Studio dello spettro del segnale elettroencefalografico in relazione all'apprendimento di sequenze motorie basato su Action Observation Training

Abstract

Evidenze sempre crescenti in ambito neuroscientifico suggeriscono come integrare l’osservazione di azioni all’interno di pratiche di apprendimento motorio possa essere un elemento decisivo nell’accelerare e migliorare la prestazione. All’interno di un ampio studio volto a indagare i correlati neurali e cinematici dell’apprendimento motorio integrato attraverso Action Observation Training (AOT), sono state condotte registrazioni elettroencefalografiche (EEG) su soggetti sani, prima e dopo un periodo di due settimane di training, mentre gli stessi osservavano le sequenze motorie da apprendere, con l’obiettivo di identificare i correlati EEG dell’apprendimento tramite AOT. Il contributo fornito da questo elaborato di tesi riguarda l’acquisizione e analisi di dati elettroencefalografici, svolta su 25 soggetti, finalizzata a valutare se vi sono specificità nella modulazione del segnale EEG in relazione all’esperienza motoria acquisita mediante il metodo AOT, confrontando questi dati con quanto riscontrato in relazione all’apprendimento tramite esercizio motorio e in relazione ad atti motori all’interno del repertorio motorio. I risultati dello studio mostrano come l’esperienza motoria acquisita durante l’apprendimento impatta significativamente sul segnale EEG in diverse bande di frequenza: la banda alfa mostra una modulazione legata all’esperienza motoria indipendente dalla tipologia di training, mentre la sincronizzazione della banda theta nella regione parietale destra, associata al metodo AOT e al follow-up, suggerisce un possibile vantaggio dell’AOT nella generalizzazione a nuove sequenze. I risultati provenienti da questa analisi evidenziano una specificità del metodo AOT sui correlati EEG dell’apprendimento motorio. Sebbene questi risultati debbano ancora essere integrati i dati di cinematica articolare per valutare le relazioni reciproche di questi segnali, essi aprono alla possibilità di monitorare indirettamente i percorsi di apprendimento motorio tramite valutazioni integrate del comportamento motorio e della reattività dei rispettivi segnali neurali.

Increasing evidence in the field of neuroscience suggests that integrating action observation into motor learning practices can be a crucial factor in accelerating and enhancing performance. Within a comprehensive study aimed at investigating the neural and kinematic correlates of integrated motor learning through Action Observation Training (AOT), electroencephalographic (EEG) recordings were conducted on healthy subjects before and after a two-week training period, during which they observed motor sequences to be learned. The objective was to identify EEG correlates of learning through AOT. The contribution of this thesis lies in the acquisition and analysis of electroencephalographic data from 25 subjects, aimed at evaluating whether there are specific modulations in the EEG signal related to motor experience acquired through the AOT method, compared with findings related to learning through motor exercise and motor acts within the motor repertoire. The study results demonstrate that motor experience acquired during learning significantly impacts EEG signals across different frequency bands. Specifically, the alpha band shows modulation linked to motor experience independent of the type of training, while synchronization of the theta band in the right parietal region, associated with the AOT method and follow-up, suggests a potential advantage of AOT in generalizing to new sequences. These findings highlight a specificity of the AOT method in influencing EEG correlates of motor learning. While further integration with assessments of joint kinematics is necessary to evaluate the mutual relationships of these signals, they offer the possibility of indirectly monitoring motor learning pathways through integrated assessments of motor behavior and the reactivity of respective neural signals.