Abstract
La Conoscenza del Risultato per l’apprendimento motorio, relazione fra stima soggettiva dell’errore e frequenza relativa del feedback esterno. La ricerca sull’apprendimento di un compito motorio, benché condotta in genere su individui sani, può offrire utili indicazioni circa le strategie migliori da adottare nella riabilitazione di soggetti con lesioni del SNC. La riabilitazione, infatti, può essere considerata come un processo di apprendimento in condizioni patologiche (Perfetti, 1979; Carr e Shepherd, 1987). Esistono numerose evidenze sperimentali che, una minor frequenza relativa (FR) con cui è fornita a colui che apprende la conoscenza del risultato (CR) circa l’esito della risposta, e la richiesta della formulazione di una stima soggettiva prima della CR (SS), influenzano entrambe positivamente la fissazione del compito motorio. Recentemente è stata però suggerita la possibilità di una interazione fra queste due variabili, nel senso che il soggetto, quando deve formulare una stima soggettiva dell’errore, si avvantaggerebbe di una maggiore, e non di una minore, FR (Guadagnoli e Kohl, 2001). Per verificare questo dato, 60 soggetti giovani sani (età media 24.1 ± 3.2) hanno praticato un semplice compito di produzione di un target di lavoro concentrico con i muscoli flessori del gomito durante contrazione isocinetica alla velocità di 30 gradi/secondo. Durante i trial di pratica, ai soggetti a) era richiesto, o non era richiesto, di stimare l’errore compiuto nel trial appena concluso, e b) era fornita CR dopo ogni trial (100% FR) o dopo uno ogni cinque trial (20% FR). Per stressare ulteriormente la differenza fra i soggetti che dovevano o non dovevano formulare una SS, a quest’ultimi era chiesto, immediatamente dopo la conclusione del trial, di eseguire un semplice calcolo mentale. Tutti i soggetti hanno effettuato 15 serie di 10 ripetizioni del compito durante un’unica sessione di pratica. Un test di ritenzione (1 serie di 10 ripetizioni senza CR né SS) era effettuato il giorno successivo. Il confronto fra i gruppi al test di ritenzione è stato eseguito con l’analisi della varianza, prima e dopo aggiustamento per le condizioni iniziali.
I risultati hanno mostrato che, dopo aggiustamento per le condizioni iniziali, il gruppo di soggetti che riceveva la CR con 100% FR e che doveva formulare la SS durante il periodo di pratica, eseguiva il test di ritenzione in maniera significativamente migliore.

INTRODUZIONE
Quando si parla di “apprendimento” si indica una “modificazione relativamente durevole indotta in un organismo direttamente dall’esperienza” (Zingarelli, 1990); siamo quindi davanti ad un complesso processo che chiama in causa vari aspetti interagenti tra loro e che ha come carattere distintivo la stabilità nel tempo. Infatti la modificazione relativamente fissa nel comportamento è la cosa che differenzia l’apprendimento dal temporaneo miglioramento della prestazione. Se il giorno dopo non si è in grado di ricordare come eseguire il compito, quest’ultimo non è stato appreso. Per valutare se si tratta di cambiamenti transitori o di vero e proprio apprendimento, è necessario perciò che la prestazione sia valutata nuovamente più tardi (Poole, 1991).
È stato introdotto dai ricercatori un protocollo sperimentale in grado di distinguere tra effetti temporanei (miglioramento della performance) ed effetti relativamente permanenti (apprendimento), che prevede due fasi (Winstein, 1991):
1) fase di acquisizione (o di pratica), durante la quale il soggetto compie numerose prove (trial); in questa fase i differenti gruppi sperimentali ricevono un trattamento con diversi livelli della variabile indipendente in esame, ad esempio differenti programmi di feedback estrinseco;
2) fase di trasferimento, nella quale tutti i gruppi sono trasferiti ad un livello comune della variabile studiata, ad esempio assenza di feedback estrinseco; questa fase deve essere sufficientemente separata nel tempo dalla fase di pratica, così che gli effetti transitori della variabile indipendente siano scomparsi; in questo modo si può ritenere che la performance nella fase di trasferimento rifletta l’apprendimento indotto dalla variabile indipendente durante la fase di acquisizione.
Alcuni testi distinguono la seconda fase in ritenzione vera e propria e trasferimento (Carnahan e coll., 1996; Weeks e Kordus, 1998), quest’ultimo volto a verificare se il soggetto è in grado di utilizzare l’abilità appresa in un contesto diverso, ovvero se nella sua memoria si è costituito un pattern più generalizzato dell’abilità stessa. Ad esempio, se un soggetto è stato esercitato a tirare delle freccette ad una certa distanza dal bersaglio, nel test di ritenzione effettuato uno o due giorni dopo, si farà ripetere la prova alla stessa distanza, mentre nel test di trasferimento si chiederà lo stesso compito ma ad una distanza maggiore o minore di quella esercitata durante la fase di acquisizione.
L’apprendimento di un’abilità motoria è influenzato da molteplici fattori, ma un fattore critico è certamente la disponibilità di un feedback che informa colui che apprende circa il successo della propria risposta (Adams, 1987; Salmoni, Schmidt e Walter, 1984; Winstein, 1991). Il feedback è infatti usato nelle prime fasi dell’apprendimento per generare o modificare ogni successivo pattern di movimento, mentre in seguito permette il confronto tra il movimento eseguito e il riferimento corretto.
Il termine feedback significa, letteralmente, “retroazione”; un sistema a feedback è un sistema che dispone di sensori che rilevano parametri in uscita, realizza il confronto tra il movimento eseguito e quello desiderato, e segnala l’eventuale errore. Il feedback informa quindi colui che apprende circa il successo della propria risposta ed è proprio per questo che è stato a lungo considerato un fattore critico per la prestazione motoria e per l’apprendimento (e.g. Adams, 1987; Bilodeau, 1996; Salmoni, Schmidt, & Walter, 1984) Bilodeau, 1966; Salmoni, Schmidt, & Walter, 1984).
Le informazioni relative al movimento sono state distinte in tre categorie (Baroni e Benvenuti, 1991):
1) feedback periferico o controinformazione dagli organi di movimento, principalmente di tipo tattile e cinestesico;
2) feedback interno o contro informazione centrale, denominato dai diversi autori anche copia efferente o scarica corollaria;
3) feedback esterno o controinformazione sugli effetti del movimento, cioè conoscenza del risultato; la conoscenza del risultato (CR) può essere definita come l’informazione che rappresenta la differenza fra le risposte date e quelle ideali (Schmidt e Lee, 1999).
Un accordo in letteratura per quanto riguarda il comportamento motorio è che una certa CR è necessaria per l’apprendimento di una nuova risposta motoria (e.g., Magill, 1993; Rosenbaum, 1991; Schmidt & Lee, 1999; Shea, Shebilske, & Worchel, 1993).
Il feedback periferico e la conoscenza del risultato possono essere tratti direttamente dal soggetto che esegue il compito o forniti ad esso da una sorgente esterna. Da questo punto di vista, Winstein (1987) parla rispettivamente di feedback intrinseco e feedback estrinseco. Il feedback intrinseco fornisce informazioni sia durante che dopo la produzione di movimento ed è inerente all’informazione sensoriale provenienti dai recettori posti nei muscoli, articolazioni, tendini e nella cute, o da telocettori quali vista e udito. Al contrario il feedback estrinseco è un’informazione proveniente da una fonte esterna che accresce il feedback intrinseco. La fonte esterna può essere il terapista o un dispositivo come una macchina biofeedback o un cronometro. Maggiore è il numero di canali sensoriali attraverso cui il feedback viene fornito, più forte sarà il riferimento di correttezza.
Le potenzialità del feedback estrinseco sono evidenziate da alcuni studi che hanno mostrato come l’apprendimento motorio possa svolgersi in assenza del feedback intrinseco. Nello studio classico di Rothwell e coll. (1982) i soggetti, privati delle afferenze, imparavano nuovi compiti motori mentre ricevevano feedback visivi estrinseci attraverso l’uso di un oscilloscopio. Quando il feedback visivo fu rimosso, il soggetto sapeva eseguire il compito ma la sua prestazione diminuiva nel tempo. Gli autori conclusero che il feedback era necessario in alcuni punti successivi per aggiornare il SNC circa il successo e soprattutto l’accuratezza del movimento.
Anche il feedback estrinseco può essere distinto in informazioni relative all’esito dell’azione e informazioni relative alla sequenza motoria che ha prodotto l’azione stessa. Nel primo caso si fornisce dall’esterno un feedback verbale arricchito circa il risultato del movimento, si ha cioè una forma di Conoscenza del Risultato (CR). La CR fornisce informazioni circa gli errori, perciò fornisce a colui che apprende l’informazione su come modificare il movimento nel successivo tentativo. La Conoscenza della Performance (CP) è invece un feedback verbale circa la natura del movimento che può essere fornito solo al termine del movimento. La ricerca sull’importanza del feedback estrinseco nell’apprendimento motorio si è focalizzata quasi esclusivamente sulla CR (Adams, 1987). Questa preferenza è dovuta essenzialmente alla facilità con cui la CR può essere ottenuta, quantificata e manipolata nelle condizioni sperimentali.
Vi sono molte variabili potenzialmente importanti per l’apprendimento relative al tipo di feedback fornito al soggetto che apprende un compito motorio e alle modalità di somministrazione del feedback estrinseco, da anni oggetto di ricerca. Nella ricerca sul rapporto fra feedback e apprendimento motorio si crea una condizione ambientale sperimentale in cui l’utilità del feedback intrinseco pertinente al risultato è minimizzata, quindi il feedback viene reintrodotto (in genere sotto forma di CR) e vengono esaminati i suoi effetti sul processo di apprendimento (Winstein, 1991). Così un protocollo sperimentale può imitare strettamente le condizioni di un paziente con deficit sensoriali che è incapace di usare efficacemente il feedback intrinseco per il controllo motorio e quindi deve fare affidamento sul feedback estrinseco fornito dal terapista. Tale paradigma di ricerca è basato sulla premessa che il feedback estrinseco funzioni nell’apprendimento di compiti artificiali in laboratorio, nello stesso modo in cui funziona il feedback intrinseco nelle situazioni della vita reale. Pertanto si ritiene che i processi facilitati dall’uso del feedback estrinseco nel laboratorio, come la correzione dell’errore o lo sviluppo di un riferimento interno di correttezza, siano simili a quei processi facilitati dall’uso di fonti di feedback intrinseco in condizioni naturali, in cui la CR non è disponibile o è ridondante.
Ci sono molti parametri relativi alla somministrazione della CR in grado potenzialmente di influenzare il grado di apprendimento motorio, ma la maggior parte degli studi si sono focalizzati sulla frequenza relativa con la quale è fornita, a colui che apprende, la conoscenza del risultato. Con questo termine (frequenza relativa), si intende la percentuale dei trial per i quali viene fornito il feedback durante una sessione di pratica rispetto al numero totale delle prove, mentre il termine frequenza assoluta indica il numero totale dei trial per i quali è fornito tale feedback, (Winstein, 1991; Duncan e Badke, 1989). Per esempio, se CP e/o CR vengono fornite ogni 2 prove nell’ambito di un programma di 20 trial, la frequenza assoluta è di 10 esposizioni all’informazione, mentre la frequenza relativa è del 50%. L’entità del feedback estrinseco può essere incrementata aumentando il numero dei trial e quindi aumentando la frequenza assoluta, oppure fornendo l’informazione più spesso durante le prove, aumentando quindi la frequenza relativa.
C’è stato un notevole dibattito circa la frequenza della CR e il protocollo di somministrazione utile ad ottimizzare l’apprendimento motorio (Guadagnali, Dornier, & Tandy, 1996; Schmidt & Lee, 1999; Swinnen, 1996). In generale, la letteratura sull’apprendimento motorio ed i protocolli di pratica clinica mostrano in maniera sorprendentemente costante che, durante la pratica nella maggior parte dei compiti, quasi ogni variazione che aumenta la disponibilità dell’informazione fornita dal feedback (immediatezza, precisione, frequenza, numero di canali) avvantaggia la prestazione ed incrementa la percentuale di miglioramento da un trial all’altro. Se la prestazione si avvantaggia da tali condizioni, non è però detto che queste favoriscano anche l’apprendimento e la ritenzione. Da un punto di vista teorico, sono state suggerite due ipotesi opposte circa la frequenza ottimale della CR.
Le prime teorie relative ai processi di elaborazione dell’informazione suggerivano che la CR è usata principalmente per l’apprendimento motorio in due modi complementari: a) colui che apprende necessita di una CR per testare l’ipotesi della correttezza della precedente risposta, e b) ogni ipotesi circa la risposta che viene testata contribuisce ad una migliore memoria di quella risposta (Adams, 1971, 1987; Schmidt, 1975). In altre parole, dopo il completamento della prova, colui che apprende deve formulare una ipotesi circa la propria risposta, cioè deve stimare con quale successo abbia sostenuto la prova. Egli deve poi verificare la correttezza di tale ipotesi, e questo può avvenire mediante il confronto con la CR ricevuta. Sulla base di questo confronto, svilupperà un’ipotesi di risposta, o un piano, per il trial successivo. In accordo con questa idea, Adams (1971) propose che per l’apprendimento motorio i soggetti debbano usare la CR per correggere le risposte future sulla base delle informazioni tratte dalla precedenti risposte. La forza della memoria che controlla la risposta si sviluppa come una funzione positiva del feedback prodotto dalla risposta in relazione alla CR, cioè dell’ipotesi di risposta che viene testata. Adams osservò anche che quando la conoscenza del risultato non viene fornita, colui che apprende può potenziare soltanto quello che è stato appreso dalle precedenti risposte con la CR. Perciò, sulla base di questa prospettiva (Adams, 1971, 1987; Schmidt, 1975), era previsto che il 100% di frequenza della CR dovrebbe massimizzare gli effetti del training per quanto riguarda l’apprendimento.
In più recenti prospettive teoriche circa i processi di elaborazione dell’informazione, questa ipotesi è stata messa in discussione. Infatti è stato suggerito che, in qualche modo, quando al soggetto che deve apprendere è fornita un’alta frequenza della CR, alcune formulazioni della CR verranno usate per guidare le risposte future. Questo tipo di ipotesi è stata riferita come ipotesi guida (Salmoni et al., 1984; Schmidt, 1991; Schmidt & Bjork, 1992). Un’implicazione dell’ipotesi guida è che quando i partecipanti ricevono, durante l’acquisizione, un’alta frequenza della CR, non riescono ad usare i processi di memoria addizionale o ricercano fonti di informazioni aggiuntive che contribuiscono allo sviluppo della memoria. In contrapposizione, quando viene fornita ai partecipanti una bassa frequenza della CR, viene incoraggiato l’impegno dei processi di memoria addizionale durante i trial non guidati dalla conoscenza del risultato. Questi processi di memoria addizionale, a loro volta, promuovono lo sviluppo della memoria. Sulla base di queste più recenti prospettive sull’uso della CR per l’apprendimento motorio (e.g., Schmidt, 1991), è stato affermato che una bassa frequenza della CR, comunque minore del 100%, può ottimizzare gli effetti dell’apprendimento motorio a lungo termine e della ritenzione.
Numerosi studi sono stati condotti per confrontare l’effetto di una diversa frequenza relativa della CR sull’apprendimento di un gran numero di abilità motorie, con risultati in genere a favore dell’ipotesi-guida. Nella maggior parte dei casi, infatti, è stato trovato che i soggetti che si esercitavano nel compito con minore frequenza relativa del feedback estrinseco ottenevano risultati migliori ad un test di ritenzione. In effetti i dati di letteratura a sostegno della teoria della guida sono abbondanti.
Uno dei primi studi che supportavano le nuove prospettive teoriche fu condotto all’inizio degli anni ’90 da Winstein e Schmidt (1990) in cui si cercava di ottimizzare gli effetti vantaggiosi per l’apprendimento attribuiti alla pratica in condizioni di ridotta frequenza relativa di CR, attraverso la manipolazione del programma di prove con CR e senza CR all’interno di una seduta di pratica. Due gruppi di soggetti esercitavano un complesso pattern di movimento spazio–temporale per 2 giorni in condizioni di alta (100%) o moderata (50%) frequenza relativa di CR. In questo esperimento, il numero di prove (196 al giorno) era tenuto costante tra i gruppi, permettendo così di covariare la frequenza relativa ed assoluta. Nel gruppo del 50% si effettuava una riduzione progressiva della CR: in ogni giorno, la parte di prove con CR era relativamente alta all’inizio nella pratica (100%), ma era gradualmente ridotta verso la fine della pratica (25%). Successivamente ai 2 giorni di pratica, erano somministrati a ciascun gruppo un test di ritenzione dopo 5 minuti e dopo un giorno.
I risultati mostravano che non c’era alcuna differenza nel grado di errore medio fra i gruppi durante la fase di acquisizione. Nel test di ritenzione immediato senza CR, il gruppo col 50% di CR otteneva un punteggio di errore lievemente più basso (8.5 contro 9.2) rispetto al gruppo del 100%, e questa differenza era ancora più evidente nel test di ritenzione più tardivo (10 contro 12.1): per entrambi i gruppi, la prestazione peggiorava tra la fine dell’acquisizione e il test di ritenzione, ma questo peggioramento era nettamente maggiore nel gruppo con 100% di CR.
Questi risultati furono replicati in un secondo esperimento (Winstein e Schmidt, 1990) nel quale era usato lo stesso programma di CR dell’esperimento precedente per un periodo di 2 giorni di pratica, ma in cui il test di ritenzione, eseguito il giorno successivo, era costituito da 12 prove con CR fornita dopo ciascuna prova. Sorprendentemente, il gruppo del 50% aveva prestazioni significativamente migliori rispetto al gruppo del 100% di CR perfino in questo test di ritenzione con il 100% di CR. La riduzione del 50% della frequenza relativa di CR durante la pratica sembrava perciò facilitare lo sviluppo di una capacità di risposta indipendente dalle particolari caratteristiche superficiali della pratica e dalle condizioni di ritenzione.
I risultati di Winstein e Schmidt (1990) sono stati ripetutamente confermati da altri autori che hanno confrontato gruppi con differente frequenza della CR (Nicholson & Schmidt, 1991; Vander Linden e coll., 1993; Winstein e coll., 1994, 1996; Weeks e Kordus, 1998). È interessante rilevare che i risultati sono simili anche se la popolazione studiata è anziana. Benché ci siano evidenti modificazioni legate all’età per quanto riguarda gli aspetti cognitivi e il controllo motorio, non molte ricerche sono state condotte sull’effetto dell’età nell’apprendimento di abilità motorie. Dai pochi dati disponibili sembra però che la capacità di elaborare la CR e gli effetti di questa sull’apprendimento motorio siano simili nei giovani e negli anziani. Swanson e Lee (1992) hanno esaminato gli effetti di differenti programmi di esposizione alla CR in giovani adulti (20-23 anni) ed in adulti più anziani (60-82 anni). I risultati mostravano che c’erano differenze tra adulti giovani ed anziani nella precisione e costanza della prestazione quando era fornita la CR. Le differenze nella precisione persistevano al test di ritenzione senza CR, dove però non c’erano più differenze nella variabilità. Inoltre, non c’erano interazioni dell’età con nessuna delle variabili correlate alla CR.
Risultati simili sono stati riportati da Wishart e Lee (1997). Utilizzando un compito trisegmentale, in cui ogni segmento aveva specifici obiettivi di timing, gli autori hanno confrontato 3 differenti manipolazioni della frequenza relativa CR in adulti giovani e anziani. Le 3 condizioni erano 1) 100% di CR, nella quale la CR relativa a tutti e tre i segmenti era fornita dopo ogni prova, 2) 67% di CR, nella quale l’informazione diminuiva progressivamente nelle diverse prove, e 3) 67% di CR, in cui l’informazione era diminuita nei vari segmenti all’interno di ciascuna prova. Dopo 90 prove di acquisizione, tutti i soggetti eseguivano test di ritenzione, trasferimento e riacquisizione. C’erano delle differenze età-correlate riguardo alla precisione e alla costanza del movimento nei test di acquisizione e di ritenzione, ma non nel test di trasferimento. Comunque, nessuna di queste differenze interagiva con la manipolazione della frequenza della CR. Sorprendentemente, non c’era alcun effetto attribuibile alla diversa modalità di riduzione dell’informazione.
Evidenze a sostegno della teoria della guida derivano anche dai dati relativi all’efficacia di una CR riassuntiva (Gable, Shea, &Wright, 1991; Lavery, 1962; Lavery & Suddon, 1962; Schmidt, Lange, & Young, 1990; Schmidt, Young, Swinner, & Shapiro, 1989; Carnahan e coll., 1996) e di una CR media (Young & Schmidt, 1990, 1992; Yao, Fischman, & Wang, 1994). Una CR riassuntiva (summary KR) significa dare l’informazione circa l’esito di ogni prova in una serie di prove solo dopo che l’intera serie è stata completata, anziché fornire il feedback estrinseco dopo ogni singola prova. La CR media (averaged summary KR) è una variante in cui la CR è presentata come il valore medio della serie di prove. In entrambi i casi si riduce la disponibilità del feedback estrinseco per guidare la performance successiva, disponibilità che secondo l’ipotesi-guida può scoraggiare addizionali processi di elaborazione che a loro volta promuovono lo sviluppo della memoria.
Anche i risultati della ricerca sull’influenza del feedback simultaneo e continuo hanno anche supportato la teoria, perché il feedback simultaneo assicura una guida in linea, ed è stato ripetutamente dimostrato che questa ostacola l’apprendimento di un’abilità motoria (Vander Linden e coll., 1993; Kohl e coll., 1993; Kohl e Shea, 1992; Winstein e coll., 1996; Park e coll., 2000; Schmidt e Wulf, 1997).
Il sostegno alla teoria della guida non è tuttavia unanime (Dunham e Mueller, 1993; Lee e coll., 1990; Sidaway e coll., 1991; Sparrow e Summers, 1992). Disparità nei risultati si hanno soprattutto per studi di compiti più complessi (Guadagnoli e coll., 1996; Wulf e coll., 1998). Ad esempio, Lai e Shea (1999) hanno confrontato un gruppo con 100% di FR con gruppi che ricevevano il feedback con FR inferiore al 100%, applicata con protocolli diversi, trovando che questi ultimi non differivano fra loro, ma erano entrambi superati dal gruppo 100% ad un test di ritenzione senza CR.
Per questa disparità di risultati, Guadagnoli e Kohl (2001) hanno recentemente proposto una suggestiva spiegazione: ciò che il soggetto fa prima di ricevere la CR, e il modo in cui userà quest’ultima, non sono indipendenti fra di loro. In altre parole, se prima di ricevere il feedback il soggetto elabora una ipotesi circa la prestazione appena conclusa, egli userà la CR per operare un confronto fra la propria ipotesi e il risultato effettivamente ottenuto; naturalmente questo confronto non sarà possibile per tutti i trial per i quali egli non riceve l’informazione di ritorno. Se però il soggetto non costruisce una ipotesi di risposta, la CR sarà utilizzata in un modo del tutto diverso, e cioè per guidare meccanicamente la risposta successiva.
In effetti, è dimostrato da tempo che sollecitare il soggetto a verbalizzare una stima soggettiva dell’errore è una strategia utile ad ottimizzare l’apprendimento. Il primo studio che ha indagato l’influenza di una stima della prestazione da parte di chi apprende un compito motorio fu condotto da Swinnen e coll. (1990). Questi autori confrontarono l’acquisizione di abilità per un gruppo di soggetti che ricevevano il 100% di CR dopo un breve ritardo, con un altro gruppo che riceveva il 100% di CR istantaneamente. Gli autori introdussero però la variabile stima, studiando quindi 3 condizioni di CR: a) CR istantanea, cioè presentata immediatamente dopo il completamento del movimento, b) CR ritardata, cioè presentata dopo un intervallo di 8 secondi, e c) CR ritardata con un intervallo di 8 secondi, durante i quali il soggetto era tenuto a fare una stima della propria prestazione. I risultati mostrarono che, mentre durante la fase di acquisizione non c’era differenza fra i tre gruppi, in un test di ritenzione immediato (dopo 10 minuti) e tardivo (dopo 2 giorni) il gruppo con CR immediata mostrava un peggioramento marcato nella prestazione rispetto agli altri due gruppi. Nel test di ritenzione più tardivo, il gruppo che durante la pratica doveva fare una stima del tempo impiegato aveva prestazioni significativamente migliori rispetto al gruppo con CR immediata, mentre il gruppo con CR ritardata aveva prestazioni intermedie rispetto agli altri due. Anche un intervallo più ridotto (3,2 secondi) dimostrava, in un secondo esperimento, di avere effetti positivi sull’apprendimento rispetto al feedback immediato.
Carnahan e coll. (1996) hanno successivamente trovato che, per un compito di tracking manuale, non solo la presenza di un intervallo fra fine della prestazione e feedback estrinseco favorisce l’apprendimento, ma maggiore è l’ampiezza dell’intervallo e maggiori sono anche gli effetti positivi. Questi effetti si osservavano anche ad un test di trasferimento, in cui il pattern del tracking era diverso da quello esercitato. Al contrario, come previsto, durante la pratica l’errore aumentava con l’aumentare del ritardo della CR.
Liu e Wrisberg (1997) hanno esaminato ulteriormente gli effetti di un ritardo della CR e della valutazione soggettiva della forma del movimento nell’acquisizione e ritenzione di un’abilità motoria. Durante l’acquisizione, 4 gruppi di partecipanti eseguivano 60 prove di un compito di lancio di precisione, rispettivamente con le seguenti condizioni: a) CR immediata, b) CR ritardata, c) CR immediata più valutazione della forma del movimento e d) CR ritardata più valutazione della forma del movimento. I test di ritenzione erano volti a misurare l’accuratezza sia del lancio che della stima degli errori in assenza di feedback visivo, ed erano somministrati 5 minuti e 24 ore dopo l’acquisizione. La precisione di lancio era significativamente più elevata durante l’acquisizione, ma significativamente più bassa durante la ritenzione, nei soggetti con CR immediata rispetto ai soggetti con CR ritardata. Comunque, i partecipanti che avevano valutato la forma del movimento eseguito durante le sessioni di pratica effettuavano i lanci con una precisione significativamente più alta e con un minore errore di valutazione durante la ritenzione rispetto agli altri soggetti.
Se la variabile stima soggettiva è un fattore rilevante, si può comprendere che un mancato controllo di tale variabile nel protocollo sperimentale può condurre a risultati diversi. Ad esempio, se si assume che i soggetti dello studio di Lai e Shea (1999) stessero spontaneamente valutando la correttezza della propria risposta, sarebbe possibile interpretare i loro risultati in un’ottica diversa: la disposizione di un numero maggiore di trial in cui paragonare la propria ipotesi con i risultati effettivi (100% di frequenza relativa del feedback) permette un maggior numero di confronti e quindi una traccia più durevole nella memoria. In queste circostanze, infatti, il grado di apprendimento potrebbe essere in funzione di quante volte l’ipotesi di risposta viene testata. Nella maggior parte della letteratura sulla efficacia di una diversa frequenza del feedback estrinseco questo aspetto non viene però considerato.
Ipotizzando che frequenza relativa e stima soggettiva dell’errore potessero interagire, e che questa eventuale interazione potrebbe spiegare alcuni dati discordanti riportati nella letteratura sull’argomento, Guadagnoli e Kohl (2001) hanno quindi condotto un interessante studio volto a valutare le eventuali relazioni fra queste due variabili. Gli autori si proponevano con questo di rivalutare le considerazioni sulla frequenza relativa in condizioni in cui i partecipanti vengono istruiti ad usare differenti strategie di pratica che dovrebbero, teoricamente, promuovere differenti usi della CR per l’apprendimento motorio.
64 soggetti giovani sani hanno praticato un semplice compito motorio di produzione di un target di forza isometrica con i muscoli flessori delle dita e a) dovevano, o non dovevano, effettuare una stima dell’errore compiuto nella risposta appena conclusa e b) ricevevano la CR dopo ciascun trial (100% di frequenza relativa) o dopo ogni quinto trial (20% di frequenza relativa). Il periodo di pratica comprendeva 10 serie di 15 ripetizioni del compito, eseguite durante un’unica seduta, e un test di ritenzione, costituito da una serie di 15 ripetizioni senza CR e senza stima, era effettuato a distanza di 24 ore.
L’analisi dei risultati ha mostrato che il gruppo che riceveva la CR con frequenza del 100% e che doveva stimare soggettivamente l’errore nella risposta faceva meno errori al test di ritenzione. I due gruppi che ricevevano il 20% di CR eseguivano meno bene il test di ritenzione, senza differenze legate all’avere o non avere effettuato la stima, mentre il gruppo che riceveva il 100% di CR e che non effettuava la stima mostrava la prestazione peggiore alla ritenzione. Tali risultati sono in linea con la previsione che l’apprendimento è in funzione del grado in cui i soggetti usano la CR per testare l’ipotesi circa la risposta. Infatti, nelle condizioni in cui la risposta del soggetto comprenda l’ipotesi, la CR fornirà una verifica di tale ipotesi, perciò una alta frequenza della CR ottimizzerà l’apprendimento motorio rispetto ad una bassa frequenza della CR. In contrasto, un soggetto non può usare la CR per verificare l’ipotesi di risposta se la risposta non comprende un’ipotesi che deve essere testata. Semplici risposte ripetitive, che non richiedono ai partecipanti di stimare l’errore della risposta, possono scoraggiare i soggetti dal creare ipotesi di risposta, e in questo caso, teoricamente, la CR può servire come una guida. Questo postulato è coerente con le recenti prospettive sui processi di elaborazione dell’informazione su come la CR è usata nell’apprendimento motorio (Salmoni et al., 1984; Schmidt, 1991; Schmidt & Bbjork, 1992; Schmidt & Lee, 1999).

SCOPO DELLO STUDIO
La ricerca sull’apprendimento di un compito motorio, benché condotta in genere su individui sani, offre numerose indicazioni circa le strategie che possono essere utilizzate per ottimizzare il recupero dopo lesioni del SNC. La riabilitazione, infatti, deve essere vista come un processo di apprendimento in condizioni patologiche (Perfetti, 1979; Carr e Shepherd, 1987). Fra le diverse variabili, la frequenza relativa con cui è fornito a colui che apprende un feedback estrinseco circa l’esito della risposta (Conoscenza del Risultato, CR) è certamente la più studiata. Le maggiori evidenze sono a favore dell’ipotesi che un’alta frequenza della CR durante il periodo di pratica interferisce con l’apprendimento, perché il soggetto, in questo caso, usa l’informazione esterna per guidare la risposta e non è obbligato a usare processi di memoria addizionale e a ricercare fonti di informazioni aggiuntive che contribuiscono ulteriormente allo sviluppo della memoria. Tuttavia esistono anche evidenze contrarie, e si è postulato che tali risultati discordanti possano essere spiegati considerando eventuali interazioni fra frequenza della CR e stima soggettiva dell’errore da parte di colui che apprende (Guadagnoli e Kohl, 2001). Da tempo è noto, infatti, che richiedere al soggetto una stima dell’errore compiuto in un trial di pratica favorisce la fissazione dell’abilità motoria (Swinnen e coll., 1990). È stato suggerito (Guadagnoli e Kohl, 2001) che richiedere al soggetto di formulare una ipotesi circa la prestazione appena conclusa (stima dell’errore) potrebbe influenzare il modo in cui egli userà la CR fornita successivamente: in questo caso la CR sarebbe usata non come guida alla prestazione successiva, bensì per verificare la correttezza dell’ipotesi formulata. Se questa ipotesi è corretta, il soggetto dovrebbe avvantaggiarsi da un’alta frequenza relativa del feedback. Gli autori hanno verificato tale ipotesi nell’apprendimento di un compito di produzione di forza isometrica con i flessori delle dita. I risultati hanno fornito un certo supporto a tale impostazione teorica, evidenziando che le due variabili (frequenza della CR e stima) non erano indipendenti nei loro effetti ad un test di ritenzione (Guadagnoli e Kohl, 2001).
Lo scopo di questo studio è di verificare ulteriormente tale ipotesi nell’apprendimento di un compito motorio simile, e cioè la produzione di un target di lavoro positivo con i muscoli flessori del gomito, in soggetti giovani sani.

METODO
Soggetti

Hanno partecipato allo studio 60 soggetti giovani sani, di età compresa tra i 20 e 38 anni (media 24.1 ± 3.2), di cui 33 donne e 27 uomini. Gli unici criteri di inclusione erano:
1) assenza di patologie a carico del sistema nervoso centrale e periferico;
2) assenza di alterazioni muscolo-scheletriche a livello dell’arto superiore destro.
Tutti i soggetti erano informati dello scopo dello studio e vi partecipavano volontariamente.

Procedura
Tutti i soggetti hanno eseguito un’unica sessione di training volta all’apprendimento di un semplice compito motorio. Il compito consisteva nella produzione di un target di lavoro positivo con i muscoli flessori del gomito dell’arto destro durante contrazione concentrica isocinetica alla velocità di 30°/s.
Per lo studio è stato utilizzato un apparecchio isocinetico REV 9000 (Tecnogym). Si tratta di una apparecchiatura che permette di eseguire test diagnostici ed esercizi sia con un movimento passivo continuo che in tutti i tipi di attività muscolare: isometrica, isocinetica e isotonica (quest’ultime nelle due modalità concentrica ed eccentrica). I dati relativi alla coppia, la velocità e la posizione vengono memorizzati con frequenza di 100 Hz. Tutte le leve utilizzate per esaminare i diversi segmenti corporei sono dotati di un punto di ancoraggio montato su una slitta, in modo tale che, durante l’esercizio, esso si adegui al fulcro dell’articolazione e siano evitate tensioni dannose alle strutture articolari. L’applicazione di cinture e maniglie permette di ottenere una buona stabilizzazione del paziente, in modo da assicurare l’isolamento di tutte le posizioni articolari. L’apparecchio inoltre è dotato di un puntatore a fascio di luce laser posto sul perno centrale del dinamometro, per centrare con la massima precisione il fulcro dell’articolazione, e di un sistema che elimina gli effetti della forza di gravità dovuti al peso dell’arto e della leva durante l’esecuzione dell’esercizio. Per avere una buona affidabilità dei valori di forza di ciascun soggetto, il sistema permette di registrare con la massima precisione la posizione di tutte le parti mobili (schienale, posizione del blocco motore, posizione della leva utilizzata, ecc.), affinché un dato soggetto esegua tutti i trial con le articolazioni interessate in posizione praticamente identica. Uno studio precedente (Portoghese, 1999) ha evidenziato un’ottima affidabilità delle misure di forza ottenute con il REV 9000, con ICC superiori a 0.95.
Il target di lavoro da apprendere è stato calcolato come quello corrispondente ad un terzo della media del lavoro espresso da 5 soggetti dello stesso sesso di pari età (23.5 + 1.5) durante contrazione isocinetica massimale alla stessa velocità. Nessuno dei 10 soggetti su cui è stato rilevato il lavoro massimale ha partecipato successivamente al training. Per la misurazione del lavoro massimo esprimibile con i muscoli flessori del gomito, i soggetti venivano fatti sedere sul sedile dell’apparecchio, con lo schienale inclinato indietro di 30°, e veniva aggiustata la posizione del supporto per il braccio e del dinamometro in modo da far coincidere l’asse dell’articolazione del gomito, centrata sull’epicondilo laterale dell’omero, con l’asse di rotazione del dinamometro. Per effettuare i movimenti di flessione del gomito, il soggetto agiva sulla leva del dinamometro impugnando una maniglia con la mano destra. Prima di eseguire il test di forza massimale, il tronco e il bacino del soggetto venivano stabilizzati con due cinture toraciche incrociate sul petto e con una cintura trasversale posta a livello della pelvi, in modo da evitare movimenti compensatori che potessero influire sul risultato del test.
Dopo aver selezionato il range di movimento, che per tutti era da 40° a 130° (misurato fra braccio e leva del dinamometro) e dopo aver acquisito i dati relativi al peso dell’arto, si dava inizio al test. Per misurare il lavoro massimo esprimibile dai muscoli flessori del gomito, venivano eseguite 8 ripetizioni del movimento alla velocità di 30°/s. Le prime tre ripetizioni, utilizzate come riscaldamento e per far familiarizzare il soggetto con la macchina, erano eseguite dal soggetto con l’istruzione di esercitare una forza sub-massimale, cioè di esercitare una forza abbastanza elevata senza arrivare alla massima forza disponibile. Queste prime ripetizioni di riscaldamento venivano eseguite dal soggetto senza un intervallo prestabilito fra una ripetizione e l’altra.
Dopo aver completato le tre ripetizioni sub-massimali si passava, dopo un intervallo di riposo di 30 secondi, alle cinque ripetizioni utilizzate per misurare il lavoro massimo. Per le cinque ripetizioni massimali il soggetto era istruito ad eseguire il movimento di flessione del gomito esercitando la massima forza disponibile in ogni punto del range. Le ripetizioni erano separate da un intervallo di 5 secondi, al fine di evitare effetti legati all’affaticamento muscolare. Al termine del test veniva registrato il lavoro massimo espresso in joule, cioè il lavoro eseguito durante la ripetizione migliore. Quindi è stata calcolata la media dei valori ottenuti nei cinque soggetti dello stesso sesso ed il target da apprendere è stato stabilito come corrispondente ad un terzo di tale valore medio. In base ai risultati ottenuti sui 10 soggetti che hanno svolto le contrazioni massimali, il compito motorio da apprendere è risultato il seguente: per i soggetti maschi, la produzione di un lavoro di 23 J, per i soggetti di sesso femminile, la produzione di un lavoro di 15 J.
Tutti i partecipanti allo studio si sono quindi esercitati nel compito da apprendere durante una sola sessione di allenamento, consistente in 15 serie di 10 ripetizioni del compito, per un totale di 150 ripetizioni. L’intervallo tra le ripetizioni di una stessa serie era circa di 7 secondi, mentre quello tra le diverse serie era circa di 4 minuti. Durante l’allenamento, la posizione generale del soggetto e del dinamometro e l’escursione di movimento del gomito erano le stesse utilizzate per la valutazione del lavoro massimale, con la sola differenza che durante il training non erano applicate le cinture per stabilizzare il tronco, dal momento che non era richiesta ai soggetti una contrazione massimale. Tuttavia, prima di iniziare il training, venivano registrate per ogni soggetto l’altezza e la posizione antero-posteriore del dinamometro, la posizione del supporto per il braccio e la posizione della maniglia, in modo da effettuare la successiva prova di ritenzione nelle stesse condizioni.
Per studiare l’influenza di una diversa frequenza relativa di CR, di una diversa frequenza di stima soggettiva dell’errore e di una eventuale interazione fra queste due variabili, i soggetti sono stati assegnati in modo random a quattro gruppi:
• gruppo A (100% FR no SS): i soggetti (età media 24 ± 3.2) assegnati a questo gruppo ricevevano la CR dopo ogni tentativo (100% FR), con un ritardo di circa 3 secondi dal termine di ciascuna prova; immediatamente dopo il completamento di ciascuna ripetizione, a questi soggetti era chiesto di eseguire un calcolo mentale semplice (operazione matematica), mentre non era loro mai richiesto di effettuare una stima soggettiva del lavoro positivo prodotto durante il trial appena concluso (no SS);
• gruppo B (100% FR + SS): i soggetti (età media 23.8 ± 3.4) assegnati a questo gruppo ricevevano anch’essi la CR dopo ogni tentativo (100% FR), con un ritardo di circa 3 secondi dal termine di ciascuna prova; immediatamente dopo il completamento di ciascuna ripetizione, prima di fornire la CR, a questi soggetti era chiesto di dare un giudizio soggettivo circa il lavoro svolto durante la prova (+ SS);
• gruppo C (20% FR no SS): questi soggetti (età media 23.8 ± 1.9) ricevevano il feedback due volte durante ciascuna serie di dieci ripetizioni, e più specificatamente dopo il quinto e il decimo trial di ciascuna serie (20% FR); anche in questo caso l’informazione era fornita con un ritardo di 3 secondi rispetto al termine della prova; a questi soggetti (come a quelli del gruppo A) non era mai richiesto di dare un giudizio personale circa la prestazione appena conclusa (no SS) e immediatamente dopo il completamento di ciascuna ripetizione, come elemento distraente, venivano invitati ad eseguire una semplice operazione matematica;
• gruppo D (20% FR + SS): in questo caso il feedback estrinseco era fornito ai soggetti (età media 25 ± 4.1) con una frequenza relativa pari al 20%, con le stesse modalità del gruppo C, mentre una stima soggettiva veniva richiesta al soggetto immediatamente dopo la conclusione di ciascuna prova.
Il giorno successivo alla seduta di allenamento, tutti i soggetti hanno eseguito un test di ritenzione, costituito da una sola serie di 10 ripetizioni. Durante il test di ritenzione tutti i gruppi erano uguagliati: i soggetti infatti, indipendentemente dal gruppo di training, durante tale test non ricevevano alcuna informazione circa l’esito della prestazione appena conclusa, e non era loro mai chiesto né di effettuare una stima soggettiva, né di svolgere un calcolo mentale.

Analisi dei dati
Per ciascuna serie è stata calcolata la media dell’errore rispetto al target fatto durante ogni ripetizione e tale valore è stato quindi espresso in percentuale rispetto al target. È stata quindi calcolata la media e l’errore standard per ciascun gruppo.
L’analisi statistica è stata eseguita solo per i dati relativi alla prima serie di pratica e al test di ritenzione. Per il confronto fra i gruppi al test di ritenzione è stata usata l’analisi della varianza, prima e dopo aggiustamento per le condizioni iniziali.

RISULTATI
La figura 1 illustra l’andamento della variabile studiata nel corso della fase di acquisizione e al test di ritenzione per i quattro gruppi di soggetti (100%FR no SS, 100%FR + SS, 20%FR no SS, e 20%FR + SS). In tutti i gruppi si osserva una progressiva riduzione dell’errore durante la fase di pratica, risultato che era mantenuto solo in parte al test di ritenzione.
La tabella 1 mostra la media e l’errore standard per i quattro gruppi durante la prima serie di pratica, considerata come baseline, e durante il test di ritenzione.

Tabella 1.

Gruppo Errore
Baseline Retention
100%FR no SS 3.059+ 0.254 2.216+ 0.355
100%FR + SS 2.953+ 0.252 2.329+ 0.312
20% FR no SS 4.267+ 0.797 2.165+ 0.314
20% FR + SS 4.007+ 0.572 1.283+ 0.094

L’analisi della varianza non evidenziava differenze significative fra i gruppi nella prestazione al baseline (p = 0.1884, vedi tabella 2), anche se la media dell’errore era nettamente maggiore nei gruppi 3 e 4 rispetto ai gruppi 1 e 2. Il confronto fra i gruppi al test di ritenzione indicava ugualmente che le differenze legate al tipo di training erano non significative, anche se si notava una tendenza ad una migliore prestazione del gruppo 4 (p = 0.073). Se l’analisi era eseguita dopo aggiustamento per le condizioni iniziali, la differenza fra i gruppi era significativa (pTabella 2. Analisi della varianza

F p
Errore T 11.65 0.1884
Errore Ret 2.45 0.0735
Errore Ret dopo
aggiustamento per T1 2.79 0.0491

DISCUSSIONE
Il presente studio era volto a verificare in che modo interagiscono le due variabili bassa FR del feedback esterno e stima soggettiva dell’errore da parte di colui che pratica il compito. Da un punto di vista teorico (Guadagnoli e Kohl, 2001), è possibile ipotizzare che, se il soggetto deve formulare una SS prima di ricevere la CR, egli si avvantaggerà da un’alta FR della CR, perché in questo modo potrà effettuare un maggior numero di confronti fra la propria ipotesi circa la risposta data e il risultato realmente ottenuto. Al contrario, se la SS non viene formulata, il soggetto si avvantaggerà da una bassa FR della CR, perché sarà in tal modo incoraggiato a impegnarsi in addizionali processi di elaborazione della memoria, che a loro volta promuovono lo sviluppo della traccia mnesica. Con un’alta FR del feedback, alcune formulazioni della CR verranno usate perciò per guidare le risposte future (Salmoni e coll., 1984; Schmidt, 1991; Schmidt e Bjork, 1992).
I risultati da noi ottenuti, per un compito motorio analogo, non supportano tale ipotesi e sono in contrasto con quanto riportato da Guadagnoli e Kohl (2001). Infatti, fra i nostri soggetti, solo quelli assegnati al gruppo 4 (20% FR + SS) si differenziavano in maniera significativa dagli altri. La prestazione degli altri tre gruppi al test di ritenzione era del tutto simile.
Questi risultati fanno ipotizzare che la variabile più importante sia in ogni caso la riduzione della FR. Infatti i soggetti del gruppo 2 (100 FR + SS) non si differenziavano dagli altri, indicando che la richiesta di formulare una ipotesi circa la propria risposta non costituiva alcuna facilitazione in presenza di un’alta FR del feedback esterno. Questi soggetti, presumibilmente, utilizzavano l’informazione fornita dall’esterno per guidare la risposta nel trial successivo in misura più o meno simile a quanto avveniva per i soggetti del gruppo 1 (100 FR no SS). La richiesta di una SS non sembra costituire, di per se, una strategia efficace per ottimizzare l’apprendimento, in presenza di un’alta FR, che è evidentemente un elemento negativo molto importante, come è stato dimostrato in numerosi studi (Winstein e Schmidt, 1990; Nicholson & Schmidt, 1991; Vander Linden e coll., 1993; Winstein e coll., 1994, 1996; Weeks e Kordus, 1998).
Il fatto che i soggetti del gruppo 3 (20% FR no SS) non si differenziassero dagli altri potrebbe essere spiegato considerando che nel nostro protocollo la condizione no SS non era semplicemente la mancanza di un potenziale fattore facilitante, bensì l’introduzione di un disturbo. A questi soggetti, infatti, anziché la formulazione di una stima circa il proprio errore, era richiesta l’esecuzione di un calcolo mentale subito dopo il completamento del trial, in una fase cioè in cui il soggetto doveva impegnarsi in processi di elaborazione della memoria. Da questo punto di vista i nostri dati non possono essere confrontati completamente con quelli riportati da Guadagnoli e Kohl (2001). Si può ipotizzare che, quando ai soggetti veniva richiesto di risolvere una semplice operazione matematica in questa fase cruciale, l’effetto disturbante era tale da annullare completamente il vantaggio derivante da una bassa FR del feedback esterno.
Alla luce di questa considerazione, non è possibile in effetti stabilire, in base ai nostri risultati, se l’introduzione della richiesta di formulare una ipotesi soggettiva circa la propria prestazione rappresentasse veramente una facilitazione per l’apprendimento del compito motorio da noi utilizzato. Infatti, il fatto che l’associazione di bassa FR + SS abbia portato a risultati migliori che non la condizione bassa FR no SS potrebbe essere dovuto semplicemente al fatto che la condizione bassa FR no SS era in realtà una condizione in cui la bassa FR era associata a un fattore disturbante (esecuzione del calcolo mentale). La letteratura, comunque, riporta numerose evidenze che la richiesta di stima soggettiva favorisce la fissazione dell’abilità motoria praticata (Swinnen e coll., 1990; Carnahan e coll., 1996; Liu e Wrisberg, 1997). In tutti questi lavori, infatti, il confronto era fatto fra condizioni di SS o non SS, senza introduzione di un disturbo.
È a nostro avviso rilevante il dato che l’introduzione del calcolo mentale per i gruppi no SS si sia dimostrato un fattore disturbante molto potente, tale da annullare ogni eventuale vantaggio costituito da una bassa FR. Probabilmente non sempre si è coscienti di quanto sia importante evitare elementi di disturbo nella fase immediatamente successiva al completamento di un compito motorio. Questo ha importanti implicazioni anche per il fisioterapista che lavora con pazienti neurolesi. Molti potrebbero essere infatti i potenziali elementi ambientali di disturbo, quali rumorosità e affollamento della palestra, telefoni, musica con volume elevato, comportamento del fisioterapista. Inoltre, si deve stressare il fatto che il completamento di una prestazione motoria da apprendere non esaurisce l’esercizio mentale che il soggetto deve compiere. Non controllare le richieste rivolte al soggetto sia nella fase di svolgimento del compito, sia in quella immediatamente successiva, può perciò influenzare in maniera negativa gli effetti della riabilitazione.

Giulia Giorni
Diploma Universitario in Fisioterapia
Università degli Studi di Firenze
Facoltà di Medicina e Chirurgia
Anno Accademico 2000-2001

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