Schlagmann 2.0 – Bewegungsakustische Dimensionen interpersonaler Koordination im Mannschaftssport

Coxswain 2.0 – movement–acoustic dimensions of interpersonal coordination in team sports

Zusammenfassung

Mannschaftssport erfordert neben der individuellen Bewegungskoordination auch die interpersonale Koordination der Bewegungen. Ein Beispiel ist das Rudern, bei dem die Technikkoordination und -synchronisation essenziell für die Erzeugung mannschaftlicher Synergieeffekte sind. In diesem Artikel wird ein Ansatz zur systematischen Untersuchung interpersonaler Koordinationsmechanismen vorgestellt, der zusätzliche Optionen zur unmittelbaren (sport-)praktischen Anwendung bietet. Ein zentrales Element ist die Methode der Bewegungssonifikation, mit der Bewegungsparameter im zeitlichen Verlauf akustisch abgebildet werden. Auf diese Weise können dynamische und kinematische Bewegungsinformationen selektiv vermittelt und ihre wahrnehmungs- und ausführungsseitigen Wirkungen verglichen werden.

In der vorliegenden Studie wurde die Wirkung sonifizierter kinematischer und dynamischer Bewegungsparameter auf Synchronisations- und Wahrnehmungsgenauigkeiten untersucht. Dazu ruderten Versuchspersonen auf einem Ruderergometer zu den Sonifikationen einer anderen Person und schätzten in einer separaten Aufgabe die Frequenzen gehörter Bewegungen der eigenen Person sowie der anderer Personen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Versuchspersonen ihre Ruderbewegungen in Abhängigkeit der dargebotenen Informationsart zeitlich variierten. Keine signifikanten Unterschiede ergaben sich hingegen bei der Schätzung der Bewegungsfrequenzen. Dennoch wurden eigene Bewegungsfrequenzen anders geschätzt als die Frequenzen anderer Personen. Dieser sogenannte Eigen/Fremd-Effekt wurde unter Berücksichtigung zweier Kovariaten signifikant: 1. der Leistung während der Synchronisationsaufgabe und 2. der Fähigkeit, eigene sonifizierte Bewegungen zu identifizieren. Diese Ergebnisse deuten auf eine unmittelbare Ansteuerung motorischer Repräsentationen durch das Hören von Bewegungssonifikationen hin und lassen Rückschlüsse zur Struktur der Repräsentationen zu. Perspektiven für die Sportpraxis ergeben sich in Form einer gezielten interpersonalen Abstimmung und Synchronisation der individuellen Bewegungstechniken mittels zeitsynchroner Übermittlung kinematischer und dynamischer Bewegungsinformationen anderer Teammitglieder.

Abstract

Team sport requires individual and interpersonal coordination of movements. In rowing, for example, the coordination and synchronization of movement techniques is essential to create synergy effects of joint team rowing. Here, we provide a new approach for the systematic investigation of the mechanisms behind interpersonal coupling and discuss its direct applicability to sport practice. The key element is movement sonification, which describes the transformation of movement features into sound features. Thus, dynamic and kinematic movement information can be selectively conveyed and their perception–action effects be compared. The present study compared the impact of kinematic and dynamic sonifications on movement synchronization and perceptual accuracy. In a first session, the participants rowed on an indoor rower to sonifications of another person. In a second session, they listened to sonifications of their own and to those of other persons and estimated rowing frequencies.

In the synchronization task, the participants temporally adjusted their rowing movements in relation to the type of information provided. In the perceptual task, differences between conditions were not significant. However, estimation of movement frequencies differed when listening to their own movements compared to listening to other movements. This own/other effect became significant after controlling (1). for the synchronization performance and (2). for the ability to identify their own techniques on the basis of the sonifications. These variables significantly covaried with the own/other effect.

The results suggest that the listening to movement sonifications directly addresses motor representations and permits conclusions about the structure of those representations. Perspectives for sport practice are given by increased synchronization and enhanced interpersonal coordination of individual movement techniques by means of a transmission of kinematic and dynamic movement information to all team members at the same time.

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Literatur

  1. Agliotti, S. M., Cesari, P., Romani, M., & Urgesi, C. (2008). Action anticipation and motor resonance in elite basketball players. Nature Neuroscience, 11, 1109–1116.

    Article  Google Scholar 

  2. Aschersleben, G. (2002). Temporal control of movements in sensorimotor synchronization. Brain and Cognition, 48, 66–79.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  3. Bangert, M., & Altenmüller, E. (2003). Mapping perception to action in piano practice: A longitudinal DC-EEG-study. BMC Neuroscience, 4, 26–36.

    Article  PubMed Central  Google Scholar 

  4. Beilock, S. L., & Hohmann, T. (2010). Embodied Cognition. Zeitschrift für Sportpsychologie, 17(4), 120–129.

    Article  Google Scholar 

  5. Bischoff, M., Zentgraf, K., Lorey, B., Pilgramm, S., Balser, N., Baumgartner, E., Hohmann, T., Stark, R., Vaitl, D., & Munzert, J. (2012). Motor familiarity: Brain activation when watching kinematic displays of one’s own movements. Neuropsycholgia, 50, 2085–2092.

    Article  Google Scholar 

  6. Blackmore, S. J., Wolpert, D., & Frith, C. (2000). Why can’t you tickle yourself? NeuroReport, 11, 11–16.

    Article  Google Scholar 

  7. Cesari, P., Camponogara, I., Papetti, S., Rocchesso, D., & Fontana, F. (2014). Might as well jump: sound affects muscle activation in skateboarding. PLoS One, 9(3), e90156.

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  8. Chen, L., & Vroomen, J. (2013). Intersensory binding across space and time: a tutorial review. Attention, Perception, & Psychophysics, 75(5), 790–811.

    Article  Google Scholar 

  9. Demos, A. P., Chaffin, R., Begosh, K. T., Daniels, J. R., & Marsh, K. L. (2012). Rocking to the beat: effects of music and partner’s movements on spontaneous interpersonal coordination. Journal of Experimental Psychology: General, 141(1), 49–53.

    Article  Google Scholar 

  10. Dubus, G., & Bresin, R. (2013). A systematic review of mapping strategies for the sonification of physical quantities. PLoS ONE, 8(12), e82491.

    Article  PubMed Central  Google Scholar 

  11. Dubus, G., & Bresin, R. (2014). Exploration and evaluation of a system for interactive sonification of elite rowing. Sports Engineering, 18, 29–41.

    Article  Google Scholar 

  12. D’Ausilio, Novembre, G., Fadiga, L., & Keller, P. E. (2014). What can music tell us about social interaction? Trends in Cognitive Sciences, 19(3), 111–114.

    Article  Google Scholar 

  13. Effenberg, A. O. (1996). Sonification – Ein akustisches Informationskonzept zur menschlichen Bewegung. Schorndorf: Hofmann.

    Google Scholar 

  14. Effenberg, A. O. (2005). Movement sonification: effects on perception and action. IEEE Multimedia, 12(2), 53–59.

    Article  Google Scholar 

  15. Effenberg, A. O., Fehse, U. & Weber, A. (2011). Movement sonification: Audiovisual benefits on motor learning. BIO Web of Conferences, 1, 1–5. doi:10.1051/bioconf/20110100022

  16. Effenberg, A. O., Fehse, U., Schmitz, G., Krueger, B., & Mechling, H. (2016). Movement sonification: effects on motor learning beyond rhythmic adjustments. Frontiers in Neuroscience, 10, 219. doi:10.3389/fnins.2016.00219.

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  17. Hanson, J. V., Heron, J., & Whitaker, D. (2008). Recalibration of perceived time across sensory modalities. Experimental Brain Research, 185, 347–352.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  18. Hermann, T., Hunt, A., & Neuhoff, J. (2011). The sonification handbook. Berlin: Logos.

    Google Scholar 

  19. Heuer, H. (1988). Motorikforschung zwischen Elfenbeinturm und Sportplatz. In R. Daugs (Hrsg.), Neuere Aspekte der Motorikforschung. Aktuelle Motorikforschung in der Sportwissenschaft (S. 52–69). Bielefeld: Deutsche Vereinigung für Sportwissenschaft.

    Google Scholar 

  20. Keller, P. E., Knoblich, G., & Repp, B. H. (2007). Pianist duet better when they play with themselves: on the possible role of action simulation in synchronization. Consciousness and Cognition, 16, 102–111.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  21. Knoblich, G., & Flach, R. (2001). Predicting action effects: Interactions between perception and action. Psychological Science, 12, 467–472.

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  22. Knoblich, G., Seigerschmidt, E., Flach, R., & Prinz, W. (2002). Authorship effects in the prediction of handwriting strokes: evidence for action simulation during action perception. The Quaterly Journal of Experimental Psychology, 55(A), 1027–1046.

    Google Scholar 

  23. Loras, H., Sigmundsson, H., Talcott, J. B., Öhberg, F., & Stensdotter, A. K. (2012). Timing continuous or discontinuous movements across effectors specified by different pacing modalities and intervals. Experimental Brain Research, 220, 335–347.

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  24. Loula, F., Prasad, S., Harber, K., & Shiffrar, M. (2005). Recognizing people from their movement. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 31, 210–220.

    PubMed  Google Scholar 

  25. Macuga, K. L., & Frey, S. H. (2011). Selective responses in right inferior frontal and supramarginal gyri differentiate between observed movements of oneself vs. another. Neuropsychologia, 49, 1202–1207.

    Article  PubMed Central  Google Scholar 

  26. Maes, P.-J., Leman, M., Palmer, C., & Wanderley, M. (2014). Action-based effects on music perception. Frontiers in Psychology, 4, 1008.

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  27. McIntosh, G. C., Brown, S. H., Rice, R. R., & Thaut, M. H. (1997). Rhythmic auditory-motor facilitation of gait patterns in patients with Parkinson’s disease. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, 62(1), 22–26.

    CAS  Article  Google Scholar 

  28. Miles, L. K., Nind, L. K., & Macrae, C. N. (2010). Moving memories; Behavioral synchrony and memory for self and others. Journal of Experimental Social Psychology, 46, 457–460.

    Article  Google Scholar 

  29. Paladino, M.-P., Marrurega, M., Pavani, F., & Schubert, T. W. (2010). Synchronous multisensory stimulation blurs self-other boundaries. Psychological Science, 21(9), 1202–1207.

    Article  Google Scholar 

  30. Pecenka, N., & Keller, P. (2011). The role of temporal prediction abilities in interpersonal sensorimotor synchronization. Experimental Brain Research, 3, 505–515.

    Article  Google Scholar 

  31. Pizzera, A., & Hohmann, T. (2015). Acoustic information during motor control and action perception: a review. The Open Psychology Journal, 8(1), 183–191.

    Article  Google Scholar 

  32. Repp, B. H. (2005). Sensorimotor synchronization: a review of the tapping literature. Psychonomic Bulletin & Review, 12, 969–992.

    Article  Google Scholar 

  33. Repp, B. H., & Knoblich, G. (2004). Perceiving action identity: how pianists recognize their own performance. Psychological Science, 15(9), 604–609.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  34. Repp, B. H., & Su, Y.-H. (2013). Sensorimotor synchronization: A review of recent research (2006–2012). Psychonomic Bulletin & Review, 20, 403–452.

    Article  Google Scholar 

  35. Richardson, M. J., Marsh, K. L., Isenhower, R. W., Goodman, J. R., & Schmidt, R. C. (2007). Rocking together: dynamics of unintentional interpersonal coordination. Human Movement Science, 26(6), 867–891.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  36. Rodger, M. W. M., & Craig, C. M. (2011). Timing movements to interval durations specified by discrete or continuous sounds. Experimental Brain Research, 214, 393–402.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  37. Schaffert, N. (2011). Sonifikation des Bootsbeschleunigungs-Zeit-Verlaufs als akustisches Feedback im Rennrudern. Berlin: Logos.

    Google Scholar 

  38. Schaffert, N., Mattes, K., & Effenberg, A. O. (2011). An investigation of online acoustic information for elite rowers in on-water training conditions. Journal of Human Sport and Exercise, 6(2), 392–405.

    Article  Google Scholar 

  39. Scheef, L., Boecker, H., Daamen, M., Fehse, U., Landsberg, M. W., Granath, D. O., Mechling, H., & Effenberg, A. O. (2009). Multimodal audio-visual motion processing in area V5/MT: Evidence from an artificial class of audio-visual events. Brain Research, 1252, 94–104.

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  40. Schmitz, G., & Effenberg, A. O. (2012). Perceptual effects of auditory information about own and other movements. In Proceedings of the 18th Annual Conference on Auditory Display, Book of Abstracts (S. 89–94). Atlanta, USA: The International Community for Auditory Display.

    Google Scholar 

  41. Schmitz, G., Mohammadi, B., Hammer, A., Heldmann, M., Samii, A., Münte, T. F., & Effenberg, A. O. (2013). Observation of sonified movements engages a basal ganglia frontocortical network. BMC Neuroscience, 14, 32. doi:10.1186/1471-2202-14-32.

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  42. Schmitz, G., & Effenberg, A. O. (im Druck). Sound Joined Actions in Rowing and Swimming. In: C. Meyer, & U. v. Wedelstaedt: Moving Bodies in Interaction – Interacting Bodies in Motion. John Benjamins Publishing Company: Amsterdam.

  43. Sebanz, N., & Knoblich, G. (2009). Prediction in joint action: what, when, and where. Topics in Cognitive Science, 1(2), 353–367.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  44. Shadmehr, R., Smith, M. A., & Krakauer, J. W. (2010). Error correction, sensory prediction and adaptation in motor control. Annual Review of Neuroscience, 33, 89–108.

    CAS  Article  PubMed  Google Scholar 

  45. Sigrist, R., Rauter, G., Riener, R., & Wolf, P. (2013). Augmented visual, auditory, haptic, and multimodal feedback in motor learning: a review. Psychonomic Bulletin & Review, 20, 21–53.

    Article  Google Scholar 

  46. Sigrist, R., Rauter, G., Marchal-Crespo, L., Riener, R., & Wolf, P. (2015). Sonification and haptic feedback in addition to visual feedback enhances complex motor task learning. Experimental Brain Research, 233, 909–925.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  47. Stanislav, H., & Todorov, N. (1999). Calculation of signal detection theory measures. Behavior, Research Methods, Instruments, & Computers, 31(1), 137–149.

    Article  Google Scholar 

  48. Varlet, M., Marin, L., Issartel, J., Schmidt, R. C., & Bardy, B. G. (2012). Continuity of visual and auditory rhythms influences sensorimotor coordination. PloS One, 7(9), e44082.

    CAS  Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  49. Varni, G., Dubus, G., Oksanen, S., Volpe, G., Fabiani, M., Bresin, R., Kleimola, J., Välimaki, V., & Camurri, A. (2012). Interactive sonification of synchronization of motoric behavior in social active listening to music with mobile devices. Journal of Multimodal User Interfaces, 5(3), 157–173.

    Article  Google Scholar 

  50. Vinken, P. M., Kröger, D., Fehse, U., Schmitz, G., Brock, H., & Effenberg, A. O. (2013). Auditory coding of human movement kinematics. Multisensory Research, 26(6), 533–552.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  51. Zentgraf, K., & Munzert, J. (2014). Kognitives Training im Sport. Göttingen: Hogrefe.

    Google Scholar 

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Danksagung

Die Autoren bedanken sich bei der Leibniz Universität Hannover für die Forschungsförderung im Rahmen des Projekts „Kognition in Bewegung“ (60460288).

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Correspondence to Gerd Schmitz.

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Interessenkonflikt

G. Schmitz und A.O. Effenberg geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Die Autoren versichern, gemäß der Regeln zur guten wissenschaftlichen Praxis der DFG, den „Berufsethischen Grundsätzen“ und einschlägigen Positionspapieren des Ethik-Rats der dvs sowie der Helsinki Deklaration von 2001 gehandelt zu haben. Die durchgeführten Studien wurden vorab durch die Zentrale Ethikkommission der Leibniz Universität Hannover genehmigt. Alle Versuchspersonen gaben schriftlich ihr Einverständnis zur Teilnahme an der Studie und zur anonymisierten Verwendung ihrer Daten.

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Schmitz, G., Effenberg, A.O. Schlagmann 2.0 – Bewegungsakustische Dimensionen interpersonaler Koordination im Mannschaftssport. Ger J Exerc Sport Res 47, 232–245 (2017). https://doi.org/10.1007/s12662-017-0442-7

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Schlüsselwörter

  • Interpersonale Koordination
  • Synchronisation
  • Sonifikation
  • Interne Modellierung
  • Embodiment

Keywords

  • Interpersonal coordination
  • Synchronisation
  • Sonification
  • Internal modelling
  • Embodiment