Archeopropriocezione

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1 Archeopropriocezione Dario Riva Dipartimento di Ricerche Scuola Universitaria Interfacoltà in Scienze Motorie Università degli Studi di Torino Che cos è e come si allena. Dall osservazione dei grandi campioni alla riscoperta di strutture arcaiche che tutti possiamo riattivare per migliorare le strategie di gestione del disequilibrio Si legge e si sente parlare sempre più spesso di allenamento e riabilitazione propriocettiva, ma frequentemente gli esercizi proposti non sono assolutamente adeguati allo scopo. Il loro effetto si limita ad una modesta azione positiva sulla propriopercezione, cioè la rappresentazione a livello cosciente del senso della posizione e del senso del movimento di una articolazione. Questo aspetto interessa però solo la milionesima parte dell intero flusso di segnali propriocettivi provenienti dalla periferia ed ha un effetto trascurabile sulla qualità del movimento e sulla stabilità funzionale delle articolazioni. È necessario agire invece sulla archeopropriocezione, cioè su quel flusso di segnali che coinvolge, insieme ai recettori periferici, le strutture più primitive del sistema nervoso: midollo spinale, tronco dell encefalo e parte primordiale del cervelletto (figura 1), comuni non solo ai mammiferi inferiori ma anche agli altri invertebrati. Tali strutture vengono definite sottocorticali, in quanto non entrano nel dominio della coscienza. Figura 1: sezione sagittale mediana dell encefalo di uomo: le aree azzurre sono quelle più antiche, strettamente correlate all archeopropriocezione. 1

2 Il nostro sistema nervoso infatti, proiettato in un futuro sempre più tecnologico, porta stratificata dentro di sé la storia della vita. Durante la vita fetale e durante le prime fasi successive alla nascita il sistema nervoso ripercorre rapidamente tutte quelle tappe filogenetiche che hanno richiesto milioni di anni per passare dalla organizzazione nervosa di una anemone a quella dell uomo. Come se fosse un archeologo, l uomo del terzo millennio deve riappropriarsi di un utilizzo efficace delle strutture arcaiche per evitare un futuro da umanoide con una testa enorme ed un corpo pressochè incapace di muoversi. A ogni istante, per tutta la vita, milioni di informazioni provenienti dai vari recettori periferici presenti nella pelle, muscoli, tendini, articolazioni, occhio e orecchio interno sono messe a disposizione dei centri nervosi. Le sentinelle di vedetta sono quindi sempre attive ed efficienti, ma la capacità di interpretare questi segnali per produrre risposte motorie adeguate tende progressivamente a ridursi. È come se le sentinelle di guardia e i centri di comando non parlassero più la stessa lingua. Una persona che sta molti anni all estero senza parlare la propria lingua di origine, vedrà progressivamente impoverirsi la capacità di comprenderla e di parlarla. La capacità di interpretare i segnali (o una lingua) e produrre una risposta tende quindi ad adattarsi al livello abituale di utilizzo. L impoverimento delle esperienze motorie che riguarda tutta la popolazione riduce progressivamente la capacità di interpretare i segnali periferici. Il sistema propriocettori periferici-midollo spinale-tronco encefalico mantiene, se opportunamente stimolato, una straordinaria capacità di riprogrammarsi. Alcuni autori hanno rilevato una ridotta sensibilità propriocettiva nei soggetti anziani. Studi condotti da Riva e coll., in corso presso il Dipartimento di Ricerche della Scuola Universitaria Interfacoltà in Scienze Motorie di Torino, sembrano confermare che il decadimento funzionale delle strutture implicate nella archeopropriocezione è molto più lento di quello delle strutture osteoarticolari deputate al movimento e che questa ridotta sensibilità propriocettiva sarebbe la conseguenza di una regressione funzionale da non uso. Il sistema sottocorticale di controllo del movimento manterrebbe quindi un altissimo potenziale funzionale anche in età molto avanzata e dopo lesioni traumatiche periferiche o lesioni vascolari delle aree corticali. Determinante sarà la scelta dei mezzi e dei metodi per stimolarlo. Ad esempio per andare da Milano a Napoli è possibile utilizzare una utilitaria o un auto di grossa cilindrata: cambierà la durata, il confort e la sicurezza del viaggio, ma il risultato finale sarà identico. Per andare da Milano a New York è invece necessario usare un mezzo di trasporto differente. Allo stesso modo per stimolare l archeopropriocezione e non limitarsi ad una modesta azione a livello delle percezioni propriocettive corticali è necessario utilizzare mezzi adeguati. L evoluzione dei mezzi In contrasto con il rapidissimo sviluppo tecnologico che ha rivoluzionato i vari campi della medicina e della scienza, nel settore della riabilitazione e dell allenamento della sensibilità e dei riflessi propriocettivi, gli operatori per oltre 30 anni hanno avuto un unica metodologia a disposizione: quella legata all uso delle tavole basculanti classiche. Rendere elettronica una tavola basculante rappresenta quindi, apparentemente, la naturale evoluzione di uno strumento largamente utilizzato. In realtà i presupposti fisiologici su cui si basa l utilizzo dello strumento vengono in gran parte modificati. Viene infatti confermata ed esaltata la necessità di creare situazioni di disequilibrio-instabilità e di utilizzare un mezzo caratterizzato biomeccanicamente da una superficie rotolante che consenta ad ogni inclinazione di essere controllabile (tabella 1). 2

3 Tabella 1 Feed-back visivo e frequenza di compiti L abbinamento tra una tavola basculante (ad un grado di libertà) ed un apparato elettronico che fornisce in tempo reale il feed-back visivo sull inclinazione della tavola, aumenta notevolmente il numero di situazioni biomeccaniche che il soggetto deve gestire nell unità di tempo (figura 2). Il soggetto deve cioè cercare continuamente di riallineare il suo baricentro (figura 3) alla verticale che contiene il punto di appoggio, il centro di rotazione della tavola e il centro della caviglia che sono già costantemente allineati. La presenza del feed-back visivo moltiplica enormemente la frequenza di inclinazioni-traslazioni della tavola che il soggetto deve gestire. Questa situazione può verificarsi solo con una tavola basculante elettronica. Figura 2: esempio di feed-back visivo durante esercizi monopodalici in prono-supinazione: le tre differenti posizioni dell asse di riferimento rappresentano tre diversi compiti di posizione. Il soggetto deve cercare di mantenere la tavola basculante elettronica in posizione orizzontale o a un certo angolo di supinazione o pronazione. 3

4 Figura 3: tavola basculante elettronica. Da un punto di vista biomeccanico inoltre, solo se lo strumento consente tempi di arresto-inversione brevissimi (possibili quando la latenza meccanica è nulla) è possibile gestire un alta frequenza di compiti nell unità di tempo. Questa condizione è necessaria per attivare in modo massimale l archeopropriocezione, ed in particolare i riflessi spinali propriocettivi, indispensabili per la stabilità funzionale delle articolazioni. Contrariamente a quanto si potrebbe ritenere il feed-back visivo in tempo reale comporta un flusso di segnali propriocettivi notevolmente superiore rispetto ad una situazione gestita ad occhi chiusi. L esclusione di un canale sensoriale determina sicuramente un maggior impegno da parte degli altri analizzatori sensoriali, ma in assenza del feed-back visivo il numero di situazioni biomeccaniche che vengono gestite nell unità di tempo si riduce drasticamente con conseguente riduzione del flusso di segnali propriocettivi. La gestione della verticalità diventa più grossolana. Gestione del disequilibrio: è esclusiva dei campioni dello sport? L osservazione del comportamento su tavola basculante elettronica di grandi campioni dello sport (campione del mondo di pattinaggio artistico, campionessa olimpica e mondiale di sci, calciatori del massimo livello internazionale, eccetera) ha consentito di individuare in loro, una caratteristica comune che li distingue dalle altre persone o dagli atleti di livello inferiore: tutti privilegiano immediatamente e istintivamente il controllo della verticalità del proprio corpo, rispetto al controllo della orizzontalità della tavola. Tendono cioè a mettere in stato di quiete il loro corpo, scostandosi il meno possibile dalla verticale e lasciando la tavola libera di basculare. Da questa osservazione è nato il quesito se questa raffinata gestione del disequilibrio sia una caratteristica esclusiva del campione o rappresenti, invece, un livello funzionale raggiungibile anche dalle persone comuni e come questo possa essere raggiunto. L ipotesi è stata allora quella di fornire al soggetto un potenziale punto di appoggio e di sicurezza, che lo inducesse a limitare al massimo i movimenti delle braccia e delle parti superiori del corpo e, al contempo, a utilizzarlo il meno possibile. È stato allora predisposto un supporto metallico dotato di sensore a raggi infrarossi (figura 4) in grado di rilevare il contatto delle mani dell utente e segnalarlo mediante feed-back visivo: la traccia gialla prodotta sul monitor dall inclinazione della tavola nel momento del contatto delle mani con la barra orizzontale cambia colore e diventa rossa (figura 5). 4

5 Figura 4: gestione del disequilibrio. Soggetto su tavola basculante elettronica senza vincoli. Il supporto metallico con sensore infrarosso posto di fronte al soggetto svolge funzioni di assistente e tutor. Figura 5: prova di 30 secondi. La traccia gialla rappresenta l inclinazione della tavola rispetto all asse 0. Il colore diventa rosso quando il soggetto si appoggia al supporto posto davanti a lui. 5

6 Questa struttura di appoggio potenziale consente anche al soggetto con bassi livelli di motricità, o anziano, o con problemi, di raggiungere rapidamente e spontaneamente la totale autonomia nel gestire le situazioni di instabilità proposte dalla tavola basculante, in appoggio monopodalico e bipodalico. La gestione della verticalità, che viene raggiunta anche nei soggetti con importanti problemi motori o con età avanzata, è sovrapponibile a quella che i campioni presentano già spontaneamente al primo utilizzo della tavola: masse superiori del corpo in stato di quiete e microcorrezioni a livello dei distretti più vicini al piede d appoggio. Questa gestione della verticalità comporta il massimo flusso di segnali propriocettivi a partenza dall arto inferiore in appoggio monopodalico, e quindi la massima efficacia nella stimolazione dei riflessi. Il feed-back archeopropriocettivo Per affinare ulteriormente la capacità di utilizzo del segnale propriocettivo a livello delle strutture nervose filogeneticamente più antiche, responsabili delle risposte riflesse e automatiche e del controllo dell equilibrio, è necessario, dopo la fase di addestramento con il feed-back visivo, limitare le informazioni che questo fornisce. Un esercizio eseguito in un primo tempo con il feed-back visivo, può essere poi ripetuto escludendo l informazione istantanea (figura 6) relativa all inclinazione della tavola e fornendo soltanto l informazione relativa al compito da svolgere ad ogni istante (il soggetto non è informato su cosa sta facendo). Si tratta di condizioni simili a quelle in cui si trova un pilota di aereo che deve effettuare un atterraggio strumentale nella nebbia: la torre di controllo gli comunica, a brevi intervalli di tempo, a che distanza si trova dalla pista, ma egli deve governare l aereo sulla base delle informazioni che gli forniscono gli strumenti di bordo. L informazione visiva diretta sui rapporti tra aereo e ambiente è nulla. Figura 6: anticipando di qualche istante la traccia, i punti verdi (la lepre ) riducono i compiti cognitivi del soggetto (così come il navigatore in un rally automobilistico suggerisce al pilota dove dirigersi), consentendogli di concentrarsi sulla gestione dei compiti e dell instabilità che caratterizzano ogni istante. L assenza dell informazione visiva sull inclinazione della tavola, istante per istante, comporta la massima utilizzazione dei segnali propriocettivi per svolgere adeguatamente il compito assegnato (mantenimento di una inclinazione specifica o svolgimento di compiti dinamici assegnati attraverso l interfaccia video). 6

7 Escludendo il feed-back visivo, il soggetto deve necessariamente utilizzare i segnali provenienti dai propriocettori periferici. Viene in tal modo ottimizzata l utilizzazione dei segnali afferenti a livello cosciente e la capacità di produrre risposte motorie volontarie sulla base di informazioni esclusivamente propriocettive. Il significato dei vincoli Per far nascere il massimo flusso di segnali propriocettivi dall arto inferiore in appoggio monopodalico su una tavola basculante elettronica, e ottenere quindi la massima efficacia nella stimolazione dei riflessi propriocettivi, è necessario ridurre al minimo i movimenti delle masse superiori del corpo (tronco, arti superiori) e dell arto libero. In questo modo, i centri nervosi che controllano i segnali afferenti in arrivo dall arto inferiore in appoggio e le risposte muscolari efferenti, devono rispondere alla massima frequenza, con un raffinato gioco di microcontrazioni di agonisti e antagonisti per assicurare la gestione della verticale. In pratica la massima attivazione del sistema propriocettivo e delle risposte muscolari riflesse si ottiene quando riusciamo a gestire il sistema multisegmentale, che è il corpo umano, come un sistema rigido con un unico punto di snodo a livello della caviglia (figura 7). Anche se l articolazione della caviglia è quella meccanicamente più sollecitata, tutte le articolazioni dell arto inferiore emettono un altissimo flusso di segnali afferenti e la frequenza delle risposte riflesse è massima anche a livello del ginocchio e dell anca. Questo perché le articolazioni dell arto inferiore rappresentano un unità funzionale in cui lo stato di deficienza di un distretto riduce la funzionalità degli altri anche quando questi sono esenti da lesioni strutturali. Figura 7: i punti gialli ( pace-maker o indicatore temporale ) che compaiono progressivamente sul video informano il soggetto a che altezza del tracciato dovrebbe trovarsi a ogni istante. La mancanza del feed-back visivo comporta la massima attivazione del feed-back propriocettivo. Il significato dei vincoli è quindi quello di limitare l intervento delle parti superiori del corpo, o meglio di tutti i distretti che non fanno parte dell arto di appoggio. Come esempio, possiamo distinguere alcune modalità di esecuzione nelle prove su tavola elettronica basculante in appoggio monopodalico: - senza vincoli; - con vincolo totale (figura 8) - mani ai fianchi e foglio A4 tra le cosce; - con vincolo degli arti superiori o inferiore (vincolo parziale); - con vincolo virtuale (il soggetto cerca di mantenere passivi e in massimo rilassamento l arto libero, il tronco e il cingolo scapolo omerale). 7

8 Figura 8: vincolo totale (mani ai fianchi e foglio in formato A4 tra le cosce) su tavola basculante elettronica. Le prove con massimo livello di vincolo sono adatte soprattutto per avere condizioni omogenee di valutazione, mentre l effetto allenante è massimo in condizioni di vincolo virtuale. L obiettivo dei vari livelli di vincolo e del vincolo virtuale è quello di indurre il soggetto a usare micro-movimenti a livello dei segmenti vicino al punto di appoggio per mantenere la verticalità del suo corpo e controllare l inclinazione della tavola, eliminando i macro-movimenti delle masse superiori (utilizzando cioè una strategia di caviglia). In conclusione, le tavole basculanti elettroniche modificano radicalmente i presupposti biomeccanici e fisiologici su cui si basa l utilizzo delle situazioni di disequilibrio-instabilità. Queste tavole basculanti-traslanti consentono l introduzione di nuove metodologie ad alta efficacia per la valutazione, la riabilitazione e lo sviluppo della sensibilità e dei riflessi propriocettivi. L abbinamento tra il movimento basculante, (cioè inclinazione + traslazione) e il feed-back visivo in tempo reale, possibile attraverso il monitoraggio elettronico dell inclinazione, consente di riattivare in modo massimale l archeopropriocezione. Le strutture primordiali del sistema nervoso, che non sono sotto il controllo della coscienza, si riappropriano così della capacità di gestire in modo efficace le situazioni di disequilibrio-instabilità. 8

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