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Apprendimento motorio, osservazionale e

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Corso di
Psicologia dello Sport
Il cervello motorio
Capitolo 2 (prima parte)
Sabrina Pitzalis
Contatti:
E-mail: [email protected]
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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