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L’apprendimento motorio. Gli effetti dell’Action Observation Therapy e dell’Immagine Motoria nel Cervello

L’apprendimento motorio. Gli effetti dell’Action Observation Therapy e dell’Immagine Motoria nel Cervello

L’osservazione delle azioni e dei movimenti.

Quante volte ci è capitato di osservare ed imitare determinate azioni o determinate sequenze motorie di persone esperte in una determinata attività sportiva, lavorativa o quotidiana?

Gran parte dell’apprendimento motorio avviene attraverso la semplice osservazione ed interiorizzazione mentale del movimento.

Alcuni studi dimostrano che l’apprendimento tramite l’osservazione migliora la performance motoria. Ad esempio, l’osservazione dell’azione senza l’allenamento fisico può favorire il miglioramento di nuovi movimenti complessi del corpo.

Rohbanfard and Proteau (2011) constatarono che gli effetti dell’apprendimento tramite l’osservazione di movimenti sequenziali eseguiti da persone esperte (che avevano eseguito per 3000 volte per 15 giorni il movimento) era nettamente superiore rispetto all’apprendimento attraverso la visione dei movimenti di persone principianti. La combinazione della visione di entrambi (esperti + principianti) tuttavia si è rivelata più efficiente rispetto alla sola osservazione dell’azione degli esperti.

Gli stessi autori hanno concluso che la migliore modalità di apprendimento consiste nell’osservare anche gli errori dei movimenti effettuati dai principianti.

Le aree cerebrali attivate durante l’osservazione comprendono la corteccia premotoria ventrale e dorsale, il lobo parietale inferiore, il lobo parietale superiore, il solco temporale superiore e la corteccia prefrontale dorso-laterale.

L’Immagine Motoria.

Anche l’allenamento tramite Immagine Motoria migliora le abilità motorie.

L’allenamento con Immagine Motoria migliora la forza muscolare, senza aumento dell’ipertrofia. Il miglioramento è stato rilevato anche negli atleti professionisti che, rispetto a quelli amatoriali, utilizzano l’Immagine Motoria frequentemente.
La combinazione dell’immagine motoria con l’allenamento fisico ha prodotto migliori risultati rispetto al solo allenamento.
L’abilità di utilizzare l’immagine motoria varia tra individui diversi, è possibile valutarla attraverso l’utilizzo di vari strumenti di valutazione che permettono di comprendere quanto l’individuo abbia coscienza del proprio corpo e padronanza del movimento da immaginare.
Alcuni studi scientifici dimostrano che la qualità dell’immagine motoria può migliorare con l’utilizzo di segnali sensoriali, propriocettivi (posturali), tattili e input visivi.

Durante la sola immagine motoria vengono attivate le stesse aree cerebrali che vengono attivate durante l’esecuzione del movimento. Le aree cerebrali sono le seguenti:

  • l’area motoria supplementare (SMA)
  • l’area premotoria (PM)
  • la corteccia motoria primaria
  • il lobo parietale inferiore
  • il lobo parietale superiore
  • i gangli della base
  • il cervelletto

L’attività cerebrale correlata alla complessità delle richieste esecutive (Task)

Attivazione cerebrale sull’esecuzione di un movimento.

In alcuni studi sono stati presi come esempio alcuni movimenti effettuati sulla mano.
L’area motoria supplementare (SMA) e la corteccia premotoria (PM) sono attivate maggiormente durante i movimenti complessi della mano rispetto ai semplici movimenti.
A ciò la SMA, la PM, l’area parietale superiore, il talamo e il cervelletto sono attivate in misura maggiore durante una complessa coordinazione spazio-temporale degli arti rispetto ad una semplice coordinazione. Questi risultati dimostrano che l’attività delle regioni motorie aumenta in modo proporzionale all’aumento della difficolta delle richieste motorie (Task).

Attivazione cerebrale attraverso l’osservazione di azioni (Action Observation)

La corteccia intraparietale anteriore mostra un alto livello di attivazione durante l’osservazione di movimenti complessi di manipolazione di oggetti (afferrare una chiave, inserirla in una serratura ed aprirla) rispetto ai movimenti semplici (afferrare un oggetto).

L’attività nella corteccia intraparietale anteriore è importante per comprendere la natura di una particolare azione. Il potenziamento dell’attività in quest’area è probabilmente associato allo sviluppo di una comprensione di azioni complesse.
L’attività cerebrale durante l’osservazione di azioni di movimenti complessi del corpo dipende dalle abilità individuali degli osservatori. Ad esempio, in uno studio si è visto che i giocatori principianti di Basketball osserverebbero e presterebbero maggiore attenzione agli schemi di sequenza motoria utilizzate da altri giocatori più esperti nell’esecuzione di un tiro a canestro, mentre i giocatori professionisti preferiscono utilizzare il proprio sistema motorio interno per individuare gli eventuali errori commessi.

Il meccanismo neuronale per l’individuazione degli errori quindi differisce prima e dopo l’acquisizione di una competenza motoria complessa.

 Attivazione cerebrale durante l’Immagine Motoria.

In uno studio si è visto che la corteccia premotoria (PM), la corteccia parietale posteriore e il cervelletto sono maggiormente attivati durante l’immagine motoria di tocchi sequenziali di dita (dita-pollice) rispetto ad una semplice compressione delle dita.

La complessità del compito sull’attività cerebrale è quasi simile sia per l’immagine motoria sia nell’esecuzione, infatti in entrambi i casi l’attività cerebrale aumenta in base alla difficoltà.
Tuttavia nell’immagine motoria di un movimento assai complesso (quasi impossibile da effettuare per i partecipanti dello studio) interviene la corteccia visiva primaria (V1). La corteccia visiva primaria infatti viene attivata durante l’osservazione di compiti complessi e rappresenta il primo step per la creazione di una immagine visiva per sopperire alla mancanza di un’abilità motoria particolare estremamente difficile. In uno studio si è constatato che l’action observation nelle prime fasi dell’apprendimento motorio è più efficace della sola immagine motoria.

Il cambiamento dell’attività in associazione con l’apprendimento motorio

Esecuzione del movimento

Il cervello umano adulto può essere “riorganizzato” con l’apprendimento motorio.
L’attività cerebrale aumenta o diminuisce in base alle fasi di apprendimento; i processi di riorganizzazione possono essere divisi in una fase veloce e una lenta.
Nella fase veloce l’apprendimento iniziale migliora rapidamente.
In questa fase si ha una diminuzione dell’attività cerebrale nell’area prefrontale, parietale, nelle regioni associative e nella corteccia motoria. Questa diminuzione è dovuta al minor impiego di energie e di contrazioni muscolari man mano che il movimento diviene più efficiente.
Nella fase lenta vi è invece un aumento costante dell’attività delle regioni sensomotorie, nell’area motoria supplementare e nello striato dorsolaterale. Un aumento dell’attività sensitivo e motoria è dovuta all’espansione delle mappe corticali che rappresentano le parti del corpo.
Durante l’apprendimento lento, i cambiamenti dell’efficienza del gesto si verificano simultaneamente con l’espansione della rappresentazione.
È stato riscontrato che più si diventa esperti in un determinato movimento, meno unità motorie vengono reclutate. Si ha dunque un minor reclutamento muscolare e un minor dispendio energetico.

L’action observation

L’attività cerebrale diminuisce durante la fase rapida dell’apprendimento, mentre aumenta durante la fase lenta. Tutto ciò accade perché nella fase lenta, come già scritto precedentemente, vi è un coinvolgimento delle aree sensitive e motorie. L’osservazione dell’azione da apprendere nella fase lenta permette ad un individuo di migliorare la sua performance motoria in modo da interiorizzare e comprendere a pieno il movimento.

In uno studio è stato effettuato un esperimento con l’obiettivo di esaminare il cambiamento dell’attività cerebrale dell’action observation durante l’acquisizione di un movimento alla sbarra tipico dei ginnasti.

I partecipanti erano privi di esperienza e si sono allenati per 2 mesi per apprendere completamente il movimento alla sbarra (“Kip”).

Prima delle sessioni di allenamento, la sola osservazione del movimento attivava soltanto la corteccia visiva bilaterale (V5).

Dopo l’acquisizione del movimento le aree cerebrali coinvolte comprendevano non solo la corteccia visiva (V5), ma anche la corteccia premotoria di destra e l’area motoria supplementare.

Questo conferma che l’acquisizione di un movimento complesso da parte di un principiante conduce ad un notevole incremento dell’attività cerebrale durante l’osservazione del movimento appreso.

Prima dell’allenamento la parte della corteccia attivata durante l’osservazione del movimento comprendeva l’area V5 bilateralmente.
Dopo 2 mesi di allenamento oltre l’area V5 veniva attivata la corteccia premotoria di destra e l’area motoria supplementare.

In altri esperimenti si è visto che la maggior attivazione cerebrale avviene quando l’osservatore conosce il movimento da eseguire.

Uno schema che raffigura i cambiamenti dell’attività cerebrale con l’apprendimento motorio (lento e veloce).
La parte sinistra indica l’attività cerebrale durante la sola esecuzione del movimento.
La parte di destra indica l’attività cerebrale durante l’osservazione delle azioni e durante l’immagine motoria.

L’Immagine Motoria

L’attività cerebrale con l’ immagine motoria diminuisce durante la fase veloce dell’apprendimento ed è molto simile a ciò che succede con l’esecuzione diretta e l’osservazione del movimento. In molti studi si è constatato tuttavia che l’immagine motoria di un movimento ben appreso aumenta l’attivazione cerebrale.
L’efficacia dell’immagine motoria dunque migliora con l’esperienza dell’individuo e si perfeziona nel corso degli anni di pratica.

Bibliografia

Mizuguchi N, Kanosue K. Changes in brain activity during action observation and motor imagery: Their relationship with motor learning.