Nicoletti Cap. 6 Controllo Motorio a Circuito Chiuso Lezioni 5-6 Nicoletti Cap. 6 Controllo Motorio a Circuito Chiuso

Che cosa si intende per controllo motorio? La fluida e corretta temporizzazione dell’attivazione di sinergie percettivo-muscolari sequenza di attivazioni (intensita’ frequenza) ruolo attivazione inibizione muscoli agonisti antagonisti  sinergie percettivo-muscolari

Controllo periferico o centrale? Modello a circuito chiuso controllo basato prevalentemente da fattori periferici Modello a circuito aperto controllo centrale che non necessita prioritariamente delle informazioni che provengono dalla periferia

Su che cosa si basano: Teoria del controllo periferico si basa sulle info che dalla periferia vengono inviate al centro e aggiornano il sistema sull’andamento della esecuzione del movimento ( Mott & Sherrington 1895) feedback propriocettivo Teoria del controllo centrale sostiene che il feedback periferico e’ poco influente e comunque non deve specificare tutte le info necessarie all’esecuzione del movimento Lashley (1917) e von Holz (1915), oscillatori

Controllo a circuito chiuso Feedback= nutrimento di ritorno e’ in grado di rilevare gli errori a livello distale e di mandare il messaggio a livello centrale per le eventuali correzioni Il circuito quindi consta di alcuni passaggi: comando centrale --> rilevazione dell’errore alla periferia -->feedback di trasporto dell’informazione aggiustamento a livello centrale --> nuovo comando centrale… da qui il circuito chiuso

Esempi di CC Artificiale: sistema di riscaldamento parte che definisce lo scopo (temperatura desiderata) che da inizio all’esecuzione parte che e’ in grado di rilevare la temperatura esterna (la temperatura attuale) parte che confronta la temperatura desiderata con quella attuale (la differenza fra le due definisce l’errore) parte che corregge l’errore ed esegue il comando di aggiustamento (parte esecutiva)

…continua Quando fra le due temperature non ci sara’ nessuna differenza (errore 0), la parte esecutiva mandera’ il segnale di spegnere (interrompere la prestazione) le funzioni principali: sensori per la parte periferica parte centrale per il confronto parte esecutiva per la correzione Questo e’ un circuito chiuso

Esempi CC Biologico: il movimento umano Comando centrale dal cervello ai muscoli recettori distali (Fusi, Golgi) definisce lo stato del movimento ad un t1 elaboratore centrale confronta lo stato attuale con lo stato desiderato nuovo comando centrale Recettori: propriocettori esterocettori

Funzione dei recettori Ci danno la consapevolezza della: posizione delle parti del corpo rispetto ad uno spazio esterno posizione delle parti del corpo rispetto a se’ stesse posizione del nostro corpo rispetto agli altri (esempio della mangusta)

Esempi di recettori in azione… “ingannati” Propriocettori: Vibrazioni su organi muscolari e tendinei posizione nello spazio viene sfalsato Esterocettori: Treno che parte vicino a noi la vista ha un ruolo predominante

Lato debole del CC Sensori hanno un problema di latenze che sono dipendenti dalla soglia fisiologica queste latenze a volte sono troppo lunghe circuito visivo per molti movimenti dove la correzione veloce e’ indispensabile il CC non funziona esempio automobile ma… Fuchs 1969, latenza stiramento muscolo e risposta cervelletto solo 4 ms

CC e postura Recettori coinvolti (feedback): strutture orecchio interno (impulsi galvanici) sensibili alla deviazione del corpo rispetto all’asse verticale e oscillazioni della testa propriocettori situati nei muscoli e tendini sensibili all’allungamento (variazioni degli angoli di apertura delle articolazioni) posizione degli oggetti nello spazio e posizione del corpo rispetto ad essi Quale di questi e’ dominante? Parete mobile (Lee 1980) vedi anche bambini

Feedback volontari o non? Quali di questi feedback sono volontari e quali non? Feedback cinestesici propriocettivi: Dewhurst 1967, mantenimento della postura del braccio e aggiunta di un peso: prima attivazione muscolare dopo 30 ms controllo della vista 150 ms Feldman esperimento sulla rana spinalizzata Ipotesi del punto di equilibrio Collins De Luca loop chiuso e aperto

… continua Feedback esterocettivi Il gattino ed il burrone I neonati e le aperture La parete mobile di Lee La prensione di oggetti Movimenti molto complessi sono risolvibili a livello della spina dorsale Esistono pattern di movimenti gia’ strutturati che non hanno bisogno di un aggiustamento continuo Conscenza a-priori delle dimensioni esterne che definiscono a-priori una azione

Controllo a CC debolezze I movimenti possono essere molto veloci : non c’e’ il tempo per controllarli centralmente movimenti anche molto complessi sono controllati a livello del rachide I movimenti sono soggetti a vincoli fisici: schemi di movimento predefiniti I movimenti non possono essere controllati da un CC istante per istante troppo complicato! Animali e neonati mostrano gia’ movimenti “appresi” complessi

CC ed apprendimento motorio Feedback generale come la conoscenza del risultato KR Viene testato l’apprendimento motorio a partire da cio’ che possiamo sapere della nostra performance Viene quindi testato il Controllo a CC anche su feedback molto generali

Quanta KR e’ necessaria? Definire la quantita’ di informazione che deve essere processata Piu’ scelte devono essere fatte piu’ aumenta il tempo di reazione del movimento Movimenti piu’ complessi piu’ KR? Definire l’effetto della somministrazione della KR quando l’apprendimento riguarda un movimento nuovo quando riguarda un movimento gia’ imparato (Newell, 1985)

Feedback: KR KR esperimento Trowbridge Cason (1932) KR (Newell, 1974) KR : casuale, assente, qualitativo quantitativo KR (Newell, 1974) importante all’inizio dell’apprendimento rilasciata con una certa quantita’ effetti di ritenzione (memoria)

KR: dove è utile e dove no? KR deve essere relativo al compito motorio KR deve essere preciso KR se non e’ rilevante e’ negativo KR deve essere applicato con una certa quantita’

Problemi della KR La KR funziona prevalentemente per movimenti molto semplici (1DoF, puntamento e/o raggiungimento di un bersaglio) Aumentando la KR dopo un certo livello di apprendimento non aumenta la performance (vedi Schmidt, 1989).

Apprendimenti motori e condizioni di pratica diversificata Eseguire l stesso movimento ma in condizioni di pratica diverse migliora l’apprendimento ed il suo mantenimento (Shea, Morgan 1979), presa di una palla da baseball in due condizioni: 1 ostacolo, molti ostacoli

Lancio di pesi (Carson & Wiegan, 1979) Definiscono la modalita’ diversificata di apprendimenti motorii Bambini 2 gruppi Gruppo A: lancio di un peso Gruppo B: lancio di diversi pesi Performance: lancio di un peso nuovo: migliore gruppo B

Perche’ una pratica piu’ variegata funziona meglio? Se la KR come conoscenza dichiarata non funziona (declarative knowledge) KP come conoscenza di procedura (procedural knowledge) funziona meglio differenza fra sapere che cosa e sapere come

KR e KP Wrisberg & Schmith (1975) KP conoscenza procedurale apprendimento motorio in assenza di KR: ritrovare la posizione di un arto nello spazio qui avviene una conoscenza del risultato a livello propriocettivo KP conoscenza procedurale Newell et al. (1983)

KP: Conoscenza Procedurale L’informazione, per movimenti a molti gradi di libertà, deve essere specifica sulla modalita’ di esecuzione del compito motorio Lancio della palla (Kernodle, Carlton,1992): 4 tipi di informazione: KR, KP, KP+A, KP+E

Esperimento 48 soggetti (10-40 anni) Lancio di una palla (30g) il + distante possibile lungo una linea, mano non dominante Videocamera 4 sett. 12 sess. 12 prove (tot 600) KR  Distanza misura KP Videotape del movimento KP+A Focalizzare dove (video) KP+E Cosa cambiare (video)

KP+A, KP+E KP+A “focalizza”: KP+E “cambia”: Diverse Posture, Diverse parti dell’arto superiore Diverse fasi del movimento KP+E “cambia”: Diversi allineamenti corporei, rotazioni, posizione iniziale, ritarda e/o anticipa parti del movimento

Risultati Migliori KP+A (focalizzare) KP+E (cosa correggere)

KP: Simulatore per lo sci Cinque condizioni: veloce, lento, preferito, incrementato, controllo Tre Variabili osservate Ampiezza, frequenza, armonia Risultati in ordine di performance: Frequenza preferita Controllo Frequenza incrementata Alta frequenza Bassa frequenza

Apprendimento L’apprendimento per “scoperta autonoma” (Controllo) risulta essere migliore di almeno tre tipi di KP Il tempo preferito è il migliore in assoluto il che ci porta a tener conto dei “vincoli” dati dai parametri corporei Si apre l’ipotesi della costruzione dei movimenti appresi come ricerca individuale per l’apprendimento motorio fra vincoli e gradi di liberta’

Apprendimento per scoperta autonoma, nuovo paradigma? Infanti: ricerca ricorrente del pattern motorio efficace (l’azione di calciare, Thelen, 1992) Il movimento si auto-organizza Il compito motorio legato alla percezione del risultato e non solo la conoscenza del risultato La frequenza “preferita” e l’ampiezza del movimento legati alle dimensioni corporee