längere Ruhezeiten sind im Zeitplan enthalten.(4)
Massiertes Üben kann für einen schnellen Fertigkeitserwerb vorteilhafter sein, aber verteiltes Üben ist in der Regel besser für die Beibehaltung von Fertigkeiten und das langfristige Lernen. Im Allgemeinen hat sich gezeigt, dass motorische Fertigkeiten effektiver erlernt werden, wenn zwischen den Trainingseinheiten eine lange Pause liegt (was als Abstandseffekt bekannt ist).(4) Sowohl massiertes als auch verteiltes Lernen können jedoch in der klinischen Praxis ihren Platz haben:(1)
Hinweis: Einzelne Aufgaben haben einen definierbaren Anfang und ein definierbares Ende (z. B. Aufstehen vom Sitzen, auf einen Bordstein steigen), wohingegen kontinuierliche Aufgaben keinen definierbaren Anfang oder definierbares Ende haben (z. B. Gehen, Radfahren, Schwimmen).(1)
Beim konstanten Üben (engl.: constant practice) führt eine Person immer wieder dieselbe Aufgabe unter denselben Bedingungen aus (z. B. wiederholt sie das Aufstehen von derselben Couch unter denselben Bedingungen). Variables Üben (engl.: variable practice) beinhaltet Variabilität (z. B. Aufstehen von einer Couch, einem Bürostuhl, einem Toilettensitz usw.).(1)
Konstantes Üben hilft in der Regel beim frühzeitigen Erwerb von Fertigkeiten, während variables Üben die Anpassungsfähigkeit oder die Verallgemeinerung einer Fertigkeit erhöht, was wiederum deren Übertragbarkeit verbessert.(1) Allerdings können beide Methoden je nach zu erlernender Fertigkeit und allgemeinem Kontext eingesetzt werden. Beim Erlernen einer geschlossenen Fertigkeit liegt der Schwerpunkt auf spezifischen Bewegungsmerkmalen, während beim Erlernen einer offenen Fertigkeit die Variabilität eines Bewegungsmusters wichtig ist.(14) Eine aktuelle Studie von Czyż und Kollegen ergab, dass das relative Timing von Fertigkeiten, die unter konstanten und variablen Übungsbedingungen erworben wurden, tatsächlich gleich ist, konstantes Üben jedoch zu einer kürzeren Bewegungszeit führt als Fertigkeiten, die unter variablen Bedingungen geübt werden.(14)
In einem klinischen Kontext ist variables Üben in der Regel für dynamische Aufgaben geeignet, die unter variablen Bedingungen ausgeführt werden müssen. In der VIEWs-Studie aus dem Jahr 2016 wurde beispielsweise das Gehtraining bei Schlaganfallpatienten unter konstanten und variablen Bedingungen untersucht.(15) Die Gruppe, die ein variableres Gehtraining erhielt, zeigte am Ende des Versuchszeitraums größere Verbesserungen beim Gehen.(15) Konstantes Üben ist jedoch in der Regel in Situationen nützlich, in denen die Aufgabe einfach ist und nur minimale Variabilität erfordert. Ebenso kann konstantes Üben für Patienten mit Demenz von Vorteil sein, da es ihre Chance erhöht, die Fertigkeit beizubehalten und neu zu trainieren. Sobald sie die Fertigkeit erworben haben, kann für diese Patienten möglicherweise zu einem variablen Training übergegangen werden.(1)
Beim geblockten Üben (engl.: blocked practice) wird dieselbe Aufgabe oder Aufgabenvariation ohne Unterbrechung wiederholt (z. B. wiederholtes Treppensteigen). Beim zufälligen Üben (engl.: random practice) kommt es zu Variabilität. So kann der Therapeut den Patienten in einer Einheit mit zufälligem Üben dazu bringen, Treppen zu steigen, dann zu gehen und schließlich Rad zu fahren, anstatt immer wieder dieselbe Aufgabe zu wiederholen. Auch hier gilt: Obwohl es in den Forschungsergebnissen Unterschiede darüber gibt, welche Art des Übens vorteilhafter sein könnte, ist geblocktes Üben in der Anfangsphase für den Fertigkeitserwerb tendenziell besser, während zufälliges Üben für die Übertragung von Fertigkeiten im Laufe der Zeit vorteilhafter ist.(16)(17)(1) Zufälliges Üben hilft dem Lernenden auch, die Fertigkeit auf andere Umgebungen zu übertragen.(1)
Wenn ein Lernender also mit einer Aufgabe noch nicht vertraut ist, kann das geblockte Üben zu Beginn des Lernprozesses von Vorteil sein. Es kann auch dann sinnvoll sein, wenn ein Lernender nicht über die kognitiven/intellektuellen Fähigkeiten verfügt, um aus einer eher zufälligen Anordnung zu lernen. Zufälliges Üben ist für Fertigkeiten geeignet, die unterschiedliche Bewegungsmuster erfordern. Auch hier ist der Schlüssel zur Wahl der Übungsart, zu berücksichtigen, in welcher Lernphase sich die Person befindet, sowie ihre individuellen Fähigkeiten und die Art der Aufgabe.(1)
Beim geleiteten Üben (engl.: guidance practice) leitet der Lehrer/Therapeut den Lernenden (physisch, verbal oder beides) durch die Aufgabe(1)
Entdeckendes Lernen (engl.: discovery learning) bezieht sich auf das Üben, bei dem der Lernende in der Lage ist, Lösungen für sich selbst zu finden, ohne Anleitung oder Feedback von einer anderen Person zu erhalten.(6)
Es hat sich gezeigt, dass geleitetes Üben nicht effektiver ist als Szenarien, in denen keine Anleitung gegeben wird, aber die Bereitstellung dieser Art von Feedback kann für den frühen Fertigkeitserwerb von Vorteil sein. Entdeckendes Lernen ist in der Erwerbsphase tendenziell weniger effektiv, dafür aber effektiver für die Beibehaltung und Übertragung auf andere Umgebungen.(1)
Trial-and-Error-Lernen und fehlerfreies Lernen werden häufig in der Sprachtherapieforschung diskutiert, können aber in verschiedenen Rehabilitationsbereichen eingesetzt werden.(1) Beim Trial-and-Error-Lernen (engl.: error-driven learning) geht es im Grunde um Versuch und Irrtum – d. h., der Lernende probiert etwas aus, was erfolgreich sein kann oder auch nicht. Ist der Versuch nicht erfolgreich, kann der Lehrer Informationen bereitstellen, um den nächsten Versuch zu verbessern. Im Gegensatz dazu wird beim fehlerfreien Lernen (engl.: errorless learning) die Umgebung so eingeschränkt, dass möglichst viele Fehler vermieden werden.(1)(6)
Trial-and-Error-Lernen kann für Personen gut funktionieren, die explizit lernen können (d. h. deklaratives Lernen). Wenn die Person nicht explizit lernen kann (d. h. wenn sie an Demenz oder kognitiven Störungen leidet oder eine geringe motorische Leistungsfähigkeit aufweist), kann ein fehlerfreier Ansatz sinnvoller sein, da der Lernende jedes Mal die korrekte Vorgehensweise bei der Ausführung einer Aufgabe übt.(1)(18) Wenn ein Patient mit Demenz beispielsweise in die Badewanne steigt, ist es wichtig, dass er dies nicht auf unsichere Weise tut. Daher ist das korrekte Üben dieser Fertigkeit wichtig. Wenn der Therapeut bei einem fehlerfreien Training einen Fehler bemerkt, würde er den Patienten unterbrechen und die Aufgabe von Anfang an neu beginnen, wobei er den Patienten durch die richtigen Schritte führt und diesen Prozess so lange fortsetzt, bis die Aufgabe ohne Anleitung fehlerfrei ausgeführt werden kann.(1)
Das Üben der Gesamtaufgabe bezieht sich auf das Üben der ganzen Aufgabe von Anfang bis Ende. (2) Dies funktioniert in der Regel gut bei kontinuierlichen Aufgaben (Gehen, Fahrradfahren).(1) Das Üben von Teilaufgaben ist möglich, wenn eine Aufgabe in einzelne Komponenten zerlegt und jeder Teil separat geübt werden kann (z. B. Tennis). Sobald der Lernende jedes Segment beherrscht, ist er in der Lage, sie zusammenzufügen, um die Gesamtaufgabe zu erfüllen.(2) Beim Üben von Teilaufgaben ist es sehr wichtig sicherzustellen, dass der Lernende zum Üben der Gesamtaufgabe zurückkehrt, da er so physische und kognitive Verbindungen herstellen kann, die zeigen, wo die Teilaufgabe in der Sequenz der Gesamtaufgabe einzuordnen ist.(1)
Fremdfeedback (oder extrinsisches Feedback, engl.: augmented feedback) wird häufig eingesetzt, um die Leistung beim Fertigkeitserwerb zu verbessern.(19) Fremdfeedback liegt vor, wenn Feedback (z. B. verbal) von einer externen Quelle (z. B. einem Therapeuten) zusätzlich zum intrinsischen Feedback des Lernenden (z. B. Propriozeption, Sehen, Berührung, Druck usw.) gegeben wird.(19)(20) Extrinsisches Feedback kann wie folgt kategorisiert werden:(20)
Zwar ist Lernen auch ohne Fremdfeedback möglich, doch hat sich gezeigt, dass die Beibehaltung einer Fertigkeit verbessert wird, wenn Feedback gegeben wird.(20) Je nach Situation können verschiedene Arten von Feedback von Vorteil sein. Feedback muss auf den Lernenden und die Lernphase zugeschnitten sein.(1) Befindet sich ein Lernender noch in einer frühen Phase des Fertigkeitserwerbs, kann das Feedback ganz anders ausfallen als in einer autonomen Phase. Ein Hauptziel des motorischen Lernens besteht darin, einem Patienten zu helfen, ein Stadium zu erreichen, in dem er nicht mehr auf Feedback angewiesen ist, um eine Aufgabe auszuführen – der Lernende hat sein eigenes Gespür für die richtige oder effektivste Art und Weise der Ausführung einer Aufgabe entwickelt. Er hat eine innere Vorstellung davon, wie eine Bewegung aussehen kann und sollte, und entwickelt im Idealfall mit der Zeit das Muskelgedächtnis, um die Aufgabe selbstständig auszuführen.(1)
Verbales Feedback ist in der Physiotherapie weit verbreitet. Verbales Feedback ist in der Physiotherapie weit verbreitet. Es kann Worte zur Verstärkung oder Anleitung, zur Mitteilung von Ergebnissen (KR, siehe oben) oder zur Mitteilung der Leistung (KP, d. h. über die Qualität der Bewegung) enthalten. Im Allgemeinen deuten Forschungsergebnisse darauf hin, dass Feedback nützlicher ist, wenn es gute Leistungen verstärkt, anstatt Fehler zu korrigieren.(1)
Taktiles Cueing oder taktiles Feedback bezieht sich auf den Einsatz der Hände des Therapeuten (d. h. Unterstützung einer Bewegung, Bereitstellung taktiler Cues für die Ausrichtung der Körperhaltung/Muskelaktivierung). Visuelles Feedback kann durch Gesten, Spiegel, Objekte oder Zeichen oder sogar in Virtual-Reality-Spielen gegeben werden.(1)
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Feedback zeitlich zu steuern. Gleichzeitiges (oder permanentes) Feedback bedeutet, dass das Feedback während der Aufgabe gegeben wird.(1)(21) Wenn ein Therapeut beispielsweise feststellt, dass ein Patient beim Gehen den Vorfuß nicht anhebt, kann der Therapeut einen Hinweis geben, um zu versuchen, dieses Muster zu korrigieren. Diese Art von Feedback hat sich als gut für den schnellen Erwerb einer Fertigkeit erwiesen. Gleichzeitiges Feedback ist jedoch möglicherweise nicht so gut für die Beibehaltung und das Lernen im Laufe der Zeit.(1)
Im Gegensatz zu gleichzeitigem Feedback haben sich terminales Feedback und Summary-Feedback als effektiver für das langfristige Lernen erwiesen. Es gibt begrenzte Evidenz dafür, dass terminales Feedback bei Übertragungstests (d. h. einem Test, bei dem der Teilnehmer eine neu erworbene Fertigkeit in einer neuen Situation anwenden muss) vorteilhafter sein kann als gleichzeitiges Feedback.(2)
Als terminales Feedback wird das Feedback bezeichnet, das am Ende jeder Wiederholung einer Handlung gegeben wird. Der Patient führt eine Aufgabe aus und erhält dann vom Therapeuten Feedback. Summary-Feedback wird gegeben, nachdem der Patient mehrere Wiederholungen einer Aufgabe ausgeführt hat. Somit erfolgt Summary-Feedback seltener als terminales Feedback.(1)
Es wird angenommen, dass diese Feedback-Methoden beim langfristigen Lernen helfen können, da sie es dem Lernenden ermöglichen, selbstständig darüber nachzudenken, wie gut er eine Aufgabe ausgeführt hat. Diese Reflexion kann dann zusammen mit dem Feedback des Lehrers/Therapeuten gefestigt werden. Während gleichzeitiges Feedback während der Therapiesitzungen nützlich sein kann, ist es daher wichtig, auch die Verwendung von Summary- und terminalem Feedback für die langfristige Beibehaltung in Betracht zu ziehen.(1)
Faded-Feedback wird definiert als Feedback, das im Laufe der Zeit immer seltener gegeben wird, wenn sich die Leistung ändert oder verbessert.(22) Diese Art von Feedback ist in der Regel besser für den Lernprozess als konstantes Feedback. So kann der Therapeut zunächst gleichzeitiges Feedback geben, aber wenn sich die Leistung verbessert, wird er weniger Feedback geben und sehen, ob der Patient die Leistung aufrechterhalten kann.(1)
Bandwidth-Feedback wird als Feedback definiert, das gegeben wird, wenn die Leistung eines Lernenden außerhalb eines bestimmten akzeptablen Fehlerbereichs liegt.(23) Je größer die Brandbreite („bandwidth“), desto mehr Fehler sind erlaubt. Mit der Zeit, wenn sich die Leistung verbessert und der Lernfortschritt evident ist, wird die Bandbreite reduziert und das Feedback spezifischer und fokussierter.(1) Diese Art von Feedback hat sich beim Erlernen einfacher motorischer Fertigkeiten beim physischen und beobachtenden Üben als vorteilhaft erwiesen.(23) In einem klinischen Kontext kann es für Patienten nützlich sein, die explizit aus ihren Fehlern lernen können, für Patienten mit Demenz ist es jedoch möglicherweise nicht so vorteilhaft, da es das Auftreten von Fehlern zulässt.(1)