MECCANISMI FISIOLOGICI PER L’ALLENAMENTO DELLA RAPIDITA’ Giuliano Fontani Dipartimento di Fisiologia Università di Siena

LA RAPIDITA’ è una proprietà generale del sistema nervoso centrale, che si manifesta nella reazione motoria (V.M. Zaciorskij), in particolare: - Nel tempo di reazione motoria ad un segnale Nel raggiungimento del minor tempo di attivazione di movimenti semplici e complessi (aciclici) Nel raggiungimento della massima accelerazione di successioni di movimenti dello stesso tipo (ciclici) e nella massima frequenza di essi LA VELOCITA’ E’ una proprietà prevalente dei muscoli che riguarda il movimento completo, si manifesta nel tempo che essi impiegano a contrarsi (durata del movimento una volta iniziato) e riguarda lo spostamento del corpo nello spazio

TIPI DI RAPIDITA’ REATTIVITA’ (rapidità di reazione) REAZIONE SEMPLICE Reazione ad un segnale (acustico/visivo) con un programma di movimento già automatizzato REAZIONE COMPLESSA Atto motorio che segue uno stimolo che richiede scelta di risposte diverse (tra cui anche la scelta di non rispondere) RAPIDITA’ DI AZIONE (movimenti complessi) Riguarda il minor tempo di attivazione delle componenti muscolari impegnate in sequenza in un movimento complesso RAPIDITA’ DEI MOVIMENTI CICLICI Capacità di raggiungere alte frequenze di movimento nel minor tempo possibile (accelerazione e aumento della frequenza di movimento, cioè riduzione degli intervalli tra un ciclo e l’altro)

TIPI DI VELOCITA’ VELOCITA’ DI CONTRAZIONE Tempo che intercorre tra l’attivazione di un muscolo e il completamento del movimento da questo realizzato VELOCITA’ DI AZIONE Riguarda la durata di un movimento complesso che richiede l’intervento di più gruppi muscolari e quindi lo spostamento del corpo nello spazio secondo una o più direzioni VELOCITA’ DEI MOVIMENTI CICLICI Capacità di effettuare un’azione ciclica completa nel minor tempo possibile spostando il corpo o un attrezzo nello spazio Fattore condizionante: Qualità e quantità delle fibre muscolari

STIMOLO analisi dell’informazione IL MOVIMENTO SEMPLICE STIMOLO analisi dell’informazione (vie e centri sensitivi-corteccia associativa) richiamo dello schema motorio (corteccia associativa – aree frontali) passaggio in esecuzione dello schema motorio (dalle aree associative alla corteccia motoria specifica) esecuzione (corteccia motoria specifica-vie motorie- motoneuroni spinali) inizio attivazione muscolare (EMG) contrazione muscolare spostamento (nello spazio) completamento del movimento (raggiungimento del bersaglio) RAPIDITA’ (reattività) VELOCITA’ di movimento

(più movimenti semplici collegati tra loro in sequenza= azione) I MOVIMENTI COMPLESSI (più movimenti semplici collegati tra loro in sequenza= azione) STIMOLO Movimento 1 (attivazione x gruppi muscolari) tempo di collegamento (elaborazione centrale) Movimento 2 (attivazione y gruppi muscolari) Movimento 3 (attivazione z gruppi muscolari) tempo di effettuazione movimenti 1-2-3 completamento dell’azione RAPIDITA’ di azione VELOCITA’ di azione

LA RAPIDITA’ è allenabile ? RAPIDITA’ E ALLENAMENTO LA RAPIDITA’ è allenabile ? per il fatto che si tratta di una capacità condizionale dipendente in larga misura da fattori genetici, si ritiene che la rapidità intesa come reattività e la frequenza dei movimenti siano molto difficili da allenare Comunque, può essere possibile allenare la rapidità in modo indiretto intervenendo sui fattori che la influenzano Scopo dell'allenamento della rapidità sarà quello di rendere l'atleta capace di: -reagire nel più breve tempo possibile ad un segnale -raggiungere i valori massimi nell'accelerazione e nella frequenza dei movimenti -mantenere livelli elevati di questi parametri contro fatica (resistenza alla rapidità) Fase sensibile 6-13 anni

FATTORI CHE INFLUENZANO LA RAPIDITA’ LIVELLO DI VIGILANZA ATTENZIONE – CONCENTRAZIONE CAPACITA’ E TEMPO DI ELABORAZIONE MENTALE CAPACITA’ DI ANTICIPAZIONE CAPACITA’ DI CONTROLLO MOTORIO ESPERIENZA AUTOMATISMI Questi fattori che implicano attività complesse del sistema nervoso centrale sono misurabili ? sono modificabili ? si possono mettere in evidenza loro modificazioni imputabili all’allenamento ?

IL LIVELLO DI VIGILANZA Il livello di vigilanza o arousal rappresenta il grado di relazione che l’individuo è capace di stabilire con l’ambiente che lo circonda. Regolato dagli effetti eccitatori o inibitori della formazione reticolare sulla corteccia cerebrale, il livello di vigilanza è massimo nella veglia attenta e minimo nel sonno. Il livello di vigilanza è in grado di influenzare la prestazione.

L’ATTENZIONE Rappresenta la capacità del soggetto di selezionare alcuni tra gli stimoli sensoriali che lo raggiungono e di indirizzare i propri sensi verso quegli stimoli che risultano particolarmente importanti in quel momento. A seconda della quantità di stimoli che devono essere selezionati e delle necessità del momento, si può distinguere un’attenzione diffusa (molti stimoli presi in considerazione) e un’attenzione selettiva (pochi stimoli presi in considerazione) I processi attentivi acquistano un’importanza crescente nel condizionare la prestazione e il risultato. Attraverso l’allenamento le capacità attentive di un soggetto si consolidano portando all’instaurarsi di un vero e proprio STILE ATTENTIVO

TEMPI DI REAZIONE E MODALITA’ DI ANALISI DEL SEGNALE I tempi di questi passaggi possono essere ridotti

Tempi di Reazione (msec) Sportivi Sedentari P<* ALERT 224,14 258,44 0,01 GO/No-go 487,59 544,91 0,03 Test complesso 516,97 636,70 0,002 Student’s t-test Se gli sportivi hanno tempi di reazione più bassi ciò significa che l’allenamento e l’acquisizione di un certo tipo di attitudine mentale derivante da questo, sono capaci di influenzare la reattività. Questa differenza cresce con la complessità del test.

ACTION N1 N2 BP PMP MCP SPP P2 EMG RESPONSE EVALUATION STIMULUS PROCESSING EXPECTANCY ACTION Pre Stimulus Period Motor Period Post Motor Period Motor Action Motor Completion Pre Motor Period N1 N2 BP PMP P1 MCP Pk2 Pk1 N3 Stimulus SPP P2 EMG N0

PMP MCP SPP SPP EMG Pre Motor Period Motor Period Post Motor Period Stimulus PMP MCP SPP SPP EMG

Potenziali cerebrali collegati al movimento (MRBMs) come compaiono nei test attentivi di Reattività Complessa (Test Attenzione Sostenuta, pressione di tre tasti) e Semplice (Test Alert, pressione di un solo tasto). Pre Motor Potential (PMP) e Motor Cortex Potential (MCP) Compaiono prima (PMP) e durante (MCP) l’attivazione EMG. La loro forma, ampiezza durata e latenza crescono con la complessità dell’impegno attentivo. TEST COMPLESSO EMG PMP STIMULUS PROCESSING MCP ACTION TEST SEMPLICE EMG

BP Potenziali cerebrali collegati al movimento (MRBMs) EFFETTI DELL’ALLENAMENTO BP EXPECTANCY Test 1: Y= - 0.038x - 16; r=0.968 Test 5: Y= -0.079x - 16; r=0.954

PRE MOTOR POTENTIAL (PMP) EFFETTI DELL’ALLENAMENTO PRE MOTOR POTENTIAL (PMP) STIMULUS PROCESSING

MOTOR CORTEX POTENTIAL (MCP) EFFETTI DELL’ALLENAMENTO MOTOR CORTEX POTENTIAL (MCP) MOTOR ACTION

Minore durata Precoce del PMP attivazione EMG PICCO DI ATTESA (BP) PIU’ ALTO Rapidità Velocità PICCO PRECOCE (MCP) DELL’ATTIVAZIONE MOTORIA Minore durata del PMP Precoce attivazione EMG (Riduzione del tratto Stimolo – EMG) RIDUZIONE DEL TEMPO DI PROCESSO DELLO ST I MOLO MIGLIOR A ME N TO DELLA REATT V TA’ AUMENTO VELOCITA’ DI RISPOSTA (Riduzione del tratto EMG - RT)

MISURE PARAMETRI FISIOLOGICI GESTO MOTORIO STIMOLO ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE COSTRUZIONE DELLO SCHEMA MOTORIO DI RISPOSTA TRASFERIMENTO DEL COMANDO MOTORIO AI MUSCOLI ATTIVAZIONE EMG CONTRAZIONE MUSCOLARE ED ESECUZIONE DEL MOVIMENTO (VELOCITA’ DI MOVIMENTO) (Tempo di Reazione) MISURE PARAMETRI FISIOLOGICI MRBMs EMG VELOCITA’ MOVIMENTO TEMPO REAZIONE Ambiti di intervento per un allenamento della rapidità

invariante stimolo ANTICIPAZIONE PMP MCP BP EMG