MECCANISMI FISIOLOGICI
PER L’ALLENAMENTO DELLA
RAPIDITA’
Giuliano Fontani
Dipartimento di Fisiologia
Università di Siena
LA RAPIDITA’
è una proprietà generale del sistema nervoso centrale, che si
manifesta nella reazione motoria (V.M. Zaciorskij),
in particolare:
- Nel tempo di reazione motoria ad un segnale
-Nel raggiungimento del minor tempo di attivazione di
movimenti semplici e complessi (aciclici)
-Nel raggiungimento della massima accelerazione di successioni di
movimenti dello stesso tipo (ciclici) e nella massima frequenza di essi
LA VELOCITA’
E’ una proprietà prevalente dei muscoli che riguarda il movimento
completo, si manifesta nel tempo che essi impiegano a contrarsi
(durata del movimento una volta iniziato) e riguarda lo spostamento
del corpo nello spazio
TIPI DI RAPIDITA’
REATTIVITA’ (rapidità di reazione)
REAZIONE SEMPLICE
Reazione ad un segnale (acustico/visivo) con un
programma di movimento già automatizzato
REAZIONE COMPLESSA
Atto motorio che segue uno stimolo che richiede scelta di
risposte diverse (tra cui anche la scelta di non rispondere)
RAPIDITA’ DI AZIONE
(movimenti complessi)
Riguarda il minor tempo di attivazione delle componenti
muscolari impegnate in sequenza in un movimento
complesso
RAPIDITA’ DEI MOVIMENTI CICLICI
Capacità di raggiungere alte frequenze di movimento nel
minor tempo possibile (accelerazione e aumento della
frequenza di movimento, cioè riduzione degli intervalli tra
un ciclo e l’altro)
TIPI DI VELOCITA’
VELOCITA’ DI CONTRAZIONE
Tempo che intercorre tra l’attivazione di un muscolo e il
completamento del movimento da questo realizzato
VELOCITA’ DI AZIONE
Riguarda la durata di un movimento complesso che richiede
l’intervento di più gruppi muscolari e quindi lo spostamento
del corpo nello spazio secondo una o più direzioni
VELOCITA’ DEI MOVIMENTI CICLICI
Capacità di effettuare un’azione ciclica completa nel minor
tempo possibile spostando il corpo o un attrezzo nello
spazio
Fattore condizionante:
Qualità e quantità delle fibre
muscolari
IL MOVIMENTO SEMPLICE
STIMOLO
analisi dell’informazione
(vie e centri sensitivi-corteccia associativa)
richiamo dello schema motorio
(reattività)
RAPIDITA’
(corteccia associativa – aree frontali)
passaggio in esecuzione dello schema motorio
(dalle aree associative alla corteccia motoria specifica)
esecuzione
(corteccia motoria specifica-vie motorie- motoneuroni spinali)
di movimento
VELOCITA’
inizio attivazione muscolare
(EMG)
contrazione muscolare
spostamento
(nello spazio)
completamento del movimento
(raggiungimento del bersaglio)
I MOVIMENTI COMPLESSI
(più movimenti semplici collegati tra loro in sequenza= azione)
STIMOLO
Movimento 1
(attivazione x gruppi muscolari)
tempo di collegamento
di azione
RAPIDITA’
(elaborazione centrale)
Movimento 2
(attivazione y gruppi muscolari)
tempo di collegamento
(elaborazione centrale)
Movimento 3
di azione
VELOCITA’
(attivazione z gruppi muscolari)
tempo di effettuazione movimenti 1-2-3
completamento dell’azione
RAPIDITA’ E ALLENAMENTO
LA RAPIDITA’ è allenabile ?
per il fatto che si tratta di una capacità condizionale
dipendente in larga misura da fattori genetici, si
ritiene che la rapidità intesa come reattività e la
frequenza dei movimenti siano molto difficili da
allenare
Comunque, può essere possibile allenare la rapidità in
modo indiretto intervenendo sui fattori che la influenzano
Scopo dell'allenamento della rapidità sarà quello
di rendere l'atleta capace di:
-reagire nel più breve tempo possibile ad un
segnale
-raggiungere i valori massimi nell'accelerazione
e nella frequenza dei movimenti
-mantenere livelli elevati di questi parametri
contro fatica (resistenza alla rapidità)
Fase sensibile
6-13 anni
FATTORI CHE INFLUENZANO LA RAPIDITA’
•LIVELLO DI VIGILANZA
•ATTENZIONE – CONCENTRAZIONE
•CAPACITA’ E TEMPO DI ELABORAZIONE MENTALE
•CAPACITA’ DI ANTICIPAZIONE
•CAPACITA’ DI CONTROLLO MOTORIO
•ESPERIENZA
•AUTOMATISMI
Questi fattori che implicano attività
complesse del sistema nervoso centrale
•sono misurabili ?
•sono modificabili ?
•si possono mettere in evidenza loro
modificazioni imputabili
all’allenamento ?
IL LIVELLO DI VIGILANZA
Il livello di vigilanza o arousal
rappresenta il grado di
relazione che l’individuo è
capace di stabilire con
l’ambiente che lo circonda.
Regolato dagli effetti eccitatori o
inibitori della formazione
reticolare sulla corteccia
cerebrale, il livello di vigilanza
è massimo nella veglia attenta
e minimo nel sonno.
Il livello di vigilanza è in grado di
influenzare la prestazione.
L’ATTENZIONE
Rappresenta la capacità del
soggetto di selezionare alcuni
tra gli stimoli sensoriali che lo
raggiungono e di indirizzare i
propri sensi verso quegli stimoli
che risultano particolarmente
importanti in quel momento.
A seconda della quantità di stimoli
che devono essere selezionati
e delle necessità del momento,
si può distinguere un’attenzione
diffusa (molti stimoli presi in
considerazione) e
un’attenzione selettiva (pochi
stimoli presi in considerazione)
•
•
I processi attentivi acquistano
un’importanza crescente nel
condizionare la prestazione e il
risultato.
Attraverso l’allenamento le capacità
attentive di un soggetto si consolidano
portando all’instaurarsi di un vero e
proprio
STILE ATTENTIVO
TEMPI DI
REAZIONE E
MODALITA’
DI ANALISI
DEL
SEGNALE
I tempi di
questi passaggi
possono
essere ridotti
Tempi di Reazione
(msec)
Sportivi
Sedentari
P<*
ALERT
224,14
258,44
0,01
GO/No-go
487,59
544,91
0,03
Test
complesso
516,97
636,70
0,002
• Student’s t-test
Se gli sportivi hanno tempi di reazione più bassi ciò
significa che l’allenamento e l’acquisizione di un certo
tipo di attitudine mentale derivante da questo, sono
capaci di influenzare la reattività. Questa differenza
cresce con la complessità del test.
MRBMs - Movement Related Brain Macropotentials
EXPECTANCY
STIMULUS
PROCESSING
Pre Motor Period
Pre Stimulus Period
-0.16
-0.11
BP
PMP
-0.06
RESPONSE
EVALUATION
ACTION
Motor Period
Motor
Action
Post Motor Period
Motor
Completion
0.008
N1
N2
0.006
P1
-0.01
0.004
0.04
Pk2
Pk1
0.09
0.14
EMG
0
400 800 1200 1600
Stimulus
mV
MCP
0.002
N3
P2
SPP
0
0
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
msec
Cz GO - NOGO
Motor Period
Pre Motor Period
Stimulus
-0.15
Post Motor Period
-0.1
0.024
Go
-0.05
Nogo
mV
PMP
MCP
0.02
0.016
Go EMG
0
0.012
0.05
0.008
SPP
SPP
0.1
0.004
EMG
0.15
0
200
400
600
800
1000
msec
1200
1400
1600
1800
0
2000
Test Complesso
Attenzione Sostenuta
Cz (MRBM) - EMG
0.018
0.016
0.05
0.014
Ampiezza mV
0
0.012
-0.05
0.01
-0.1
0.008
0.006
-0.15
0.004
-0.2
EMG
0.002
-0.25
TEST COMPLESSO
0.1
0
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
tempo (msec)
Test Semplice
Cz (MRBM) - EMG
MCP
ACTION
0.15
0.018
0.016
0.1
0.014
Ampiezza
0.05
0.012
0.01
0
0.008
-0.05
0.006
0.004
-0.1
EMG
0.002
-0.15
0
0
400
800
1200
tempo (msec)
1600
2000
2400
2800
TEST SEMPLICE
STIMULUS
PROCESSING
PMP
Potenziali cerebrali collegati
al movimento (MRBMs)
come compaiono nei test
attentivi di
Reattività Complessa
(Test Attenzione Sostenuta,
pressione di tre tasti) e
Semplice (Test Alert,
pressione di un solo tasto).
Pre Motor Potential
(PMP) e Motor Cortex
Potential (MCP)
Compaiono prima (PMP) e
durante (MCP) l’attivazione
EMG. La loro forma, ampiezza
durata e latenza crescono con
la complessità dell’impegno
attentivo.
EFFETTI DELL’ALLENAMENTO
-35,00
Amplitude (uV)
-30,00
Potenziali cerebrali collegati al
movimento (MRBMs)
BP
EXPECTANCY
-25,00
-20,00
Test 1
Test 5
-15,00
-10,00
2500 2534 2568 2602 2636 2670 2704 2738 2772 2806 2840 2874 2908 2942 2976
Time (msec)
Test 1: Y= - 0.038x - 16; r=0.968
Test 5: Y= -0.079x - 16; r=0.954
PMP Duration Before and After Training
EFFETTI DELL’ALLENAMENTO
Pre Motor Period
PMP
480
PRE MOTOR POTENTIAL (PMP)
STIMULUS PROCESSING
420
Before
After
-0.4
-0.2
0
mV
360
300
A
0.2
CH
0.4
CHNG
0.6
msec
0.8
240
1
0
50
100 150 200 250 300 350 400
msec
180
120
60
0
A
CH
CHNG
MCP Duration Before and After Training
Motor Period
MCP
1280
CH
A
MOTOR CORTEX POTENTIAL (MCP)
-2
1120
Before
After
MOTOR ACTION
-1.5
-1
mV
960
EFFETTI DELL’ALLENAMENTO
CHNG
-0.5
msec
800
0
0.5
640
0
200
400
600
800
msec
1000
1200
480
320
160
0
A
CH
CHNG
ALLENAMENTO
PICCO DI ATTESA (BP)
PIU’ ALTO
EFFETTI
PREPARATORI —
ALTO IMPEGNO
ATTENTIVO
Precoce
attivazione EMG
(Riduzione del tratto
Stimolo – EMG)
AUMENTO
VELOCITA’ DI RISPOSTA
(Riduzione del tratto
EMG-RT)
Rapidità
PICCO PRECOCE
(MCP)
DELL’ATTIVAZIONE
MOTORIA
Minore
durata
del PMP
RIDUZIONE DEL TEMPO
DI PROCESSO DELLO
STIMOLO
MIGLIORAMENTO DELLA
REATTIVITA’
RIDUZIONE
DEL TEMPO DI
REAZIONE (RT)
GESTO MOTORIO
STIMOLO
ELABORAZIONE
DELL’INFORMAZIONE
MISURE
PARAMETRI
FISIOLOGICI
COSTRUZIONE DELLO
SCHEMA MOTORIO DI
RISPOSTA
MRBMs
TRASFERIMENTO DEL
COMANDO MOTORIO AI MUSCOLI
EMG
ATTIVAZIONE EMG
CONTRAZIONE MUSCOLARE
ED ESECUZIONE DEL MOVIMENTO
(VELOCITA’ DI MOVIMENTO)
VELOCITA’
MOVIMENTO
TEMPO
REAZIONE
RISPOSTA
(Tempo di Reazione)
Ambiti di
intervento per un
allenamento della
rapidità
invariante
stimolo
-0,06
-0,04
ANTICIPAZIONE
PMP
MCP
-0,02
BP
0,02
0,04
EMG
0,06
0,08
0,1
2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 6000
tempo (msec)
Ampiezza
0