Studi sperimentali sulle strategie per il controllo di diversi tipi di movimenti del braccio

Il sistema nervoso centrale (SNC) elabora e controlla gli stimoli da inviare ai muscoli per la loro attivazione finalizzata ad una determinata interazione con l’ambiente circostante. Le informazioni esterne acquisite tramite il sistema visivo e le finalità dell’azione da eseguire rappresentano i parametri di base sui quali viene elaborata l’attività muscolare. Le modalità attraverso cui questa attività viene promossa rappresentano un aspetto centrale nella fisiologia neuromotoria, ancora poco compreso. Il problema che si deve affrontare risulta estremamente complesso e ciò può essere compreso semplicemente considerando l’elevato numero di gradi di libertà presentato dal sistema muscolo scheletrico e le infinite possibilità con le quali determinati muscoli possono essere attivati per eseguire una data sequenza di movimenti. Il lavoro svolto in questa tesi è parte integrante di un approccio innovativo per lo studio della coordinazione motoria basato sull’ipotesi che il SNC utilizzi un’architettura modulare per il controllo del movimento. Gli studi qui presentati hanno avuto come intento quello di identificare le regolarità nell’attività muscolare nelle caratteristiche cinematiche osservate durante diversi tipi di movimento del braccio in grado di avvalorare l’ipotesi di una architetture di controllo modulare. I capitoli 2 e 3 sono relativi a due studi che riprendono un paradigma classico, consistente nello studio dei movimenti di puntamento, ma rivisitato utilizzando un nuovo strumento di indagine analitica, sviluppato dal nostro gruppo di ricerca, per l’individuazioni degli invarianti presenti nell’attività muscolare osservata. I risultati di questi due studi supportano l’ipotesi avanzata mostrando l’evidenza di una architettura modulare di controllo. Per aumentare la naturalezza dei movimenti del braccio, sono stati inoltre presi in considerazione i movimenti di intercettamento di una palla in movimento. Per studiare in maniera sistematica questi movimenti è stato necessario progettare e realizzare un dispositivo di lancio automatizzato illustrato nel dettaglio nel capitolo 4. Dai risultati preliminari riportati nel capitolo 5 emerge anche per questi movimenti del braccio una strategia di controllo modulare che evidenzia interessanti aspetti dal punto di vista della temporizzazione dell’intervento dei moduli base durante le fasi del volo della palla.