studiare il movimento umano controllo motorio sviluppo motorio apprendimento motorio
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Studiare il movimento umano
• Controllo motorio
• Sviluppo motorio
• Apprendimento motorio
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Controllo Motorio
• Studio dei sistemi di controllo coinvolti nell’esecuzione di movimenti– Bio-meccanica:
• Spostamenti e derivate dei segmenti corporei
– Neuro-fisiologia• Vie discendenti e ascendenti neuromuscolari
– Psicologia• La relazione fra percezioni ed azioni
– Robotica• La modellizzazione dei movimenti
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Bio-meccanica
• La cinematica del movimento– Studiare come i segmenti corporei si spostano
nel tempo e nello spazio nell’esecuzione di un movimento
• La dinamica del movimento– Studiare come le forze impresse dai segmenti
corporei generino un movimento
• Il tempo del movimento– Studiare la distinzione fra i movimenti
automatici e quelli che richiedono un controllo volontario
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Muybridge (1899)
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• Dal Cervello al movimento
– L’homunculus e la corteccia motoria
– La teoria localizzazionista (Jackson)
– La mappa del cervello e l’area motoria (Sherrington,1906)
Importante perchè mette in relazione
l’attività motoria con l’attività cerebrale
Neurofisiologia
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moto-neuroni e sinergie neuromuscolari – 1 -MN innerva rapporti di fibre diversi: 1:3 1:150– Velocità di conduzione molto diverse
• Vie mono e poli sinaptiche vie mielinizzate e non
• Ruolo degli interneuroni– Centro delle sinergie e delle integrazioni neuro motorie
• Le vie monosinaptiche e polisinaptiche• Sinapsi mediatori chimici e movimento
– patologie neuromotorie (tremore), overtraining• Movimento e relazioni fra:
– Esterocettori (tatto)– Telecettori (vista)– Propriocettori (posizione del corpo)
Neurofisiologia
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Psicologia
• Cognitivismo: – Il cervello come decodificatore di informazioni
• Il programma motorio• Le macchine pensanti
• Comportamentismo: – I riflessi come unita’ base del movimento
• I riflessi condizionati• Apprendimenti automatici
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La Robotica
• Modellizzazione dei movimenti
• Gradi di libertà-Vincoli meccanici
• Realizzazione di sistemi meccanici che interagiscono con l’ambiente
• I programmi motori
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Cervello Movimento
• Bernstein (1930)– integra la descrizione del movimento con la
fisiologia – integra la cinematica e la dinamica con la
neurofisiologia– include l’idea della complessita’ (ridondanza)– considera l’aspetto filogenetico
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• Biomeccanica:– Telecamere, pedane, EMG, accelerometri.
• Neurofisiologia – EEG, TMS, fMRI
• Psicologia– TR, TM
• Robotica:– Come in biomeccanica
Strumenti di analisi
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Che cosa sono i movimenti normali per una persona disabile?
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Indice• La ridondanza dei GdL• I vincoli• Movimenti “normali”, “atipici” e “performance”• Il movimento come soluzione finale che emergente
fra vincoli e gradi di liberta’• Il controllo centrale e periferico del movimento• Le proprieta’ adattative dei movimenti• Lo sport come palestra di soluzioni motorie
adattative
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GdL e Vincoli
• GdL = la capacità che un segmento articolare ha di muoversi indipendentemente– 7 gradi di libertà – arto superiore
• Vincolo = impossibilità di effettuare movimento totale o parziale– Circonduzione arto inferiore
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E’ positivo avere un numero ridondante di GdL?
• Caratteristica fondamentale del movimento umano in quanto permette di operare opzioni diverse nel risolvere problemi motori di tutti i giorni.
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E’ positivo avere vincoli?
• Fondamentale per mantere stabilità e direzionare I movimenti
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Azione come proprietà emergente fra Vincoli e GdL
vincoli
corporei
ambientali percettivi
Percezione-Azione Movimento
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Controllo centrale e periferico
• Controllo centrale: dal cervello ai muscoli– Relazione comando centrale sinergie distali
• Controllo distale:– Relazione percezioni comandi centrali
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Controllo centrale
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Controllo periferico
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Come gestisce il SNC questa ridondanza?
• La scelta di un particolare pattern di controllo fra tanti possibili si basa sulla definizione di priorità (leggi di coordinazione motoria) che sono a tutt’oggi sconosciute. Pattern motori osservati in popolazioni “atipiche”, dimostrano l’esistenza di queste priorità.
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…continua
• Si può proporre l’ipotesi che sotto certe condizioni “atipiche” che possono includere problemi sia di ordine percettivo (Sindrome di Down) che biochimico (Parkinson), o cambi della struttura corporea (danni alla spina dorsale, e amputati), il sistema nervoso centrale (SNC) potrebbe riconsiderare queste priorità
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I movimenti adattivi
• La definizione di una nuova serie di priorità rifletterà lo stato attuale del sistema e potrebbe portare a schemi di movimento volontario molto diversi. In tali condizioni quindi i pattern motori che appaiono essere così diversi, non dovrebbero essere considerati patologici ma piuttosto adattativi rispetto alla patologia, e potrebbero essere visti perfino come movimenti ottimali per quel sistema di produzione di azioni.
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Movimenti normali e patologici
• La varianza dei movimenti normali
• La costruzione di pattern motori unici e non ripetibili
• Le soluzioni motorie efficaci ed efficienti a partire da una certa struttura
• Le invarianze percettivo-motorie
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Come intervenire allora?
• Gli approcci riadattativi quindi non dovrebbero essere diretti al riportare il pattern motorio il più vicino possibile a quello “normale”, ma piuttosto dovrebbero essere concentrati alla risoluzione di problemi che emergono dal pattern motorio osservato durante l’esecuzione di un compito motorio
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I movimenti normali e atipici
• In genere l’assunzione che viene fatta è che:• Un pattern motorio “diverso” cioe’ che si
differenzia dal movimento normale, e’ da considerarsi negativo.– i pattern di movimenti volontari osservati nella
norma sono gli unici corretti– le deviazioni dai pattern motori normali riflettono
una incapacita’ di controllo del SNC – noi conosciamo di piu’ il SNC del SNC stesso
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Ipotesi• La scelta di un pattern motorio, fra molti
possibili per soddisfare un compito motorio, si basa sulla definizione di priorita’(regole) che sono definite da vincoli e gradi di liberta’ fisici, percettivi ed ambientali in relazione fra loro.
• La scelta dara’ vita ad un pattern di coordinazione motoria unico che potra’ essere adattativo rispetto al compito motorio da compiere
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I Movimenti Normali
JordanBambini scoordinati Lottatori di SumoMedia
Cambi delle priorita’ del SNC Cambi delle priorita’ del SNC
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I Movimenti
JordanBambini scoordinati Media Lottatori di SumoPatologie neuro-motorie
Cambi delle priorita’ del SNC Cambi delle priorita’ del SNC
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I cambi di priorita’ del SNC: “la scelta”
• Le sinergie neuro-muscolari dipendono:– dal compito motorio
– dall’intenzionalita’
– dalle condizioni ambientali
– e...
– dalle condizioni fisiche
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Il controllo e’ a livello centrale
• Reazioni preprogrammate:– 70ms di latenza
– inferiore al TR
– superiore al riflesso monosinaptico
![Page 31: Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022050709/5542eb58497959361e8c2763/html5/thumbnails/31.jpg)
Il controllo e’ a livello distale
• Animali spinalizzati mostrano movimenti a piu’ gradi di liberta’:– precisi
– coordinati
– finalizzati
– in grado di “compensare” perturbazioni esterne
![Page 32: Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022050709/5542eb58497959361e8c2763/html5/thumbnails/32.jpg)
Il movimento come “Proprieta’ Emergente”
• Fine dell’idea dell’homunculus
• Il movimento come noi lo osserviamo e’ il risultato finale della relazione fra la parte centrale e quella periferica in accoppiamento con l’ambiente (il compito motorio)
![Page 33: Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022050709/5542eb58497959361e8c2763/html5/thumbnails/33.jpg)
Il movimento come “Pattern Dinamico”
• Il SNC sceglie i parametri principali che devono essere considerati per far emergere un pattern motorio che sia adattivo al compito motorio e funzionale ai vincoli esistenti
![Page 34: Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022050709/5542eb58497959361e8c2763/html5/thumbnails/34.jpg)
Il movimento “atipico”
• Il sistema motorio che ha subito delle lesioni dovra’ ri-elaborare:– nuove priorita’ e/o leggi coordinative– nuove soluzioni motorie in virtu’ dei vincoli
emersi (la patologia) utilizzando i gradi di liberta’ a disposizione
• Diverso pattern motorio ma funzionale !
![Page 35: Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022050709/5542eb58497959361e8c2763/html5/thumbnails/35.jpg)
Cambiare i comandi centrali e/o le sinergie motorie
• Cambiare comando centrale:– imparare a scrivere con la mano non dominante– imparare sequenze di movimenti alternative
• Cambiare le sinergie motorie:– il tempo di apertura e chiusura degli angoli
articolari
![Page 36: Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022050709/5542eb58497959361e8c2763/html5/thumbnails/36.jpg)
Lo studio del movimento: (cinematica, dinamica, EMG ecc.)
• Definisce di un gesto la modalita’ di controllo e/o di “scelta”:– E’ cambiato il comando centrale?– Sono cambiate le sinergie muscolari?
• Scinde di un gesto le componenti adattative da quelle non adattative
• Definisce quali sono le condizioni motorie utili ed utilizzabili
![Page 37: Studiare il movimento umano Controllo motorio Sviluppo motorio Apprendimento motorio](https://reader033.vdocumenti.com/reader033/viewer/2022050709/5542eb58497959361e8c2763/html5/thumbnails/37.jpg)
Per chi pratica il movimento: lo sport
• E’ la “palestra” ideale per la ricerca di soluzioni motorie sempre nuove, diverse e funzionali !
e poi…
• E’ divertente!
• Non si pratica quasi mai in solitudine!