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Le nuove modalità di riabilitazione sono in continua evoluzione, ma negli ultimi anni alcuni dei metodi terapeutici più promettenti sono guidati dalle neuroscienze. Se non avete familiarità con NeuroTracker, questo strumento percettivo-cognitivo è un programma di allenamento che utilizza un ambiente 3D immersivo e il tracciamento di più oggetti per potenziare 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 situazionale, tra le altre funzioni esecutive. In questo articolo analizzeremo perché questa neurotecnologia offre vantaggi unici sia per la riabilitazione fisica che per quella cognitiva.
A seguito di lesioni o traumi, i sistemi di elaborazione cognitiva e visiva possono essere compromessi. Ciò che la maggior parte delle persone trova sorprendente è quanto siano intimamente connessi cervello e corpo.
Ad esempio, è noto che problemi o deficit nell'elaborazione visiva possono avere un impatto significativo sull'equilibrio. Pertanto, questi sistemi cognitivi centrali sono fondamentali per il successo nei programmi di riabilitazione sia fisica che neurologica. Qui approfondiremo l'applicazione di NeuroTracker, come esempio di come i programmi cognitivi possano assistere efficacemente le persone nel loro ritorno alle attività quotidiane e lavorative.
di riabilitazione fisica che prevedono l'apprendimento motorio, come l'apprendimento dell'uso di una protesi dopo un'amputazione o l'allenamento alla deambulazione dopo una lesione del midollo spinale, richiedono un notevole impegno cognitivo. Ad esempio, la perdita di un arto ha un impatto significativo a livello fisico, psicologico e sociale sulla vita di una persona. Camminare con una protesi sopra il ginocchio richiede un notevole sforzo cognitivo, poiché si perdono gli indizi propriocettivi sulla posizione dell'arto protesico nello spazio e la perdita del controllo motorio a livello di caviglia e ginocchio influisce sulle strategie di equilibrio (Williams et al., 2006).
Le attività svolte durante la riabilitazione protesica, come indossare/sfilare la protesi e l'allenamento alla deambulazione, richiedono sia abilità fisiche di forza, equilibrio e coordinazione, sia la capacità cognitiva di apprendere efficacemente queste nuove abilità e adattarle ad ambienti complessi. Si ritiene che diverse aree cognitive siano coinvolte nell'uso efficace della 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 da persona a persona ed è una risorsa non costante e soggetta ad affaticamento (Solberg et al., 2009).
In caso di lesione del midollo spinale, spasticità, clono, debolezza e instabilità posturale possono determinare un modello di cammino più complesso, che richiede un'elaborazione delle informazioni molto più complessa. Questi vincoli impediscono una camminata fluida e naturale e i pazienti devono generare adattamenti che potrebbero influenzare le richieste cognitive del compito di camminare. Poiché l'attenzione è una risorsa limitata, questo aumento delle richieste cognitive potrebbe essere sufficiente a ridurre il senso di sicurezza del paziente e la sua capacità di integrare correttamente le informazioni provenienti dall'ambiente. Per quanto riguarda le capacità motorie in generale, i pazienti con lesione del midollo spinale hanno un minore controllo a causa dell'instabilità posturale, della mancanza di equilibrio, della debolezza muscolare e della perdita sensoriale.
Per controbilanciare queste sfide, è necessario monitorare attentamente i propri movimenti. Di conseguenza, è necessario dedicare maggiori risorse attentive all'integrazione sensoriale (visiva, vestibolare e propriocettiva). Questo è un aspetto fondamentale in cui NeuroTracker si inserisce metodo efficace per allenare le funzioni esecutive ad aumentare la 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 la capacità del cervello di adattare le proprie vie neurali e 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 si modifica per rispondere al meglio alle esigenze ambientali. Poiché lesioni ed esposizione a traumi possono influenzare la forza e la funzione dei sistemi cognitivi, NeuroTracker potenzia le onde cerebrali associate a un maggiore stato di neuroplasticità. Migliora l'apprendimento rafforzando ripetutamente l'attenzione e le funzioni esecutive in modo da consentire al cervello di riorganizzarsi per diventare più efficiente nello svolgimento dei compiti (Faubert & Sidebottom, 2012).
Ad esempio, lesioni che causano danni al midollo spinale o la perdita di un arto causeranno indubbiamente un trauma psicologico. Il paziente potrebbe anche aver subito un trauma neurologico come un lieve trauma cranico o una commozione cerebrale. L'esperienza emotiva del trauma psicologico può avere effetti cognitivi a lungo termine. I sintomi distintivi del PTSD 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 ogni sessione, NeuroTracker stimola questi sistemi cognitivi in modo controllato e in base alla soglia individuale di ciascun utente. Gli algoritmi di velocità brevettati sono stati progettati in modo tale da stimolare costantemente l'utente al limite massimo della sua capacità di tracciamento, senza sovraccaricarlo al punto da renderlo troppo difficile.
Rimanere all'interno di questa zona di sviluppo prossimale consente un apprendimento e una neuroplasticità ottimali. Questo adattamento alle capacità individuali avviene momento per momento, fornendo un programma di allenamento efficiente, efficace e personalizzato.
non solo NeuroTracker stimola i sistemi cognitivi necessari per apprendere e padroneggiare efficacemente le capacità 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 prevede l'integrazione di abilità propriocettive e fisiche che progrediscono in complessità per adattarsi alle esigenze dell'ambiente. L'obiettivo è aumentare la capacità di carico cognitivo, preparando efficacemente il cervello ad adattarsi sempre di più a nuovi ambienti.
Questo processo prepara gli utenti a essere in grado di svolgere al meglio entrambe le attività, in situazioni in cui saranno presenti sia difficoltà fisiche che richieste di attenzione e consapevolezza situazionale. In un contesto di riabilitazione fisica, questo può includere attività che includono equilibrio, andatura, forza e coordinazione, il tutto con il NeuroTracking.
In un programma di riabilitazione fisica, la capacità di svolgere più compiti contemporaneamente è particolarmente importante non solo per acquisire nuove abilità, ma anche per eseguirle in sicurezza in ambienti affollati o impegnativi. Ad esempio, camminare con successo richiede consapevolezza della situazione, la capacità di controllare adeguatamente i movimenti degli arti e la capacità di muoversi in ambienti complessi per raggiungere la destinazione desiderata. Uno studio pilota condotto dalla NeuroTrackerresponsabile scientifica di la professoressa Jocelyn Faubert, indica che le richieste attentive aumentano significativamente il rischio di lesioni del legamento crociato anteriore (LCA) attraverso cambiamenti nella funzione motoria. Con un maggiore carico cognitivo sull'individuo, la meccanica dell'appoggio dell'arto inferiore può modificarsi (Mejane et al., 2019).
Sebbene questo sia specifico per un infortunio, è logico dedurre che questa influenza sia generica per altri rischi di infortunio basati sulle abilità motorie, soprattutto negli individui che partecipano a un programma di riabilitazione per rafforzare e riqualificare le funzioni fisiche e neurologiche. Inoltre, è stato dimostrato che il doppio compito influisce gravemente sui parametri dell'andatura associati al rischio di caduta nelle popolazioni a rischio di caduta, e il costo del doppio compito è stato associato a scarse prestazioni nei test neuropsicologici di attenzione e funzione esecutiva (Yogey-Seligmann et al., 2008)
NeuroTracker può essere utilizzato come intervento per migliorare la capacità di svolgere due compiti contemporaneamente, e può anche essere utilizzato come strumento di valutazione per valutare la sicurezza di svolgere determinati compiti contemporaneamente durante la riabilitazione e l'attività quotidiana. L'esecuzione simultanea di due compiti che richiedono attenzione non solo causa una competizione per l'attenzione, ma stimola anche il cervello a dare priorità ai due compiti.
L'utilizzo dell'allenamento a doppio compito può fungere da predittore del potenziale rischio di caduta e di infortunio, e può essere in grado di rivelare deficit non osservati durante l'esecuzione di abilità motorie a singolo compito. In genere, 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, la prestazione in uno dei compiti si riduce significativamente. Ciò significa che la consapevolezza situazionale e l'attenzione saranno ridotte, oppure la qualità dell'abilità motoria stessa sarà compromessa.
Poiché NeuroTracker viene eseguito in un ambiente controllato, in base alla soglia individuale dell'utente, fornisce il metodo ideale per valutare la capacità di eseguire in sicurezza un'abilità motoria sotto un carico cognitivo crescente. Allo stesso tempo, il paradigma del tracciamento di oggetti multipli allena anche la percezione biologica del movimento (BMP). La BMP coinvolge la capacità del sistema visivo di riconoscere movimenti umani complessi e di prevedere le azioni e le intenzioni altrui.
L'importanza della percezione biologica del movimento può essere osservata nella guida, nella guida di un marciapiede affollato o in un supermercato, nelle competizioni sportive e nella guida. Ciò ha implicazioni per la gestione del dolore e il carico sulle articolazioni, sui tessuti molli e sulla muscolatura degli individui in fase di recupero da un infortunio. Con il tempo e l'allenamento, gli utenti possono sviluppare sia le capacità cognitive che motorie necessarie per tornare con successo alle attività quotidiane.
Questa combinazione di complesse esigenze terapeutiche con la flessibilità di valutazione e formazione di NeuroTrackerconsente ai medici di portare i loro trattamenti a un livello molto più avanzato. Infatti, alcuni tra i più importanti specialisti in neurovisione utilizzano i dati NeuroTracker per orientare l'intero approccio di intervento, sfruttando le informazioni ricavate dai risultati per valutare l'efficacia di altri interventi e per personalizzare il trattamento in base alle esigenze individuali 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.
Che cos'è l'allenamento neurovisivo?
Riferimenti
Coffey, L., O'Keeffe, F., Gallagher, P., Desmond, D., e Lombard-Vance, R. (2012). Funzionamento cognitivo nelle persone con amputazioni degli arti inferiori: una revisione. Journal of Disability and Rehabilitation, 34(23), 1950-1964. doi:10.3109/09638288.2012.667190
Faubert J, Sidebottom L. Allenamento percettivo-cognitivo nello sport. J Clin Sports Psychol 2012; 6:85–102.
Hayes, J., VanElzakker, M., & Shin, L. (2012). Interazioni tra emozioni e cognizione nel PTSD: una revisione di studi neurocognitivi e di neuroimaging. Frontiers in Integrative Neuroscience, 6(89), 1-14. doi:10.3389/fnint.2012.00089
Lajoie, Y., Barbeau, H., & Hamelin, M. (1999). Requisiti di attenzione durante la deambulazione nei pazienti con lesione del midollo spinale rispetto ai soggetti normali. Spinal Cord, 37, 245-250. doi:10.1038/sj.sc.3100810
Mejane, J., Faubert, J., Romeas, T. e Labbe, D. (2019). L'impatto combinato di un compito percettivo-cognitivo e dell'affaticamento neuromuscolare sulla biomeccanica del ginocchio durante l'atterraggio. The Knee, 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. Frontiers in Human Neuroscience, 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 un danno alla corteccia motoria. Muscle and Nerve, 24, 1000-1019.
Phelps, L., Williams, R., Raichle, K., Turner, A., & Ehde, D. (2008). L'importanza dell'elaborazione cognitiva per l'adattamento nel primo anno dopo l'amputazione. Journal of Rehabilitation Psychology, 53(1), 28-38. doi:10.1037/0090-5550.53.1.28
Solberg, L., Roach, A. e Segerstrom, S. (2009). Funzioni esecutive, autoregolamentazione e dolore cronico: una revisione. Annals of Behavioral Medicine, 37, 173-183. doi:10.1007/s12160-009-9096-5
Williams, R., Turner, A., Segal, A., Klute, G., Pecoraro, J., & Czerniecki, J. (2006). Avere un ginocchio protesico computerizzato influenza le prestazioni cognitive durante la deambulazione dell'amputato? Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 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. Movement Disorder Society, 23(3), 329-342. doi:10.1002/mds.21720
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NeuroTracker è uno dei sistemi di allenamento cognitivo più ampiamente studiati, utilizzato in tutto il mondo nello sport d'élite, nell'esercito e in contesti di performance umana. Basato su 20 anni di ricerca neuroscientifica.
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