L’influenza della fatica muscolare e dell’action observation in un compito di apprendimento motorio

Abstract

L'Action Observation Training (AOT) sfrutta il meccanismo mirror per facilitare l'acquisizione di abilità motorie e trova applicazione in diversi ambiti come quello clinico e sportivo. Un fattore comune ad entrambi i contesti è la fatica muscolare. Essa agisce sia a livello centrale modulando l’output corticale motorio, sia a livello periferico, producendo in ultima fase un peggioramento delle prestazioni motorie. In questa direzione, il presente studio ha investigato l’impatto della fatica muscolare sull'apprendimento motorio mediato dall'AOT. A tal fine, abbiamo reclutato 49 soggetti sani e chiesto loro di eseguire un compito di destrezza manuale per 7 volte con la mano destra. Tra una ripetizione e la successiva i partecipanti osservavano il video o di un esperto mentre eseguiva il task o di un paesaggio, ed eseguivano una contrazione massimale tra pollice e mignolo della mano sinistra. L’affaticamento muscolare è stato monitorato e valutato tramite elettromiografia del muscolo opponente del pollice sinistro. I risultati mostrano curve di apprendimento simili tra i due gruppi, a differenza di quanto riscontrato invece in un precedente lavoro di Nuara e colleghi (2023) dove, utilizzando lo stesso task in condizioni di riposo, l’AOT aveva prodotto un significativo miglioramento della performance motoria rispetto al gruppo di controllo. Inoltre, i partecipanti sottoposti a fatica muscolare presentano un apprendimento più rapido, che tuttavia si interrompe prima rispetto ai partecipanti dello studio di Nuara e colleghi che praticavano AOT. La fatica muscolare sembrerebbe avere quindi un effetto negativo in un compito di apprendimento motorio mediato da AOT. Questo potrebbe essere dovuto ad una interferenza prodotta in aree corticali motorie attivate in contemporanea sia dall’osservazione dell’azione che dal compito di contrazione isometrica massimale della mano controlaterale. Ciononostante, la fatica muscolare produce inizialmente un miglioramento della performance motoria controlaterale, probabilmente dovuto ad un effetto di segregazione interemisferica. In conclusione, i dati riportati nel presente elaborato evidenziano chiaramente la necessità di tenere in considerazione l’effetto della fatica muscolare all’interno di contesti di apprendimento, prevenzione e riabilitazione motoria tramite AOT.

Action Observation Training (AOT) exploits the mirror mechanism to facilitate the acquisition of motor skills and has applications in clinical and sport contexts. A common factor in both contexts is muscle fatigue. It acts both at the central level by modulating motor cortical output and at the peripheral level by ultimately producing a deterioration in motor performance. In this direction, the present study investigated the impact of muscle fatigue on AOT-mediated motor learning. To this aim, we recruited 49 healthy subjects and asked them to perform 7 times a manual dexterity task with their right hand. Between each repetition, participants watched a video either of an expert performing the task or of a landscape and performed a maximal contraction between the thumb and little finger of their left hand. Electromyography was recorded on the Opponens Pollicis of the left hand to evaluate muscular fatigue. Results showed similar a learning between the two groups, in contrast to a previous work by Nuara and colleagues (2023) where, using the same task at rest, AOT produced a significant improvement in motor performance compared to the control group. In addition, participants undergoing muscle fatigue exhibited faster learning, which, however, ceased earlier than participants in the study by Nuara and colleagues who practiced AOT. Thus, muscle fatigue seems to have a negative effect in an AOT-mediated motor learning task. This could be due to an interference produced in motor cortical areas simultaneously activated by both action observation and the hand maximal isometric contraction task. Nevertheless, muscle fatigue initially produces an improvement in contralateral motor performance, probably due to an interhemispheric segregation effect. In conclusion, the data reported in this paper clearly highlight the need to consider the effect of muscle fatigue within learning, prevention, and motor rehabilitation contexts using AOT.