CIRCUITO APERTO E
CHIUSO
CLASSIFICAZIONE DEI
MOVIMENTI


VELOCI PREPROGRAMMATI : movimenti
BALLISTICI, iniziati da una brusca contrazione dei
muscoli agonisti, che impongono all’arto una
velocità dipendente dalla sua massa, e che viene
mantenuta per inerzia, e vengono terminati dalla
contrazione antagonista; gran parte del
movimento avviene senza concomitante attività
muscolare, per cui , una volta iniziati, non
possono essere corretti.
LENTI : controllati e corretti durante la loro
esecuzione.
CONTROLLO E REGOLAZIONE
PERIFERICA




I movimenti, volontari o riflessi, sono regolati dal
S.N. attraverso motoneuroni spinali diversi a
seconda dei muscoli innervati.
Muscoli TONICI : posturali, innervati da
motoneuroni alfa, con assoni sottili, velocità di
conduzione del potenziale d’azione non molto
elevata, e scariche di impulsi a bassa frequenza.
Muscoli FASICI : innervati da motoneuroni alfa
con assoni più spessi, elevata velocità di
conduzione, frequenze superiori di scarica.
L’aumento e la regolazione della forza muscolare
sono ottenuti da 2 meccanismi : RECLUTAMENTO
di nuove U.M., e AUMENTO DELLA FREQUENZA DI
SCARICA delle U.M.

ARCO RIFLESSO SPINALE : il più elementare
sistema di controllo dell’attività muscolare,
costituito da 5 componenti : recettore, neurone
afferente, sinapsi, neurone efferente, effettore
muscolare. Alla base del RIFLESSO DI
STIRAMENTO, con FUSI N.-M. come recettori
sensibili all’allungamento e alle variazioni della
velocità di allungamento. La massima densità si
ha nei muscoli deputati ai movimenti più fini (3040 fusi per gr. di muscolo); la minima nei muscoli
posturali. Dai fusi partono fibre sensitive
terminanti nel midollo spinale, allo stesso livello
da cui partono le fibre efferenti alfa e gamma. Il
fuso è stirato passivamente o attraverso la
stimolazione diretta delle fibre gamma, con
impulso eccitatorio alle fibre alfa.




ORGANO TENDINEO DEL GOLGI : nei tendini,
sensibile alla variazione della forza esercitata dal
muscolo.
Nelle capsule articolari vi sono recettori sensibili
alle variazioni della velocità angolare
dell’articolazione, fonte di informazione sullo stato
momentaneo di forza e lunghezza del muscolo.
A livello spinale, attraverso un circuito con almeno
due sinapsi, una facilitatoria e una inibitoria, è
possibile avere un riflesso inibitorio che agisce sui
motoneuroni alfa e gamma e che serve a
rilasciare i muscoli antagonisti.
A livello spinale vi è anche l’interneurone detto
CELLULA DI RENSHAW, che inibisce gli
interneuroni per i muscoli antagonisti e abolisce
l’inibizione reciproca.
CONTROLLO E REGOLAZIONE
CENTRALE




FORMAZIONE RETICOLARE : matrice neuronale del tronco
dell’encefalo, costituente il substrato nervoso dell’attivazione
diffusa; fondamentale il ruolo negli stati di vigilanza e attenzione,
avendo influenze facilitanti e inibenti sui motoneuroni spinali e
cranici e sulla corteccia cerebrale.
TRONCO ENCEFALICO : arrivano informazioni cinestesicopropriocettive, tattili, visive, vestibolari. In collegamento col
cervelletto.
CERVELLETTO : centro di coordinamento tra lo stato di tensione
del muscolo e i diversi impulsi sensoriali. La risposta del
cervelletto, con collegamento a doppia via con la corteccia
cerebrale, modula e/o smorza i riflessi spinali, con importante
funzione nel mantenimento del tono posturale e del suo
adattamento al movimento.
TALAMO : vi convergono le vie sensitive che poi passano alla
corteccia. Gli stimoli sono poi valutati secondo il tipo, intensità,
durata, estensione spaziale, frequenza, e in base a questi si
prepara una adeguata risposta motoria.


CORTECCIA MOTORIA : da tutte le parti della
corteccia convergono fibre all’area motoria
attraverso i gangli della base. Alcune formano un
circuito che si richiude sull’area motoria passando
attraverso formazioni sottocorticali come la
corteccia cerebellare, i nuclei cerebellari, il nucleo
rosso, il talamo (per movimenti automatici).
Le proiezioni discendenti della corteccia motoria
sono formate da tre gruppi di fibre : fibre che
terminano agli assoni afferenti sensitivi del corno
dorsale del midollo spinale, fibre che attraversano
formazioni del tronco, fibre che arrivano
direttamente al segmento spinale (cellule
piramidali, la cui attività precede di 100 ms circa il
movimento, tempo che riflette il passaggio di
impulsi attraverso i circuiti sopra descritti).

La corteccia motoria è lo stato centrale
dell’elaborazione del programma motorio. Il
primo stadio è nell’area della motivazione, nel
sistema limbico, diencefalo e telencefalo.
Queste aree inviano impulsi alle aree
associative della corteccia addirittura 1
secondo prima dell’inizio del movimento
(attività elettrica presente nell’allenamento
ideomotorio, simulazione del movimento che
richiede la costruzione di una rappresentazione
dinamica di quest’ultimo nella memoria a
lungo termine, e l’attivazione di piani d’azione
sequenziali; fondamentali i processi visivi e
propriocettivi; efficace nei circuiti chiusi e nelle
discipline ad elevata coordinazione).
APPRENDIMENTO DEL
MOVIMENTO

Un movimento, per essere correttamente eseguito, deve
essere appreso preliminarmente. Il primo stadio porta alla
coordinazione grossolana, aiutata e guidata da sensazioni
coscienti; le informazioni visive sono le più importanti
all’inizio, per imitare e correggere un movimento. In un
secondo tempo la coordinazione si fa più raffinata, le
informazioni giungono dai recettori cutanei, vestibolari,
propriocettori tendinei, articolari, muscolari; vengono così
reclutate selettivamente diverse unità motorie, si
temporizza la contrazione antagonista e agonista, si
inibiscono le risposte riflesse non necessarie, diminuendo il
costo energetico del movimento. Quando la coordinazione
è massima, il controllo passa dalla corteccia cerebrale al
cervelletto e gangli della base : movimento automatizzato,
con il ruolo della corteccia preposto ad intervenire nelle
situazioni impreviste.
APPRENDIMENTO DEL
MOVIMENTO

-
Quando la contrazione muscolare è fluida e
continua (attività coordinata), l’attività dei
motoneuroni risulta asincrona e sfasata, con
integrazione delle singole contrazioni continue
tetaniche. A seconda delle richieste, la
sollecitazione di FT e ST permette l’alternanza di
stimolo e riposo. Al regolamento della contrazione
muscolare concorrono l’attivazione alfa e gamma.
La gradualità, sequenzialità, intensità della
contrazione dipendono da 3 meccanismi :
RECLUTAMENTO DELLE U.M.
VARIAZIONE DELLA FREQUENZA DI STIMOLO
SINCRONIZZAZIONE DELL’ATTIVAZIONE.
MECCANISMI PERCETTIVI




INFORMAZIONI VISIVE : a seconda dell’ampiezza dello spazio da
controllare, si utilizza il campo visivo STAZIONARIO, OCULARE, del
CAPO.
CAMPO VISIVO STAZIONARIO : informazioni riferite ad un angolo
di circa 120°, con una parte centrale piccola di 3-5°, con
percezione di immagini estremamente chiare, ed una esterna con
informazione meno netta e acuità più bassa.
CAMPO VISIVO DELL’OCCHIO : parte di ambiente che si controlla
stando col capo fermo, utilizzando il movimento degli occhi. Oltre
che con movimenti continui e lineari, si esplora l’ambiente “per
salti”, con movimenti detti saccadi che avvengono 2 o 3 volte al
secondo, con durata media 100 ms: portano la fovea, la zona della
retina a maggior acuità, su una e su un’altra parte dell’oggetto che
interessa (tiro a segno, tuffi, corsa).
MOVIMENTO DEL CAPO: per allargare ulteriormente l’area da cui si
acquisiscono informazioni. Entra in gioco l’arco riflesso oculovestibolare, per coordinare lo spostamento del capo con gli occhi
(tennis, basket, calcio, tiro a volo).


L’informazione rimane sulla retina per pochi
mms, e in 50-100 mms arriva alla corteccia
. La decodificazione fisica del segnale e la
rappresentazione interna che ne deriva
rimane nel deposito sensoriale di limitata
capacità per massimo 250 mms, poi il
materiale “inutile” scompare. Il materiale
utile si confronta con informazioni sensoriali
già memorizzate, per poi essere tradotto in
una categoria interna utile alla soluzione del
problema in esame.
Per quanto le prime fasi del processo
percettivo siano del tutto automatiche, il
modo di ricombinare e organizzare la
rappresentazione interna delle
caratteristiche degli stimoli è funzione
dell’esperienza.
MEMORIA

Capacità che ha il cervello di mantenere
informazioni per tempi più o meno
lunghi. Processo metabolico di creazione
di nuove glicoproteine, che vengono
immesse nella struttura lipidica della
membrana post-sinaptica, con
apprendimento anche grazie a stimoli
non solo sensoriali ma attivanti emotivi
(memoria a lungo termine).
MEMORIA





LONG LOOP : le informazioni percorrono più volte
i circuiti riverberanti per provocare stimoli
necessari alla formazione della memoria.
APPRENDERE : formazione e fissazione di long
loop.
DISAPPRENDERE : scomparsa di un circuito.
CAMBIARE : sostituzione di un circuito con un
altro.
Il principiante utilizza i circuiti esterni
(esterocettori); l’esperto quelli interni
(cinestesici).
MEMORIA


SENSORIALE A BREVE TERMINE : stimoli mantenuti per
poche centinaia di mmsec., poi restituiti
(immagazzinamento non cosciente; registro di tracce non
più realmente presenti nel campo percettivo, alle quali non
è stato attribuito un significato).
A BREVE TERMINE : selezione attentiva di alcuni stimoli
per successiva elaborazione (l’abile è attento a stimoli
ambientali e cinestesici e altro, pronto a ignorarli per
eseguire il compito primario : ATTENZIONE SELETTIVA).
Questa memoria ha capacità limitata, ma è associata alla
coscienza. L’informazione è mantenuta finchè le diamo
attenzione; appena dirigiamo l’informazione altrove, la
perdiamo in 30 sec. circa. Ha 2 funzioni : preserva
l’informazione finchè non viene presa una decisione
rispetto a memorizzarla a lungo termine o no; funge da
deposito di pronto impiego per informazioni ricavate dalla
memoria a lungo termine, con più facile recupero di dati
utili al programma che si sta svolgendo.
MEMORIA

A LUNGO TERMINE : illimitata per
capacità e durata. Reiterazione e
connessione di nuove informazioni ad
una già appresa. Informazioni durature,
soggette in parte a oblio per
decadimento della traccia biochimica col
passare del tempo, se non vengono
rinforzate dall’uso. Sono registrate le
strategie di risposta elaborate in
precedenza, ovvero i modelli di
movimento e i programmi motori.
CARATTERISTICHE
SELEZIONE
ESECUZIONE
Tempo per una
correzione
120-200 mms
30-80 mms
Fine prestabilito
corretto
no
sì
Nuovo programma
sì
no
Strutture nervose
s.n.c.
Riflessi spinali cerebellari
attenzione
sì
no
correzioni
nessuna
molte
Aumento tempo di
correzione
nessuno
Effetto da aumento
stimoli
PERCEZIONE


Gli stimoli entrano in parallelo. Si ha
successione di :
Identificazione dello stimolo
Selezione della risposta
Programmazione della risposta.
Le azioni sono emesse in modo
seriale 3 al sec.
PERCEZIONE

RESTRINGIMENTO PERCETTIVO :
non prendere in considerazione
alcuni tipi di informazione
dell’ambiente, con vantaggio in
termini di decisione, svantaggio
quando vi sono stimoli inattesi.
PERCEZIONE

-
-
UTILIZZO DELLE INFORMAZIONI :
ATTIVAZIONE BASSA : percezioni ampie
e tanti segnali
ATTIVAZIONE MEDIA : focus su segnali
rilevanti
AUMENTO : non rilevati quelli inattesi
ULTERIORE AUMENTO : ipervigilanza e
panico, con presa di decisione limitata da
estremo restringimento percettivo, che si
riflette anche sul controllo motorio, con
azioni meno fluide e rilassate.
ATTIVAZIONE E ANSIA


Preoccupazione, senso di responsabilità,
eccitazione possono essere dimensioni emotive
vissute durante l’esecuzione, ma anche il
contesto esterno può proporre elementi
distraenti, disturbanti, esaltanti, rassicuranti.
La curva di AROUSAL (attivazione) di Yerkes e
Dodson (1908) spiega come livelli moderati di
attivazione siano utili per l’attività e più proficui
nello svolgimento dei compiti (attenzione
selettiva più efficace, max concentrazione e
prontezza di risposta, mantenimento di max
vigilanza dell’attenzione).
ATTIVAZIONE E ANSIA

IL MIGLIORAMENTO DELLA
PERFORMANCE E’ DATO
DALL’INCREMENTO DEL LIVELLO DI
AROUSAL, CON AUMENTATA
SELETTIVITA’ NEI PROCESSI DI
ATTENZIONE, CON UNA PIU’
SPICCATA FOCALIZZAZIONE PER LE
INFORMAZIONI PIU’ RILEVANTI,
TRASCURANDO QUELLE MARGINALI.
ATTIVAZIONE E ANSIA




I cambiamenti dei livelli di ansia sono
accompagnati da cambiamenti di attivazione.
Principio della U rovesciata : aumentando il
livello di attivazione, la prestazione migliora fino
a un dato punto, poi peggiora (livello di
AROUSAL troppo elevato). Cambia anche
l’elaborazione dell’informazione, quando i livelli
di attivazione aumentano.
Un elevato livello di ansia può portare ad
includere, all’interno dei processi di attenzione,
informazioni non significative ai fini del compito.
Ci sarebbe un sovraccarico nei processi relativi
alla memoria di lavoro, con dubbi e incertezze
che si acutizzano, arrivando ad uno stadio di
deconcentrazione.
ATTIVAZIONE E ANSIA


Ogni individuo ha risposte differenti e
personali agli stati ansiosi, esplicate in
risposte fisiologiche, somatiche,
comportamentali.
Risposte fisiologiche, somatiche e
autonome (mediate dal sistema nervoso
vegetativo): palpitazioni, difficoltà a
respirare, bocca secca, nausea,
frequente minzione, vertigini, tensione
muscolare, sudorazione, fastidi
addominali, tremore, pelle fredda.
ATTIVAZIONE E ANSIA


Zona di “energia ottimale” (Martens-1988)
per ottenere le migliori performance,
portando ad un buon equilibrio psico-fisico :
identificata tra la “zona di stress da ansia” e
la “zona di noia”; in questo spazio
avverrebbe la condizione di FLOW, con
controllo dell’energia psichica e riflessi sulla
consapevolezza e sul piacere percepito
dell’esperienza (Csikszentmihalyi-1990).
Questo flow non ha solo dimensione
individuale, ma può coinvolgere una
squadra.
SISTEMA DI RISPOSTA

SCELTA DELLA RISPOSTA : strettamente correlata
con le capacità di scegliere indizi pertinenti
nell’ambiente, di filtrare dalla memoria a lungo
termine il minor numero possibile di risposte utili
tra le quali scegliere le strategie più economiche
(processi di ricerca automatizzati). Importante
soprattutto negli open skills, dove la strategia e
l’esperienza sono fondamentali : la metà del
tempo di reazione complessivo è deputato alla
scelta della risposta, e il risparmio temporale è
importante ai fini dell’efficacia della scelta.


PROGRAMMAZIONE ED ESECUZIONE DELLA RISPOSTA :
una volta operata la decisione, sensibile a variazioni di
complessità, si affronta la fase di preparazione e
costruzione. Importanti ai fini dei costi e tempi impiegati i
requisiti di precisione e i vincoli temporali. Per quanto
riguarda il tempo di esecuzione, si hanno risposte motorie
brevi, nell’ordine di 200-300 mms (OPEN SKILLS, con
programmazione completamente specificata prima
dell’esecuzione, e correzione operata successivamente –
controllo in circuito aperto), e risposte motorie lunghe
(CLOSED SKILLS, con programma soggetto ad
aggiustamenti attraverso feedback – controllo in circuito
chiuso).
Nelle open l’attenzione critica richiesta nella fase di
esecuzione della risposta aumenta perché è necessario
tenere conto delle condizioni ambientali sempre in
cambiamento; nelle closed si ricerca soprattutto una
esecuzione standardizzata, poco soggetta al controllo
attenzionale nella fase esecutiva.
PROCESSI MENTALI

I meccanismi che determinano una
risposta motoria dipendono largamente
da come viene utilizzata l’informazione,
dalla sua percezione, dall’interazione con
gli INPUT AMBIENTALI – OPEN SLILLS, o
con MODELLI INTERIORIZZATI – CLOSED
SKILLS. Logicamente non tutta
l’informazione esterna o interna può
essere controllata istante per istante,
l’attenzione è rivolta ad una piccola parte
degli stimoli presenti, e la risposta è
frutto di una analisi comunque limitata
della situazione.
CIRCUITO CHIUSO



Azione determinata da ESECUTORE
(IDENTIFICAZIONE DELLO STIMOLO-SELEZIONE
DELLA RISPOSTA-PROGRAMMAZIONE DELLA
RISPOSTA), messa in atto da EFFETTORE
(PROGRAMMA MOTORIO-MIDOLLO SPINALEMUSCOLI), inviata al COMPARATORE sotto forma
di FEEDBACK (informazione retroattiva che dà
l’informazione necessaria per mantenere lo stato
desiderato).
Nelle azioni molto rigide, in attività motorie
continue, di lunga durata (movimenti lunghi che
superano i 250 mms).
Svantaggio : controllo molto lento, soprattutto
nella programmazione della risposta. Con azioni
molto rapide, devono essere già pianificati
movimenti molto rapidi.
CIRCUITO APERTO







Solo INPUT-ESECUTORE-EFFETTORE-OUTPUT.
No feedback, no comparatore.
L’azione non è passibile di aggiustamento durante
la sua esecuzione.
Efficace fintanto che le circostanze nelle quali si
svolge l’azione rimangono invariate, ma
inflessibile rispetto a cambiamenti inaspettati, in
ambienti stabili e prevedibili, con scarsa necessità
di modificare i programmi.
Istruzioni date in anticipo, cosicchè il sistema
mette in atto le istruzioni senza modificarle.
Una volta avviata l’azione non è necessario
apportare cambiamenti.
Nei movimenti brevi, sotto i 200-250 mms.
CIRCUITO APERTO




Il programma motorio dell’OPEN LOOP definisce quali
muscoli devono contrarsi, e la sequenza temporale, senza
controllo cosciente diretto. Non è richiesta molta
attenzione per la produzione del movimento.
Con l’esperienza si riesce a controllare sequenze
comportamentali lunghe; dopo l’apprendimento questi
programmi sono immagazzinati nella MEMORIA A LUNGO
TERMINE.
Grazie al circuito aperto, intere sequenze sono messe in
atto senza altre operazioni organizzative. Quanto più il
programma è sofisticato (max esperienza e automatismi),
tanto più ampia è la gamma di comportamenti che si è in
grado di controllare.
La programmazione della risposta è impegnata con
minima frequenza, l’attenzione è resa disponibile per altre
attività di ordine superiore (max in sport di situazione).
FEEDFORWARD

CONTROLLO DI PROAZIONE :
controllo anticipatorio che si attua
attraverso l’invio di informazioni che
preparano gli effettori-muscoli
all’arrivo di un futuro programma di
azione, e presentano il sistema
sensoriale ad aspettare determinati
segnali di ritorno.
RIFLESSI

Reazione a stimoli, stereotipati, involontari, veloci.
REAZIONE M 1 : riflesso da stiramento monosinaptico,
veloce e di breve tragitto, tra 30 e 50 mmsec dopo
aggiunta del carico, dato da stiramento dei fusi neuromuscolari. Inconscia, in oscillazioni posturali o forze
esterne inaspettate.
REAZIONE M 2 : dopo 50/80 mmsec da carico, conscia ma
non volontaria; riflesso da stiramento funzionale, da
attivazione dei fusi, ma oltre il midollo, fino al S.N.C., con
elaborazione. Max latenza per il lungo tragitto. Più
flessibile della M 1, modificabile volontariamente
attraverso l’informazione sensitiva. Non è volontaria
perché richiederebbe 150/200 mmsec.(es. riflesso
patellare)

M1 e M 2 hanno picchi di attività elettromiografica.


RIFLESSI


REAZIONE INDOTTA : latenza di
80/120 mmsec, per i muscoli lontani
dalla zona stimolata e sensibile allo
stimolo-risposta. No volontaria.
REAZIONE M 3 : volontaria, con
aumento inaspettato di carico,
compresa tra 120 e 180 mmsec,
flessibile, modificabile da istruzioni o
anticipazione
RIFLESSI





Flessibilità e velocità di reazione sono
inversamente proporzionali; con breve
latenza la reazione è rigida e inflessibile.
M 3 è max sensibile all’ambiente, ma
lenta.
M 1 è insensibile all’ambiente, ha max
velocità.
Indotta e M 2 ricadono tra questi due.
Man mano aumenta il tempo di latenza,
intervengono tutti i circuiti feedback :
TEMPO DI MOVIMENTO.
TEMPO DI REAZIONE






TR : intervallo di tempo tra stimolo inaspettato improvviso e la
reazione ad esso.
Aumenta con la complessità del movimento, con l’aggiunta di altri
elementi, con la coordinazione di un max numero di arti, con la
durata del movimento.
Quando l’azione è più complessa, è richiesto più tempo per
organizzare il sistema; questa organizzazione anticipata è attuata
nello stadio della PROGRAMMAZIONE DELLA RISPOSTA
(automatismo).
AUTOMATISMO : elaborazione in parallelo dell’informazione senza
interferenza o competizione dell’attenzione; più efficace nel circuito
chiuso in ambiente prevedibile. Con il circuito aperto si richiede più
esperienza.
ELABORAZIONE CONTROLLATA : lenta-con attenzione-serialevolontaria.
ELABORAZIONE AUTOMATICA : veloce-senza attenzione-parallelainvolontaria.
CIRCUITO CHIUSO / APERTO



I movimenti lenti corrispondono al circuito chiuso, quelli
veloci al circuito aperto, ma è una miscela complessa, con
azioni contemporanee e intermittenti (sistemi di controllo
“ibridi”).
LEGGE DI FITTS : open e closed loops operano insieme
nelle azioni veloci e precise.I movimenti lenti sono più
precisi per max tempo per rilevare e correggere gli errori.
Se gli errori sono troppo grandi, per ridurli si deve
rallentare il movimento.I movimenti veloci sono soggetti al
compromesso velocità/precisione; un aumento della
velocità o una diminuzione del tempo di movimento
diminuiscono la precisione spaziale.
Gli errori sono causati da disturbi nel midollo e muscoli,
che producono contrazioni muscolari leggermente devianti
da quelle pianificate all’inizio.
FEEDBACK
L’informazione sensoriale relativa al movimento, derivante
dal movimento produce il FEEDBACK.
 FEEDBACK INTRINSECO : esterocettori e propriocettori.
 FEEDBACK ESTRINSECO : dall’esterno. Si basa sulla
CONOSCENZA DEI RISULTATI (raggiungimento degli
obiettivi)
CONOSCENZA DELLA PRESTAZIONE (informazione
sull’esecuzione del movimento e sua qualità : feedback
cinematico).
4 possibili funzioni :
MOTIVAZIONE
RINFORZO (+ / - / punizione)
INFORMAZIONE
DIPENDENZA

FEEDBACK




Il feedback estrinseco migliore è quello semplice,
riferito ad una caratteristica per volta.
FEEDBACK DESCRITTIVO : descrivere gli errori
compiuti durante l’esecuzione del movimento.
FEEDBACK PRESCRITTIVO : simile al descrittivo,
in più suggerimento di qualcosa per correggere gli
errori.
FEEDBACK RIASSUNTIVO : dato dopo una serie di
prove con informazione di ciascuna serie (meno
frequente, ci si focalizza meglio sull’intrinseco).