Cosa succede nel cervello quando muovi il tuo corpo (2023)

Quando esegui anche un semplice movimento, comporta un'enorme quantità di attività nel cervello. Anche qualcosa di semplice come prendere una palla richiede di pianificare il movimento, decidere di agire, calcolare velocità, peso e traiettoria, identificare la posizione del proprio corpo nello spazio e altro ancora, tutto in una frazione di secondo.

In questo articolo mi sto immergendo abbastanza in profondità in ciò che sta realmente accadendo qui e in quali aree del cervello sono coinvolte in quali aspetti di un dato movimento. È roba pesante ma affascinante. Tieni presente, tuttavia, che questa è una spiegazione di base e generalizzata di ciò che sta accadendo. Molte, molte più aree del cervello sono infatti coinvolte in ogni movimento, più di quanto potrei imparare e più di quanto la scienza abbia persino scoperto. Se ho commesso degli errori, allora mi scuso.

Tuttavia, penso che abbiamo sicuramente coperto abbastanza qui per fornire alcune vere lezioni e idee da portare a casa per migliorare il tuo allenamento e le tue prestazioni atletiche - e forse anche per aiutarti a stare un passo avanti nella sala riunioni e in altri scenari meno ovvi.

Vediamo quanto è profonda la tana del coniglio...

Preparazione all'azione

Prima che un movimento complesso possa verificarsi nel tuo corpo, deve prima verificarsi nella mente. Ciò non significa solo che il cervello deve istruire il corpo a muoversi, ma anche che deve "provare" il movimento nel modo in cui vuole andare e quindi preparare il corpo per quel movimento.

Supponiamo che tu stia guardando un pallone da calcio e pensi di farlo volare. Prima di correre verso di esso e calciare, riproduci il movimento nella tua mente come una forma di visualizzazione. Ciò sembra verificarsi principalmente in una parte specifica del cervello, ovvero ilcorteccia parietale posteriore. I danni a quest'area causano aprassia, negligenza emisspaziale e difficoltà di presa. Affascinante, è stato persino suggerito che il nostro "concetto di libero arbitrio" sia il risultato di attività in quest'area (1). Vale a dire che la convinzione di aver "pre-pianificato" i nostri movimenti crea l'impressione (illusione?) di avere il controllo.

Quando pianifichi un movimento in un gioco per computer, mi chiedo se visualizzi il movimento del personaggio o delle tue dita che premono i pulsanti. Forse entrambi? Certamente, quando visualizzi calciare un pallone, farai affidamento su una sorta di "motore fisico" integrato per simulare dove andrà a finire il pallone. Quando fai qualcosa di semplice come prendere un bicchiere d'acqua, la tua corteccia parietale posteriore ti dice quante unità motorie dovrai reclutare affinché funzioni, in base alla quantità di acqua in detto bicchiere (che ovviamente determina il suo peso).

Con quel movimento completamente visualizzato, devi decidere che andrai avanti e lo farai. Tutto questo accade in un batter d'occhio e probabilmente hai diverse opzioni a tua disposizione, dal calciare il pallone al girarsi e correre nella direzione opposta. Questo è dove ilgangli della basepuò entrare; un'area del cervello che generalmente si ritiene svolga un ruolo nella "selezione dell'azione" (2). Questo è ciò che ti consente di passare da un comportamento all'altro, sia che ciò significhi tirare fuori un pugno per parare all'ultimo momento, o semplicemente decidere di smettere di scherzare e in realtàsollevarequel bilanciere dalla panchina. ILcervellosvolge anche un ruolo importante nel movimento cosciente, tenendo conto delle informazioni provenienti dai sensi e dai pensieri coscienti per innescare l'azione nella corteccia premotoria, motoria supplementare e motoria.

Orientamento, Equilibrio e Precisione

Poi viene ilcorteccia premotoriaPoi. Questa parte del cervello si trova appena davanti alla tua corteccia motoria primaria (che è quella di cui potresti aver sentito parlare). Sembra essere coinvolto nella "guida sensoriale del movimento" e controlla l'orientamento e la prossimità prima di iniziare il movimento. Un altro aspetto interessante della corteccia premotoria è che è ciò che facilita il movimento in risposta a un particolare segnale sensoriale: per esempio, è ciò che ci permette di bloccare quando vediamo quel pugno in arrivo, o di fare un salto mortale all'indietro sopra un missile inBaionetta(3).

Anche il cervelletto svolge un ruolo in questa fase del movimento ed è utilizzato per l'equilibrio, il tempismo e altri elementi di messa a punto del movimento. Secondo Wikipedia:

“Il cervelletto non avvia il movimento, ma contribuisce alla coordinazione, alla precisione e al tempismo accurato. Riceve input dai sistemi sensoriali del midollo spinale e da altre parti del cervello e integra questi input per mettere a punto l'attività motoria.

Quindi, se stai giocando a un gioco per computer e devi correre attraverso un laser che appare e scompare, il cervelletto potrebbe essere ciò che ti consente di cronometrare quel movimento per evitare di friggerti (4). Il tempismo, a proposito, è completamentesottovalutatoaspetto delle prestazioni atletiche e delle arti marziali.

Nostropropriocezionen avrà anche un ruolo. Usando le informazioni dal percorso del lemnisco mediale della colonna posteriore al cervello (per la propriocezione cosciente) e dal tratto spinocerebellare dorsale e dal tratto spinocerebellare ventrale al cervelletto (per la propriocezione inconscia), dobbiamo avere una comprensione di dove il nostro corpoattualmenteè nello spazio per coordinare il prossimo movimento.

ILcorteccia motoria supplementareè usato per aiutare con movimenti complessi e in particolare movimenti complessi a due mani. ILcorteccia motoriastesso però è ciò che alla fine invia segnali attraverso il sistema nervoso centrale ai tuoi muscoli per controllare il movimento. Come ho discusso in articoli precedenti, questo porta quindi al reclutamento di unità motorie costituite da fasci di fibre muscolari. Il cervello impegna solo il numero di unità motorie necessario per fornire la forza determinata dalla corteccia parietale posteriore, mentre il feedback costante dai muscoli che raggiungono la corteccia motoria, insieme alle informazioni visive che raggiungono la corteccia premotoria, ci consente di modulare questo movimento intermedio e regolare la quantità di forza che stiamo generando. Questo crea una sorta di ciclo di feedback.

Plasticità cerebrale e allenamento del movimento

Anche se non riesco a trovare il riferimento in questo momento, sembra che provando un movimento nella tua mente ePoieseguirlo come precedentemente visualizzato, comporterà il rilascio di dopamina per premiare e cementare l'azione. È così che miglioriamo nel tempo: non solo provando il movimento (che porta i neuroni associati a collegarsi insieme) ma anche rafforzando le connessioni che portano ai risultati più desiderabili più di quelle che non lo fanno. In questo modo, ci condizioniamo in modo classico: non abbiamo bisogno di un regalo per cani, solo sapere che tutto è andato secondo i piani è una ricompensa sufficiente.

La corteccia motoria contiene in realtà gruppi di neuroni che rappresentano letteralmente le varie parti del nostro corpo. Se stimoli un punto del motociclo, sentirai un solletico in faccia. Stimolane un altro e il tuo braccio si solleverà. Tuttavia, alcune parti del corpo sono rappresentate da aree più ampie del cervello, il che a sua volta si riferisce alla quantità di controllo/sensibilità che abbiamo in quelle aree. L'area per la mano, ad esempio, è enorme rispetto all'area per il gomito, a causa della sensibilità e della destrezza delle nostre dita.

Attraverso ripetuti allenamenti e concentrandosi sulle dita, è effettivamente possibile aumentare le dimensioni delle aree per specifiche parti del corpo. Ad esempio, se dovessi imparare a suonare la chitarra, la rappresentazione delle dita e delle mani lo farebbeaumentodi dimensioni nella corteccia motoria. I non vedenti hanno spesso un numero particolarmente elevato di neuroni che controllano le dita grazie alla loro capacità di leggere il brail (5).

Una volta che un movimento è sufficientemente radicato, può quindi verificarsi quasi automaticamente. Questo è ciò che ci permette di lanciare una palla senza nemmeno pensarci, o di ritrovare l'equilibrio. Questo è anche aiutato dal nostroforza riflessiva: contrazioni muscolari che sono quasi al di fuori del nostro controllo e che si verificano interamente da sole. Ad esempio, l'impulso a contrarre i muscoli che si allungano improvvisamente ci permette di rimanere in equilibrio quando qualcuno cerca di tirarci su e ciò avviene senza troppe interferenze da parte del nostro cervello "cosciente" (le aree frontali). Non visualizziamo il bilanciamento, lo facciamo e basta. In questi casi, le informazioni sulla lunghezza di un muscolo vengono restituite al cervello tramite "fusi muscolari' che percepiscono la forma mutevole dei muscoli. Allo stesso modo, non immagino più di suonare certe canzoni al pianoforte perché i percorsi neurali sono così profondamente radicati. Mentre la mia forza riflessiva è stata appresa incidentalmente durante il processo di crescita e di apprendimento a camminare, il mio modo di suonare il pianoforte è stato appreso intenzionalmente attraverso un sacco di pratica e un insegnante di pianoforte molto gentile che mi ha ricompensato con dei biscotti.

Questo è uno stato desiderabile e, in definitiva, ciò verso cui il nostro cervello ci sta spingendo. Più movimenti si radicano nel cervello e diventano automatici, più velocemente saremo in grado di eseguirli e più efficiente sarà il nostro cervello. Quando arriviamo a questo punto, i movimenti in realtà coinvolgono meno aree del cervello e riescono a bypassare parte della fase di pianificazione: ad esempio, una volta appreso un movimento motorio complesso, iniziamo a coinvolgere molto meno la corteccia parietale posteriore quando lo ripetiamo (6).

Ricapitolando...

• Ricapitolando, quindi, un movimento inizia con la visualizzazione, possibilmente localizzata nella corteccia parietale posteriore.
• I nostri gangli della base esaminano quindi i dati disponibili e ci aiutano a stabilire quell'azione. Il cervello poi ci dirige a fare questa azione fisica.
• Quindi la corteccia premotoria tiene conto delle informazioni provenienti dai nostri sensi, inclusi segnali visivi, uditivi e tattili. Il nostro piede ha una presa salda sul terreno? Questo ci permette di orientarci e prepararci.
• Il nostro cervelletto supporta ulteriormente questo, utilizzando le informazioni dalla nostra colonna vertebrale per aiutarci a bilanciare e sincronizzare i nostri movimenti.
• Le informazioni provenienti da vari percorsi che portano al cervello e al cervelletto forniscono informazioni su dove si trovano i nostri arti nello spazio: la nostra "propriocezione".
• La corteccia motoria supplementare aiuta a coordinare le varie parti del corpo, in particolare per il movimento "controlaterale" (come il gattonare)
• E abbiamo il decollo! La corteccia motoria si attiva nelle aree specifiche che si riferiscono a quelle parti del corpo.
• I nervi si attivano e le nostre cortecce motorie si attivano, solo quelle di cui abbiamo bisogno.
• Questo provoca la contrazione delle fibre muscolari.
• Le informazioni sensoriali, incluse le informazioni provenienti dai fusi muscolari, ritornano al cervello.
• Regoliamo il nostro movimento e il ciclo continua.

Formazione di visualizzazione per lo sport

Quindi molte cose si verificano anche nel cervelloPrimafai un solo movimento. Pertanto, la teoria afferma che puoi effettivamente ottenere molti benefici da semplicementevisualizzaremovimenti. Questa è un'idea che sfortunatamente è stata completamente sfruttata da un sacco di auto-aiuto scialbo (la visualizzazione rende i tuoi sogni realtà!), Quindi dobbiamo separare il fatto dallo sfarzo.

Quando visualizzi un movimento, in effetti fai illuminare molte delle stesse aree cerebrali, dalla corteccia parietale posteriore alla corteccia premotoria. Quindi, visualizzare il colpire una pallina da golf è davvero un po' come esercitarsi.

L'ho dimostrato a me stesso con un piccolo esperimento di recente. Ho provato a lanciare una palla con il braccio sinistro ed è stata una merda. Poi mi sono seduto su una panchina del parco e ho provato ripetutamente la tecnica nella mia mente. io poiriprovatolanciare la palla ed è andato molto oltre. Sono stato in grado di appianare i nodi nella mia tecnica e persino di "sentire" dove stavo sbagliando, senza lanciare nulla.

Ho anche un ricordo molto vivido di quando imparai ad andare in bicicletta. Non ho mai potuto e non ne ho avuto uno su cui esercitarmi, a parte quando ho visitato i miei cugini. Poi un giorno ho appenasentitocome se potessi guidarlo: ho letteralmente sentito che tutto scattava in posizione ed ecco, la prossima volta che ho provato, sono stato in grado di guidare senza stabilizzatori.

E in questo studio è emerso che le differenze tra atleti esperti e non esperti esistono esattamente allo stesso modo durante la visualizzazione. Coloro che avevano automatizzato i propri movimenti erano in grado di visualizzare il movimento molto più rapidamente (7). In un altro studio (di nuovo, nessun collegamento mi dispiace), è stato scoperto che le vittime di ictus erano in grado di prevenire il deterioramento dei tessuti nel cervello semplicemente visualizzando i movimenti. Ciò potrebbe persino aumentare il reclutamento di unità motorie durante il sollevamento pesi potenziando i neuroni che saranno coinvolti nel movimento (rendendoli più propensi ad attivarsi).

Questo però non ha nulla a che fare con la "legge di attrazione". Non significa che visualizzare le ricchezze ti renderà ricco. Allo stesso modo, non puoi far crescere i muscoli in questo modo perché non stai causando microlacerazioni o accumulando metaboliti che portano all'ipertrofia.

Allo stesso modo, solo guardare le persone che praticano sport può effettivamente migliorare la tua capacità di praticare quello sport. Ciò fornisce al tuo cervello un "modello" di forma perfetta che puoi quindi adattare alle tue visualizzazioni. Guardare qualcuno eseguire un movimento può persino aiutarti a "sentire" come quel movimento è stato eseguito a causa di "neuroni specchio" che si attivano come risultato della nostra naturale "empatia" e della capacità di incarnare gli altri (8).

Ovviamente il modo migliore per imparare uno schema di movimento è comunque eseguirlo di persona. In questo modo, avrai anche maggiori probabilità di ottenere quel rilascio di dopamina quando lo ottieni correttamente, il che accelererà l'apprendimento più della semplice visualizzazione. Allo stesso modo, dovrai esercitarti di persona se vuoi coinvolgere un segnale visivo e la corteccia del promotore - ad esempio, questo è il modo in cui integri il blocco automatico dei pugni per "nessuna mente" (AKA Bruce Lee abilità di combattimento automatizzata).

Adattare il tuo cervello

È anche possibile che tu possa allenare la tua corteccia parietale posteriore per migliorare la tua capacità di visualizzare rapidamente e accuratamente i movimenti prima di eseguirli. Pensaci: se leggere il brail può far aumentare l'area del cervello responsabile delle tue dita, la visualizzazione dovrebbe anche essere in grado di aumentare la materia grigia nella tua corteccia parietale posteriore. La visualizzazione è uno strumento incredibilmente potente che usiamo ogni giorno ogni volta che pianifichiamo un movimento, ricordiamo qualcosa o sogniamo ad occhi aperti sui nostri piani. Il neuroimaging mostra che svolge un ruolo nella memoria episodica (9).

Comprendi che anche il "motore fisico" di cui ho parlato è qualcosa che hai imparato attraverso la pratica, lo sviluppo e la plasticità cerebrale. Se fossi nato su un pianeta con gravità inferiore, la tua innata comprensione del modo in cui le cose si muovono sarebbe diversa. Quindi esercitati a utilizzare questo strumento integrato e rendilo più preciso! Anche il lancio e la cattura dovrebbero farlo.

È anche importante avere una rappresentazione accurata delle proprie capacità fisiche, ad esempio la propria forza e velocità. Questo è ciò che ti impedirà di provare a saltare un divario che in realtà non puoi - e allo stesso modo ciò che ti darà la sicurezza di "provarci" se puoi.

Prestare maggiore attenzione agli input sensoriali potrebbe anche aiutarti a migliorare la tua propriocezione. La concentrazione aumenta la dopamina che aiuta a rafforzare l'apprendimento e la plasticità e l'uso del cervelletto è probabile che lo rafforzi. La prossima volta che pratichi la verticale, cerca di essere acutamente consapevole di tutte le informazioni che arrivano dai tuoi fusi muscolari, dal tuo sistema vestibolare e dalla tua vista. Nota dove stai sbagliando in modo da poter migliorare il tuo controllo per la prossima volta!

Lo stesso vale per il cervello e i gangli della base per la selezione delle azioni e il processo decisionale. Gioca a sport complessi e giochi complessi ed esercita la tua capacità di visualizzare al volo il risultato delle tue azioni e selezionare il migliore. In questo modo, puoi imparare ad essere sempre un passo avanti a tutti gli altri. Quindi, puoi conquistare il mondo.

Oh, e finiamo con un fatto sorprendente e correlato...

L'imaging cerebrale del "calcolatore umano" Scott Flansburg, mostra che è effettivamente in grado di utilizzare le aree del cervello relative alla corteccia motoria quando esegue la matematica, piuttosto che la solita area 44 di Brodmann. Di conseguenza, è stato in grado di stabilire record mondiali con la velocità dei suoi calcoli. Questa è solo un'altra dimostrazione del potenziale potere della visualizzazione e delle aree cerebrali di cui abbiamo parlato.

E ancora più affascinante, non è nemmeno lontano dal consiglio che dà un altro prodigio della matematica Daniel Tammet: che dovremmo "sentire" la dimensione dei numeri. Resta sintonizzato per il mio prossimo articolo sulla "matematica della velocità" per ulteriori informazioni su tutto questo ...