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Nuove modalità di riabilitazione si evolvono continuamente, tuttavia negli ultimi anni alcuni dei metodi terapeutici più promettenti sono stati guidati dalle neuroscienze. Se non hai familiarità con NeuroTracker , questo strumento percettivo-cognitivo è un programma di formazione che utilizza un ambiente 3D immersivo e il tracciamento di oggetti multipli per rafforzare le capacità di elaborazione visiva e le funzioni cognitive. I benefici dell’allenamento includono miglioramenti nella percezione del movimento biologico , nella velocità di elaborazione delle informazioni visive, nell’attenzione, nella memoria di lavoro, nell’inibizione e nella consapevolezza della situazione, tra le altre funzioni esecutive. Qui spiegheremo perché questa neurotecnologia offre alcuni vantaggi unici sia per la riabilitazione fisica che per quella cognitiva.
A seguito di lesioni o esposizione a traumi, i sistemi di elaborazione cognitiva e visiva possono essere compromessi. Ciò che la maggior parte delle persone trova sorprendente è quanto intimamente siano connessi il cervello e il corpo .
Ad esempio, è noto che problemi o deficit nell’elaborazione visiva possono avere un impatto drammatico sull’equilibrio. In quanto tali, questi sistemi cognitivi centrali sono fondamentali per raggiungere il successo nei programmi di riabilitazione sia fisica che neurologica. Qui approfondiremo l'applicazione di NeuroTracker, come esempio di come i programmi cognitivi possano aiutare efficacemente le persone nel loro ritorno alle attività della vita quotidiana e al lavoro.
di riabilitazione fisica che implicano l’apprendimento motorio, come l’apprendimento dell’uso di una protesi dopo un’amputazione, o l’allenamento della deambulazione dopo una lesione del midollo spinale, impongono pesanti esigenze ai sistemi cognitivi. Ad esempio, la perdita di un arto ha un impatto fisico, psicologico e sociale significativo sulla vita di una persona. Deambulare con una protesi sopra il ginocchio richiede uno sforzo cognitivo significativo, poiché gli indizi propriocettivi relativi alla posizione dell'arto protesico nello spazio vengono persi e la perdita di controllo motorio alla caviglia e al ginocchio influenza le strategie di equilibrio (Williams et al., 2006). .
Le attività durante la riabilitazione protesica, come indossare/togliere la protesi e l'allenamento della deambulazione, richiedono sia le abilità fisiche di forza, equilibrio e coordinazione, ma anche la capacità cognitiva per apprendere efficacemente queste nuove abilità e adattarle ad ambienti complessi. Si ritiene che diverse aree della cognizione siano coinvolte nel successo dell’uso delle protesi, tra cui la memoria di lavoro, l’attenzione e la funzione visuospaziale (Coffey et al., 2012). Allo stesso modo, il controllo esecutivo e l’inibizione sono importanti per l’autoregolazione e la gestione del dolore. Il controllo esecutivo varia all’interno delle persone ed è una risorsa non costante soggetta ad affaticamento (Solberg et al, 2009).
Specifici della lesione del midollo spinale, spasticità, clono, debolezza e instabilità posturale possono comportare uno schema di deambulazione più complesso, che richiede una maggiore elaborazione delle informazioni. Questi vincoli impediscono una deambulazione fluida e naturale e i pazienti devono generare adattamenti che potrebbero influenzare le esigenze cognitive del compito di deambulazione. Poiché l'attenzione è una risorsa limitata, questo aumento della domanda cognitiva potrebbe essere sufficiente a diminuire il senso di sicurezza del paziente e la capacità di integrare correttamente le informazioni provenienti dall'ambiente. Per quanto riguarda le capacità motorie in generale, i pazienti con lesioni del midollo spinale hanno meno controllo a causa dell'instabilità posturale, della mancanza di equilibrio, della debolezza muscolare e della perdita sensoriale.
Per controbilanciare queste sfide, devono monitorare attentamente i loro movimenti. Di conseguenza, è necessario dedicare più risorse attenzionali all'integrazione sensoriale (visiva, vestibolare e propriocettiva). Questa è una strada chiave in cui si inserisce NeuroTracker, fornendo un metodo efficace per allenare le funzioni esecutive ad avere una maggiore resistenza, nonché una maggiore resilienza alla fatica durante le attività di riabilitazione fisica che mettono a dura prova i sistemi cognitivi.
La neuroplasticità è essenzialmente il cervello che adatta i suoi percorsi neurali e le sue sinapsi per rispondere ai cambiamenti nel comportamento, nell’ambiente, nei processi neurali e nelle lesioni. Può anche coinvolgere la neurogenesi , ovvero la crescita di nuovi neuroni nel cervello. Il cervello è incredibilmente adattabile e cambia se stesso per rispondere meglio alle richieste ambientali. Poiché le lesioni e l’esposizione a traumi possono influenzare la forza e la funzione dei sistemi cognitivi, NeuroTracker potenzia le onde cerebrali che sono state associate a un aumento dello stato di neuroplasticità. Migliora l’apprendimento rafforzando ripetutamente l’attenzione e le funzioni esecutive in un modo che consente al cervello di ricablarsi per diventare più efficiente nell’esecuzione dei compiti (Faubert & Sidebottom, 2012).
Ad esempio, lesioni che causano danni al midollo spinale o la perdita di un arto causeranno senza dubbio traumi psicologici. Il paziente potrebbe anche aver subito un trauma neurologico come una lieve lesione cerebrale traumatica o una commozione cerebrale. L’esperienza emotiva del trauma psicologico può avere effetti cognitivi a lungo termine. I sintomi caratteristici del disturbo da stress post-traumatico e della commozione cerebrale comportano alterazioni dei processi cognitivi come memoria, attenzione, pianificazione e risoluzione dei problemi (Hayes et al., 2012).
Nel corso di venti prove e di ciascuna sessione eseguita, NeuroTracker stimola questi sistemi cognitivi in un modo controllato e alla soglia individuale di ciascun utente. Gli algoritmi di velocità brevettati sono stati progettati in modo tale da sfidare continuamente l'utente ai limiti superiori della sua capacità di tracciamento, senza sovraccaricarlo al punto da renderlo troppo difficile.
Rimanere all'interno di questa zona di sviluppo prossimale consente l'apprendimento ottimale e la neuroplasticità. Questo adattamento alle capacità individuali avviene momento per momento, fornendo un programma di formazione efficiente, efficace e su misura per l’individuo.
NeuroTracker non solo stimola i sistemi cognitivi necessari per apprendere e padroneggiare efficacemente le abilità motorie, ma consente anche di integrare le abilità fisiche nelle sessioni di allenamento. Una volta che l'utente ha consolidato il proprio apprendimento in posizione seduta, la fase successiva dell'apprendimento prevede l'incorporazione di abilità propriocettive e fisiche che progrediscono in complessità per soddisfare le esigenze dell'ambiente. L’obiettivo è aumentare la capacità di carico cognitivo, che prepara efficacemente il cervello a essere sempre più adattabile a nuovi ambienti.
Questo processo condiziona gli utenti affinché siano in grado di eseguire a livelli ottimali entrambi i compiti, in situazioni in cui ci saranno sia sfide fisiche che richieste di attenzione e consapevolezza situazionale. In un contesto di riabilitazione fisica, ciò può includere attività che incorporano equilibrio, andatura, forza e coordinazione, il tutto durante il NeuroTracking.
In un programma di riabilitazione fisica, l'abilità nel doppio compito è particolarmente importante non solo per padroneggiare nuove abilità , ma per la sicurezza nell'eseguirle in ambienti affollati o impegnativi. Ad esempio, camminare con successo richiede consapevolezza della situazione, capacità di controllare adeguatamente i movimenti degli arti e capacità di spostarsi all’interno di ambienti complessi per raggiungere con successo la posizione desiderata. Uno studio pilota condotto dal capo scienziato di NeuroTracker, la professoressa Jocelyn Faubert, indica che le richieste di attenzione aumentano significativamente il rischio di lesioni del legamento crociato anteriore (ACL) attraverso cambiamenti nella funzione delle abilità motorie. Con un carico cognitivo più elevato sull’individuo, la meccanica di atterraggio dell’arto inferiore può cambiare (Mejane et al., 2019).
Sebbene si tratti di un infortunio specifico, è logico dedurre che questa influenza sia generica rispetto ad altri rischi di infortunio basati sulle abilità motorie, specialmente negli individui che partecipano a un programma di riabilitazione per rafforzare e riqualificare la funzione fisica e neurologica. Inoltre, è stato dimostrato che il dual-tasking influenza gravemente i parametri dell’andatura associati al rischio di caduta nelle popolazioni soggette a cadute, e il costo del dual-task è stato associato a scarse prestazioni nei test neuropsicologici dell’attenzione e della funzione esecutiva (Yogey-Seligmann et al., 2008)
NeuroTracker può essere utilizzato come intervento per migliorare la capacità di eseguire il doppio compito e può anche essere utilizzato come valutazione per esaminare la sicurezza dell'esecuzione di determinati compiti doppi durante la riabilitazione e l'attività quotidiana. L’esecuzione simultanea di due compiti che richiedono attenzione non solo provoca una competizione per l’attenzione, ma sfida il cervello a dare la priorità ai due compiti.
L’uso dell’allenamento a doppio compito può servire come predittore del potenziale rischio di caduta e lesioni e potrebbe essere in grado di rivelare deficit non osservati durante le abilità motorie a compito singolo eseguite da sole. Tipicamente, un individuo sarà in grado di eseguire efficacemente i compiti separatamente con un sufficiente grado di precisione e stabilità. Quando viene introdotto il compito cognitivo, le prestazioni in uno dei compiti vengono significativamente ridotte. Ciò significa che la consapevolezza della situazione e l’attenzione saranno ridotte, oppure la qualità dell’abilità motoria stessa verrà compromessa.
Poiché NeuroTracker viene eseguito in un ambiente controllato alla soglia individuale dell'utente, fornisce il metodo ideale per valutare la capacità di eseguire in sicurezza un'abilità motoria in condizioni di carico cognitivo crescente. Allo stesso tempo, il paradigma del tracciamento di oggetti multipli allena anche la percezione del movimento biologico (BMP). Il BMP coinvolge la capacità dei sistemi visivi di riconoscere movimenti umani complessi, nonché di prevedere le azioni e le intenzioni degli altri.
L’importanza della percezione del movimento biologico può essere vista mentre si percorre un marciapiede affollato o in un negozio di alimentari, si gareggia nello sport o si guida. Ciò ha implicazioni per la gestione del dolore e il carico sulle articolazioni, sui tessuti molli e sulla muscolatura degli individui che si stanno riprendendo da un infortunio. Con il tempo e l'allenamento, gli utenti possono sviluppare le capacità cognitive e motorie necessarie per tornare con successo alle attività quotidiane.
Questa combinazione di esigenze terapeutiche complesse con la valutazione flessibile e la formazione di NeuroTracker consente ai medici di portare i loro trattamenti a un livello molto più avanzato. Infatti, alcuni importanti specialisti di neurovisione utilizzano i dati NeuroTracker per guidare il loro intero approccio all'intervento, utilizzando le informazioni ricavate dai risultati per valutare l'efficacia di altri interventi, nonché per personalizzare il trattamento in base alle esigenze dell'individuo in ogni fase del percorso.
Se sei interessato a saperne di più sull'approccio più ampio all'allenamento neurovisivo, dai un'occhiata anche a questo blog.
Cos'è il Training Neurovisivo?
Riferimenti
Coffey, L., O'Keeffe, F., Gallagher, P., Desmond, D., & Lombard-Vance, R. (2012). Funzionamento cognitivo in persone con amputazioni degli arti inferiori: una revisione. Giornale di disabilità e riabilitazione, 34(23), 1950-1964. doi:10.3109/09638288.2012.667190
Faubert J, Sidebottom L. Formazione percettivo-cognitiva nello sport. J Clin Psicologo dello sport2012; 6:85–102.
Hayes, J., VanElzakker, M., & Shin, L. (2012). Interazioni emotive e cognitive nel disturbo da stress post-traumatico: una revisione di studi neurocognitivi e di neuroimaging. Frontiere nelle neuroscienze integrative, 6(89), 1-14. doi:10.3389/fnint.2012.00089
Lajoie, Y., Barbeau, H., & Hamelin, M. (1999). Requisiti di attenzione nel camminare nei pazienti con lesioni del midollo spinale rispetto ai soggetti normali. Midollo spinale, 37, 245-250. doi:10.1038/sj.sc.3100810
Mejane, J., Faubert, J., Romeas, T., & Labbe, D. (2019). L’impatto combinato di un compito percettivo-cognitivo e dell’affaticamento neuromuscolare sulla biomeccanica del ginocchio durante l’atterraggio. Il ginocchio, 26(1), 52-60. doi: https://doi.org/10.1016/j.knee.2018.10.017
Nudo, R. (2013). Recupero dopo lesione cerebrale: meccanismi e principi. Frontiere nelle neuroscienze umane, 7(887), 1-14. doi:10.3389/fnhum.2013.00887
Nudo, R., Plautz, E., & Frost, S. (2001). Ruolo della plasticità adattiva nel recupero della funzione dopo il danno alla corteccia motoria. Muscoli e nervi, 24, 1000-1019.
Phelps, L., Williams, R., Raichle, K., Turner, A., & Ehde, D. (2008). L'importanza dell'elaborazione cognitiva per l'adattamento nel 1° anno dopo l'amputazione. Giornale di psicologia della riabilitazione, 53(1), 28-38. doi:10.1037/0090-5550.53.1.28
Solberg, L., Roach, A., & Segerstrom, S. (2009). Funzioni esecutive, autoregolamentazione e dolore cronico: una revisione. Annali di medicina comportamentale, 37, 173-183. doi:10.1007/s12160-009-9096-5
Williams, R., Turner, A., Segal, A., Klute, G., Pecoraro, J., & Czerniecki, J. (2006). Avere una protesi di ginocchio computerizzata influenza le prestazioni cognitive durante la deambulazione dell'amputato? Archivi di medicina fisica e riabilitazione, 87(7), 989-994. doi:10.1016/j.apmr.2006.03.006
Yogev-Seligmann, G., Hausdorff, J., & Giladi, N. (2008). Il ruolo della funzione esecutiva e dell'attenzione nell'andatura. Società dei disordini del movimento, 23(3), 329-342. doi:10.1002/mds.21720
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