Entwicklung einer Entropie-basierten Methode zur Aktivitätsbestimmung von Senioren im Alltag

Förderprogramm: Research Seed Capital (RiSC)

Drittmittelgeber: Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK) und Universität Stuttgart)

In der gerontologischen Forschung häufen sich die Hinweise, dass ein aktives Leben im Alter eine entscheidende – wenn nicht gar die entscheidende – Verhaltensweise ist, um möglichst lange bei altersgerecht guter Gesundheit autonom zu leben. Bisher existieren noch keine alltagstauglichen Systeme, die zuverlässig die Alltagsaktvität bei Menschen bestimmen können.

Das Ziel des Projektes ist die reliable und valide Erfassung der Reaktion des organismischen Systems alter Menschen auf niedrig-intensive Aktivitäten. Dies soll zu einem besseren Verständnis der Komplexität des Alterns beitragen. Um diese zentrale Frage zu beantworten, soll die thermodynamische Größe Entropie genutzt werden. Ein ähnlicher Ansatz wurde bislang nur von der AG um Prof. Dr. K. Aminian (Lausanne, Schweiz) verfolgt. Die Entropie – definiert mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik – ist als Zustandsgröße nur vom Anfangs- und Endzustand abhängig, nicht aber vom Prozessweg. Dies lässt diese Größe besonders interessant für die Bewertung körperlicher Aktivität werden. Die Entropie informiert über die Güte der sich im System ereignenden Prozesse. In einem Organismus, der Arbeit leistet – etwa in dem er körperlich aktiv ist und in dem Wärme übertragen wird – spiegelt die Entropie die Änderung von Größen und somit deren Gradienten wider. Ohne das aufwändige Laborverfahren bemüht werden, soll sie Einblicke über den Beanspruchungsgrad und die Funktionstüchtigkeit des Organismus geben. Aufgrund von Pilotstudien (Hochstein et al. 2015), gehe ich davon aus, dass die Entropieänderung eine verlässlichere Einschätzung der Wirkung von körperlicher Beanspruchung auf den Organismus erlaubt, als dies etwa bei der Kalkulation des Energieaufwands möglich ist.

Veröffentlichungen:

Hochstein, S., Rauschenberger, P., Weigand, B., Siebert, T., Schmitt, S., Schlicht, W., Marsik, F. (2016). Assessment of physical activity of the human body considering the thermodynamic system. Comput Methods Biomech Biomed Engin, 19(9), 923-933. [link]