Corso di Psicologia dello Sport Il cervello motorio Capitolo 2 (prima parte) Sabrina Pitzalis Contatti: E-mail: sabrina.pitzalis@iusm.it Home-page: http://psicologia-uniroma4.it/SAB/index.htm Sito di Psicologia: www.psicologia-uniroma4.it Comunicazioni LUNEDI’ MERCOLEDI’ (canali uniti) 19 Maggio: Lezione (ultima sul Motorio) 21 Maggio: Lezione (Prof. S. Pitzalis). Tema: Il Mental Training -I 26 Maggio: non c’è lezione. 28 Maggio: Lezione (Prof. S. Pitzalis). Tema: Il Mental Training -II Il cervello motorio SOMMARIO I neuroni Specchio Immaginazione Motoria Tipi di Memoria Sommario 1 Possibili basi nervose dei processi imitativi I neuroni Mirror Una scoperta importante nelle Aree motorie associative (PMv) Mirror neurons (neuroni specchio) Sono stati trovati per la prima volta da ricercatori Italiani nell’area premotoria della scimmia (Rizzolatti et al., 1996) NEURONI MOTORIO CANONICO Abituati da anni a studiare Neuroni canonici: Si attivano durante l’esecuzione di specifici atti motori, quali l’afferrare, il manipolare, il tenere Mirror neurons (neuroni specchio) •Scoperti per bravura ma anche per Caso (Episodio ormai famoso) •Si pensò ad un errore (forse la scimmia si era mossa) poi dopo due anni (!) si convinsero del dato Non era possibile che un neurone MOTORIO sparasse solo alla VISTA di un azione fatta da un altro! Sono neuroni visuomotori (ibridi) Si attivano durante l’esecuzione di specifici atti motori, quali l’afferrare, il manipolare, il tenere l’osservazione degli stessi atti compiuti dallo sperimentatore (o da un’altra scimmia) 2 I neuroni mirror (specchio) nell’uomo Studi elettrofisiologici (EEG, MEG, TMS) Studi di neuroimmagini funzionali (PET, fMRI) Sistema più esteso: Fronto-Temporo-Parietale: Aree premotorie/frontali inferiori (BA 6/44) e parietali inferiori anteriori (BA 40) e Temp Bocca Mano Buccino et al. 2001 Studio fMRI: Osservazione di azioni effettuate con la bocca con la mano e con il piede attiva la PMc Piede mano bocca Somatotopia in PMc e Par ottenuta attraverso l’osservazione delle azioni effettuate con i vari effettori Piede Studi di neuroimmagine nello sport - fMRI Studio di Calvo-Merino et al. (2005), 3 gruppi: Ballerini di danza classica (Royal Ballet di Londra) VS ballerini di danza capoeira VS non atleti Entrambi i gruppi di ballerini presentano una maggiore attività del sistema mirror quando guardano video specifici alla loro attività, mentre si verifica l’effetto opposto quando il video non riguarda la loro disciplina Il sistema mirror è influenzato dal repertorio motorio personale dell’individuo Studi di neuroimmagine nello sport - fMRI Studio di Calvo-Merino et al. (2006) Ballerini vs Ballerine di danza classica Le ballerine presentano una maggiore attività del sistema mirror quando guardano video di passi di danza classa tipicamente femminili, e viceversa per i ballerini. Il sistema mirror è influenzato dal repertorio motorio personale dell’individuo 3 Studi di neuroimmagine nello sport - fMRI Neuroni mirror Studio di Wright et al. (2007) basato sull’osservazione, dalla prospettiva avversaria, di azioni tipiche di tennisti amatori Video: 1) Servizi di tennis TEST DI CONTROLLO 1) Comportamenti motori che non avvengono durante il servizio (es. palleggiare con la racchetta) 2) Sequenze statiche TASK: giudicare la direzione del servizio (sinistra o destra) Solo nel video dei servizi sono state trovate delle attivazioni non presenti negli altri due che coinvolgono il sistema mirror: Attivazioni localizzate nel lobulo parietale (IPL) e nella corteccia frontale destra (Ifgy), considerate parte del sistema mirror del cervello dell’uomo Funzioni dei neuroni mirror SERVONO A CAPIRE LE AZIONI DEGLI ALTRI Noi possiamo capire le azioni degli altri in tanti modi ma i neuroni mirror riescono a darci una conoscenza esperienziale, cioè quello che fa un altro fa risuonare qualcosa che so fare io -Comprensione non riflessiva ma motoria: E’ una conoscenza diversa da quella puramente scientifica (es matematica) E’ UNA CONOSCENZA CHE RIGUARDA QUELLO CHE UNO SA FARE Servono a capire non solo che cosa (WHAT) uno fa, ma anche perché (WHY) lo fa (es. tazzina di caffè) I neuroni specchio: le basi neurali dei processi imitativi e dell’apprendimento osservazionale • • La capacità di rispecchiare dei "Mirror Neurons" consente una rapida forma di apprendimento (di tipo imitativo,) che conduce ad un comportamento adattativo. L'agire per imitazione consente di possedere una base biologica naturale di comportamento che presiede alla aggregazione di animali sociali. 4 L’iper-imitazione nei bambini Una delle spiegazioni risiede nei meccanismi sociali che regolano le relazioni umane, ad esempio la spinta a creare un legame con l’adulto o la tendenza a rispettare le norme convenzionali su come ci si comporta. Se i bimbi “iperimitano”, i bambini autistici invece imitano soltanto l’essenziale. Immaginare • Un concetto legato all’osservare è l’immaginare • Il nostro cervello motorio non si attiva solo se guardiamo qualcuno fare qualcosa ma anche se immaginiamo di fare qualcosa noi, se immaginiamo un movimento motorio Immaginazione motoria è possibile simulare mentalmente una grande varietà di atti motori questa attività è parte integrante dell’azione esempio: mi preparo ad afferrare una palla, immagino la possibile traiettoria e computo la convergenza con il mio movimento 5 Immaginazione motoria due tipi di immaginazione mentale (Jeannerod, 1995): 1. immaginazione esterna (es immaginazione visiva) 2. immaginazione interna (a questa appartiene l’immaginazione del movimento). l’individuo “sente se stesso” come se eseguisse l’azione, percependo le proprietà cinestesiche e dinamiche del movimento Studi sulle basi neurali dell’immaginazione del movimento Immaginazione motoria basi neurali dell’immaginazione del movimento Studio PET: misura del flusso ematico cerebrale durante l’esecuzione o l’immaginazione di un compito di tapping (Roland e coll.,1980) esecuzione reale: attivazione in M1 controlaterale e SMA. immaginazione: si attiva la SMA immaginare il movimento attiva strutture cerebrali e vie nervose che sono implicate nel movimento reale Immaginazione motoria basi neurali dell’immaginazione del movimento Studio fMRI (Decety et al., 1994) Task: compito di tapping Durante l’immaginazione si attiva un numero elevato di aree: PMv SMA PPC M1 S1 Molte di queste sono attive prima dell’esecuzione del movimento reale (programmazione e pianificazione) immaginare il movimento fa parte della “rappresentazione” motoria, (complesso di eventi neurali che precedono il movimento con sede ‘preferenziale’ in aree cerebrali poste anteriormente all’area motoria primaria) 6 Immaginazione motoria Plasticità cerebrale TMS, apprendimento di sequenze motorie (dita) -->IPER-USO: la rappresentazione corticale (area motoria) dei muscoli coinvolti nel movimento aumenta man mano che i soggetti apprendono queste rappresentazioni aumentano anche in soggetti che si allenano ad eseguire solo mentalmente le stesse sequenze (Pascual-Leone e coll., 1995) --> l’immaginazione promuove fenomeni di riorganizzazione neurale (PLASTICITA’ CEREBRALE) simili a quelli prodotti dall’uso che sottendono il miglioramento della prestazione. immaginare un movimento è simile ad eseguirlo realmente? Studi di fisiologia Task: eseguire mentalmente con le gambe movimenti con diversi livelli di forza Parametri: attività respiratoria, cardiaca, anidride carbonica in circolo Studi comportamentali Task: Navigazione mentale il tempo necessario ad eseguire un’azione mentalmente è uguale a quello necessario per eseguirla realmente. l’immaginazione motoria è un processo simulativo che presenta molte analogie funzionali con il processo di esecuzione motoria l’immaginazione del movimento può essere parte integrante di ogni movimento reale Immaginazione parte integrante dell’allenamento ideomotorio (intere sequenze nella danza, schemi di gioco nel calcio; infortuni) Tipi di Apprendimento (1) percettivo-motorio (pre-scolastico) esperienza delle cose diretta attraverso le azioni (toccare, buttare, rompere) • • • Caratteristica distintiva: poco manipolabile tramite operazioni simboliche (es. salto mortale o guidare e libretto delle istruzioni) Fanno parte di questa categoria: apprendimento motorio, osservazionale, apprendimento associativi (Condizionamento Classico e Condizionamento emozionale) Porta ad una conoscenza di tipo Procedurale (andare in bicicletta) E’ implicita: non comunicabile verbalmente, inconsapevole, si può solo metterla in atto, il soggetto migliora ma non sa dire in cosa. (2) simbolico-costruttivo (scolastico) Libri, lettura, ascolto (conoscenza mediata) Caratteristica distintiva: E’ manipolabile e trasmessa verbalmente (istruzioni-partita a scacchi posso trovare il luogo dove è nascosto il tesoro leggendo solo le istruzioni) Porta ad una conoscenza di tipo Dichiarativo (fatti e concetti; memoria semantica ed episodica) E’ esplicita: sia l’apprendimento che il ricordo (rievocazione; memoria esplicita) sono coscienti 7 Forme di apprendimento e sistemi multipli di memoria Esistono diversi tipi di memoria che risiedono in parti diverse del cervello Per esempio, gli amnesici globali da lesioni bilaterale dei lobi temporali medi hanno deficit nella M. esplicita, cioè sono incapaci di apprendere e ricordare nuovi fatti ed eventi (conoscenza dichiarativa) nessun deficit nella M. implicita, cioè sono capaci di apprendere e ricordare abilità motorie (andare in bicicletta-conoscenza procedurale) condizionamenti emozionali Forme di apprendimento e sistemi multipli di memoria MLT Memoria dichiarativa Semantica Episodica Memoria procedurale (non dichiarativa) percettivo- condizionamenti motoria (emozionali) Forme di apprendimento e sistemi multipli di memoria Memoria dichiarativa Roma è la capitale d’Italia Memoria semantica (fatti) Ieri ho visto Giorgio Memoria episodica (eventi) lobo temporale ippocampo lobo prefrontale Diencefalo (Talamo, ipotalamo) 8 Forme di apprendimento e sistemi multipli di memoria Memoria procedurale include capacità diverse fra loro Apprendimenti percettivo-motori Apprendimenti associativi: •Condizionamento Classico •Condizionamento emozionale corteccia motoria (M1) gangli della base (BG) cervelletto ippocampo e amigdala (centro delle emozioni Memoria dichiarativa e procedurale : come possono essere espresse? Dichiarativa= memoria esplicita e apprendimento esplicito Procedurale =memoria implicita e apprendimento implicito IMPLICITA= non consapevole, si può solo mettere in atto (es guida, miglioriamo ma non sappiamo dire dove/come) esempio rotor-pursuit test: si migliora con l’esercizio, ma non si sa dire in cosa è migliorato pazienti amnesici: apprendono il compito, ma non ricordano di aver effettuato il compito in precedenza Esplicita= sia l’apprendimento che la rievocazione sono consapevoli Può essere verbalizzata su richiesta in modo esplicito e cosciente Es: Dov’eri la sera che l’Italia ha vinto i mondiali con la Francia nel 2006? Conoscenza comunicabile verbalmente (posso trovare il luogo dove è nascosto il tesoro leggendo solo le istruzioni) conoscenza non comunicabile verbalmente (non imparo uno sport leggendo le istruzioni) Aspetti evolutivi dei due tipi di memoria: bambini memoria implicita apprendimento motorio max esplicita rievocazione di storie max 5 7.5 10 anni/adulti 5 7.5 10 anni A 5 anni la M. implicita è gia sviluppata, quella esplicita si sviluppa a 10 i sistemi di conoscenza esplicita devono svilupparsi quando gli altri sono già maturi 9 Aspetti evolutivi dei due tipi di memoria: anziani Invecchiamento e memoria L’anziano ricorda bene le cose iperapprese (MLT) Ma non ricorda bene le cose imparate di recente (MBT) La memoria esplicita si deteriora molto con l’invecchiamento. La memoria implicita è largamente risparmiata nell’anziano. Invecchiamento e memoria Memoria implicita sequenze motorie iper-apprese max esplicita episodi recenti max giovane anziano età giovane anziano età 10
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