Studiare il movimento umano

1. Studiare il movimento umano • Controllo motorio • Sviluppo motorio • Apprendimento motorio

2. 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

3. 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

4. Muybridge (1899)

5. Neurofisiologia • 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

6. Neurofisiologia •  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)

7. 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

8. La Robotica • Modellizzazione dei movimenti • Gradi di libertà-Vincoli meccanici • Realizzazione di sistemi meccanici che interagiscono con l’ambiente • I programmi motori

9. 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

10. Strumenti di analisi • Biomeccanica: • Telecamere, pedane, EMG, accelerometri. • Neurofisiologia • EEG, TMS, fMRI • Psicologia • TR, TM • Robotica: • Come in biomeccanica

11. Che cosa sono i movimenti normali per una persona disabile?

12. 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

13. 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

14. 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.

15. E’ positivo avere vincoli? • Fondamentale per mantere stabilità e direzionare I movimenti

16. Azione come proprietà emergente fra Vincoli e GdL corporei vincoli Percezione-Azione Movimento ambientali percettivi

17. Controllo centrale e periferico • Controllo centrale: dal cervello ai muscoli • Relazione comando centrale sinergie distali • Controllo distale: • Relazione percezioni comandi centrali

18. Controllo centrale

19. Controllo periferico

20. 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.

21. …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

22. 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.

23. 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

24. 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

25. 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

26. 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

27. Cambi delle priorita’ del SNC Cambi delle priorita’ del SNC Bambini scoordinati Media Jordan Lottatori di Sumo I Movimenti Normali

28. Cambi delle priorita’ del SNC Cambi delle priorita’ del SNC Patologie neuro-motorie Bambini scoordinati Media Jordan Lottatori di Sumo I Movimenti

29. 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

30. Il controllo e’ a livello centrale • Reazioni preprogrammate: • 70ms di latenza • inferiore al TR • superiore al riflesso monosinaptico

31. Il controllo e’ a livello distale • Animali spinalizzati mostrano movimenti a piu’ gradi di liberta’: • precisi • coordinati • finalizzati • in grado di “compensare” perturbazioni esterne

32. 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)

33. 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

34. 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 !

35. 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

36. 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

37. 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!