Roberto VannicelliIstituto di Medicina e Scienza dello Sport - CONI
ROMA
Fisiologia della Pallavolo
7° Corso Nazionale per Allenatori di III GradoCavalese, 6-13 giugno 2010
COSA UNISCE LA FISIOLOGIA ALLA PALLAVOLO?
• Allenatore Miglioramento della Prestazione• Fisiologo Miglioramento della Prestazione
• Allenatore Comprensione della Prestazione• Fisiologo Comprensione della Prestazione
In realtà….
Se allenatore/preparatore e fisiologocondividono interessi ed obbiettivi, cheperseguono PER VIE DIVERSE, hannonecessità di parlare un LINGUAGGIO COMUNE
CONDIVISIONE DEGLI STRUMENTI CONCETTUALI
Cosa si dice serva per giocare?(un po’ di provocazioni… per cominciare…)
CAPACITA’ FISICHE
ELEVAZIONEFORZA
RAPIDITA’ Domanda: Che dimensioni ha la rapidità?VELOCITA’ Domanda: Che dimensioni ha la velocità?
DESTREZZA
Giuliano Fontani - Roma : Società stampa sportiva, 1994.
Il termine RAPIDITÀ definisce la pura esecuzione del gesto da parte di un singolo segmento del corpo (es.: pugno o calcio nel Karate, lancio di una palla, ...www.sportraining.net/rapiditacoordinazione.htm
Qualche giustificazione…• Troppo spesso la cultura dello Sport sembra
estraniarsi dalla cultura scientificaconsolidata…. e viceversa….
• In particolare dalla Fisica…– Spostamento, Velocità, Accelerazione
• In realtà, questi sono STRUMENTI cheaiutano a definire, nelle opportune circostanze, il fenomeno osservato
SPORT DI SITUAZIONE
SPORT DI SITUAZIONE
• Il modello della prestazione è enormemente
più complesso negli sport di squadra che in
quelli individuali
• Per evitare facili errori metodologici, bisogna
fare delle scelte
• Analisi neuromeccanica del balzo verticale
Perchè questa scelta
SPOSTAMENTI
DOVE ANDARE
VELOCITA’
ARRESTO
DECISIONE
ATTIVAZIONE NEURO-MUSCOLARE
CONTROLLO
L’atleta deve poter disporre di un ampiopatrimonio di PROGRAMMI DI MOVIMENTO
MATCH ANALYSISTabella 1: Confronto tra alcuni parametri del carico fisico richiesto a giocatori di pallavolo prima e dopo le modifiche alle regole di gioco
SCP RPS differenza
Durata fasi attive (sec)
8,7 5,23 3,4
Durata fasi passive (sec)
7,1 13,77 -6,6
Durata di un set (min)
20,1 14,36 5,7
Numero fasi attive in un set
70,1 45,9 24,2
SCP= sistema di gioco con cambio palla (Beljaev, 1974);
RPS= Rally Point System
Giuliano Fontani, Guido Ciccarone, Roberta Giulianini -(Istituto di Fisiologia Umana, U.O. Medicina dello Sport, Università di Siena)
DURATE FASI DI GIOCO
Distribuzione percentuale delle azioni di gioco in base alla loro durata.
Giuliano Fontani, Guido Ciccarone, Roberta Giulianini -(Istituto di Fisiologia Umana, U.O. Medicina dello Sport, Università di Siena)
Numero totale balzi Numero balzi per tempo effettivo di gioco
SCP RPS SCP RPS
Opposto 127 88 3,63 4,80
Centrale 167 97 4,78 5,40
Schiacciatore 115 65 3,29 3,60
Alzatore 149 136 4,26 7,20
SCELTE DI CAMPO
Ovvero come la fisiologia immagina di fornire contributi utili
all’allenatore/preparatore
COSA?
COME?
CONDIZIONICONTROLLATE
• Diversi tipi di contrazione muscolare
• Cinematica• Dinamica• Controllo nervoso• Spesa energetica
LABORATORIO CAMPO
CONDIZIONI NON CONTROLLATE
• SOGGETTI LIBERI
• SEMPLICI (repetitive motor subroutines)
• COMPLESSE (combination of many different subs)
Il modello di oggi:L’esempio del Balzo Verticale
Cosa è un modello?
A quali domande desideriamo rispondere?
Un solo modello basta a rispondere atutte le nostre domande?
NEUROMECCANICA DEL BALZO
NEUROMECCANICA 1
Giuliano Fontani - Roma : Società stampa sportiva, 1994.
Neuromeccanica 2
Giuliano Fontani - Roma : Società stampa sportiva, 1994.
Determinanti della Prestazione
Velocità teorica
Velocità di gara
Potenza Media in gara
Efficienza meccanica
maxV2O
& Soglia del lattato(% )maxV
2O&
Dimensionicorporee FC MAX VSS
DensitàMitocondriale
Qualità fibre muscolari
Volume ematicoLivelli di Hb
Densità capillarimuscolari
Massamuscolare
Fattori Psicologici
Cadenza appropriata
CapacitàAnaerobica
Resistenza al movimentoGravitàResistenza dell’ariaAerodinamicaIdrodinamicaTecnicaFlessibilità
Difficoltà
BIOPSIA
DIFF A-V
FORZAEMG
Difficoltà
http://www.delsys.com/library/papers/Biomechanics.pdf
ESER
CIZ
IOCosa c’è DIETRO il fenomeno osservato? [Forza erogata p. es.]
A questo punto…
LE NOSTRE STRADE DIVERGONO?
INTEGRAZIONE CULTURALECONTROLLO NERVOSO DEL MOVIMENTO
=CONOSCENZA FISIOLOGICA e CONOSCENZA TECNICA
http://guardian.curtin.edu.au
Modello Funzionale della Pallavolo(Fisiologia)
• Test di Laboratorio: MISSING DATA
• Test da campo: ALMOSTLaconi P, Melis F, Crisafulli A, Sollai R, Lai C, Concu A.Field test for mechanical efficiency evaluation in matching volleyball players.Int J Sports Med. 1998 Jan;19(1):52-5.
QUESTIONI APERTE
Come si allenano questi atleti?
Quanto costa una seduta di allenamento?
Quanto costa un allenamento in funzione del genere , dell’età, del livello di qualificazione agonistica?
Come possiamo far evolvere verso l’obbiettivo desiderato i nostri atleti (senza trucchi)?
Fitness metabolica, cardiovascolare e polmonare?
Neuromeccanica 3INTEGRAZIONE CULTURALECONTROLLO NERVOSO DEL MOVIMENTO
=CONOSCENZA FISIOLOGICA e CONOSCENZA TECNICA
http://guardian.curtin.edu.au
Progetto Pallavolo 2006/2007DISMUS
Dipartimento di Scienze del Movimento Umano e dello Sport
LIFELaboratorio Integrato di Fisiologia dell’Esercizio
FIPAVCentro di Qualificazione Nazionale
Pallavolista “atleta di potenza”
Assenza in letteratura di studi sulla valutazione funzionale neuromuscolare e biomeccanica del pallavolista
Modello di prestazione della pallavolo•Per “giocare bene” saper balzare verso l’alto, saper ripetere
molte volte il “balzo ben eseguito”•Atleta potente – Atleta resistente nell’espressione reiterata
della potenzaEfficienza muscolare specifica
MetodologiaMetodologia NeurofisiologiaNeurofisiologia//BiomeccanicaBiomeccanica
Progressione comune• sviluppo in generale della forza• sviluppo specifico della forza a carico naturale• introduzione dei sovraccarichi (pesi liberi e macchine)• grande accentuazione della preparazione con
sovraccarichi
• non assicura lo sviluppo armonico di tutti i distretti muscolari
• carico sulla colonna vertebrale
… e suoi rischi
SegniSegni EMG EMG deidei disturbidisturbineuromuscolarineuromuscolari dada sovraccaricosovraccarico
L-3/
4L-
4/5
L-5/
6L-
4/5
Time (min)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 180 240 300 360 420 480 540
Dis
plac
emen
t (m
m)
0
5
10
15
20
25
NIE
MG
0
1
2
NIE
MG
0
1
2
NIE
MG
0
1
2
60N (N = 9)
riduzione amp. EMG
Ipereccitabilità acuta
Recupero EMG
Ipereccitabilità ritardata
spasmi EMG
uso sapiente del carico naturale:le esercitazioni di balzo, verso l’alto (Sj,
Cmj) e verso l’avanti-alto (Slj)
“Balzi come mezzo di allenamento”“Balzi come mezzo di controllo
dell’allenamento”
La proposta
Obbiettivi: verificare…
… se le esercitazioni di balzo a carico naturale o con piccolo sovraccarico sono sufficienti a garantire la crescita della potenza muscolare
… se tali esercitazioni garantiscono lo sviluppo della resistenza al carico di potenza
Metodi
Ottobre 2006
Giugno 2007
Feb/Mar 2007
No Load
Load
Control
Gruppo
Stagione agonistica 2006-2007
Età Statura (cm) BF (%)Media 19.5 183.4 9.2
DS 2.7 5.7 3.5
12 pallavolisti (+ 12 controlli)
Load (n=3)No Load (n=9)
Metodi
CMJ SJ
Analisi dei dati EMG
Indice di attivazione: Valore Rettificato Medio (ARV) (Basmajian e De Luca, 1985)
D1
S
TO
FT
AngoloFz
L
Piegamento Estensione
D1
Indice di coattivazione, C.I.:Ratio antagonista/agonista
FzAng. LBF
LVAL
30 BALZI – REAZIONE VINCOLARE
Ultimo
Primo
SERIE 30 BALZI - RETEST
y = 0,0844x2 - 1,4673x + 99,458R2 = 0,9798
85
90
95
100
0 1 2 3 4 5 6 7
%controlli
%atleti
%atleti_retest
Risultati EMG: coattivazione antagonisti
Risultati EMG: coattivazione antagonistiCONTROLLI
PIEGAMENTO
Risultati EMG: coattivazione antagonistiATLETI
PIEGAMENTO
SERIE 30 BALZI - CONTROLLO
ULTIMI 5 BALZI - CONTROLLO
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
PRIMI 5 BALZI - CONTROLLO
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Aumento ampiezza EMG
Doppio intervento VLsin
Attività continua ECC-CONC
Evidente coattivazione Flessori
Preattivazione prima atterraggio
SERIE 30 BALZI - ATLETA MEDIA PRIMI 5 - ATLETA
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Aumento ampiezza EMG durante fase eccentrica
OFF durante concentrica
Evidente coattivazione Flessori
Preattivazione prima atterraggio
PERDITA CONTROLLO: Distribuzione intervento estensori su tuttoil ciclo ECC-CONC
ASIMMETRIA attività flessori
MEDIA ULTIMI 5 - ATLETA
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Dati EMG: ARV
Discussione e conclusioniIl pallavolista…… è un atleta più capace di balzare verso l’alto rispetto ad atleti “non balzatori” (cinematica e dinamica) PERCHE’?
… adattamenti del SNC all’allenamento: controllo dell’articolazione
… e sa farlo in modo più ripetibile ENGRAMMA MOTORIO?
…Migliore prestazione di balzo reiterata nel tempo EFFICIENZA DEL GESTO
LA COATTIVAZIONE, dunque…
INFORMAZIONI PRELIMINARI
Il Movimento VOLONTARIO
• Caratterizzato dalla consapevolezza di ciò che si sta facendo.
• L’attenzione è diretta verso l’azione od il suo scopo
• L’azione è il risultato di un apprendimento.
COSCIENTE INCOSCIENTE
Schema di Funzionamento del sistema motorio
Aree Corticali e Subcorticali
Aree Corticali e Subcorticali
Impulso inizialeal movimento
Prima “bozza” delprogetto di movimento
Progetto definitivoNuclei della Base Cervelletto
Talamo
Corteccia Motoria
Unità Motorie
STRUTTURA TAPPA DEL PIANO DI MOVIMENTO
Stazione di ritrasmissionedell’informazione
Esecutore finale del progetto
Esecuzione del movimento desiderato
Il feedback daipropriocettoripermette la regolazione fine del programma motorio
Una precisazione necessaria:Integrazione S-M
RECETTORE
EFFETTORE
INPUT SENSORIALE INTEGRAZIONE
OUTPUT MOTORIO
Sistema Nervoso Periferico(SNP)
Sistema Nervoso Centrale(SNC)
Brain and spinal cord
CONTROLLO NEUROMUSCOLARE
MECCANORECETTORI LIVELLI DI CONTROLLO
Afferenze periferiche•Articolari•Muscolari•Cutanee
Recettori Visivi
Recettori Vestibolari
SNC
Riflessi Spinali
Programma Cognitivo
Midollo Spinale MU
SCO
LO
pH
LL’’integrazione sensitivo integrazione sensitivo --motoria motoria spinale come base della coordinazione spinale come base della coordinazione muscolare durante il movimento muscolare durante il movimento volontario nellvolontario nell’’uomouomo
Scopo
E’ ben noto che l’integrazione dell’informazione sensoriale e del comando motorio cerebrale ha un ruolo fondamentale nel controllo dei nostri movimenti. Si tratterà di affrontare i seguenti punti:
1. I riflessi non si presentano da soli, ma sono integrati nel comando centrale2. La frequente distinzione tra controllo a circuito aperto (OPEN LOOP –
senza ingresso sensoriale) ed a circuito chiuso (CLOSED LOOP - con ingresso sensoriale) è artificiosa. Infatti, 0 ed 1 contengono la stessa quantità di informazione.
3. Una migliore comprensione dei fenomeni alla base dell’interazione sensitivo-motoria deve NECESSARIAMENTE passare per esperimenti piùaccurati che combinino la valutazione elettrofisiologica della trasmissione del segnale lungo vie spinali ben identificate con l’analisi della cinematica e della dinamica del movimento effettuato.
Motivi di Interesse
Neural control of shortening and lengthening contractions: influence of task constraints J. Duchateau and R. M. Enoka. J. Physiol., December 15, 2008; 586 (24): 5853-5864.
Increased central facilitation of antagonist reciprocal inhibition at the onset of dorsiflexionfollowing explosive strength training S. S. Geertsen, J. Lundbye-Jensen and J. B. NielsenJ Appl Physiol, September 1, 2008; 105 (3): 915-922.
The olympic brain. Does corticospinal plasticity play a role in acquisition of skills required forhigh-performance sports? J. B. Nielsen and L. G. Cohen J. Physiol., January 1, 2008; 586 (1): 65-70.
Training adaptations in the behavior of human motor units J. Duchateau, J. G. Semmler and R. M. EnokaJ Appl Physiol, December 1, 2006; 101 (6): 1766-1775.
Specific modulation of motor unit discharge for a similar change in fascicle length during shortening and lengthening contractions in humans B. Pasquet, A. Carpentier and J. DuchateauJ. Physiol., December 1, 2006; 577 (2): 753-765.
Base scientifica
Il termine CONTROLLO SENSITIVO-MOTORIO allude all’inestricabileaccoppiamento che esiste tra ingresso sensoriale e comando motorio.
Durante l’esecuzione di un movimento, le variazioni di attività delle afferenzepropriocettive (e non solo) portano conseguenze sia motorie che sensitive a livello del SNC. L’elaborazione corticale dell’informazione propriocettiva (e non solo) fornisce informazioni circa lo stato iniziale del sistema ed ilprogredire dell’azione e contribuisce all’aggiornamento ed all’adattamentodella programmazione motoria centrale.
L’importanza dei circuiti spinali, alimentati dall’informazione propriocettiva, nelcontrollo motorio e gli effetti della loro attività sulla “forma” dell’uscita motoriafinale è resa particolarmente evidente dalla funzione integrativa degliinterneuroni spinali, sui quali convergono sia le afferenze sovraspinali chequelle sensoriali.
Ipotesi di lavoro
• I riflessi possono essere allenati?R.: Già sappiamo che la risposta, almeno in un certo senso, è positiva.
Tuttavia non bisogna confondere l’addestramento (condizionamento) dei riflessi con effetti di modulazione dell’attivitàdi certi circuiti di controllo del movimento che sappiamo esseresicuramente attivi e presenti in un soggetto non allenato. Per esempio,
• Lo stimolo cronico rappresentato dall’allenamento è in grado di modificare, nel senso di amplificare – deprimere - sopprimere, gli effetti indotti dall’afferenza sensoriale propriocettiva sul programma centrale del movimento?
R.: Viene da pensare, anche in questo caso, ad una risposta positiva esempio classico il livello di co-attivazione antagonista che
sembra essere ridotto negli atleti. Tuttavia, per il momento, un’indagine sistematica di questo fenomeno è assente dalla letteratura.
Ipotesi di lavoro
• Come si allena l’interazione sensitivo-motoria nel modo più efficace e nel senso desiderato?
R.: In questo caso una risposta chiara non è facilmente rinvenibile in letteratura. Tanto più strano in quanto gli effetti di intensità, frequenza e volume dell’allenamento possono essere studiati in laboratorio assai facilmente e con tecniche relativamente alla portata di molti
• Al fine di questa caratterizzazione basta la sola indagine neuromuscolare?
R.: Questa è facile… assolutamente no. E’ indispensabile associare questa con i metodi tipici dell’indagine biomeccanica
Organi di senso coinvolti e sistemi afferenti
(alcuni degli)
Afferenze
Afferenze: Fuso neuromuscolare
Gruppo di 4 - 20 piccole fibre muscolari(intrafusali) con terminazioni nervose motorie e sensitive, avvolto da una lamina di tessutoconnectivo, connesso alle fibre muscolariextrafusali.
La porzione centrale del fuso può esseredeformata (stirata), ma non può contrarsi datoche non contiene proteine contrattili (actina e miosina).
Quando le fibre extrafusali connesse al fusovengono stirate, i neuroni sensitivi cheinnervano il fuso inviano informazioni – tramiteafferenze di tipo Ia al SNC circa la lunghezzadel muscolo.
Tramite i MN α si innesca una contrazionemuscolare riflessa che resiste ad un’ulterioredeformazione.
I MN γ attivano le fibre muscolari intrafusaliprovocando la deformazione della zonaequatoriale del fuso e rendendo questosensibile a piccoli gradi di deformazione.
Afferenze: GTO
Organi di senso capsulatiattraverso i quali passano le fibre tendinee.
Situati in prossimità dellagiunzione muscolo-tendinea.
Misurano piccole variazioni ditensione (afferenze Ib).Inibiscono il muscolo in contrazione (agonista) ed eccitano l’antagonista.
Riflesso monosinaptico
Inibizione reciproca
Si noti come l’inibizione coinvolge DUE sinapsi:
INIBIZIONE RECIPROCA Ia
(inibizione disinaptica)
Tanaka R., Reciprocal Ia inhibition during voluntary movements in man, Exp Brain Res, 21: 529-540, 1974
Riflesso di allontanamento
Quando le cose divengono più complesse, allora sono coinvolti più livelli spinali, anche a notevole distanza dall’ingresso originale
Flesso estensione crociata
Riflessi spinali: Metodi di studio
Il Riflesso H
Nasce come metodo di studio dell’arco riflesso ECCITATORIO MONOSINAPTICO. Il set-up sperimentale è relativamente semplice da allestire (nonostante le apparenze). Il
Comunque, anche in questo caso la risposta èALEATORIA (no 1:1 M:H). Ciò è dovuto al fatto che di volta in volta non necessariamente lo stimolo investe le stesse popolazioni di mn.
difficile è identificare e fissare un corretto sito di stimolazione. Lo stimolo èapplicato al n. TIBIALE (soleo e gastrocnemio)nel cavo popliteo. Facile se sei seduto…
M H
25-30 ms
Riflessi spinali: Metodi di studioRiflessi spinali: Metodi di studio
Il Riflesso H
La sua ampiezza si attenua al crescere dell’ampiezza dell’onda M. Altro passo critico è costituito dall’identificazione di una corretta intensità di stimolo e del suo mantenimento per tutta la durata dell’esperimento.In genere si quantifica normalizzando l’ampiezza di Hmax rispetto a quella di Mmax
Mmax
Hmax
maxmax
MHE =
Riflessi inibitori: Inibizione Reciproca
I fusi neuromuscolari dispongono anche di vie che inibiscono i motoneuroniANTAGONISTI. Queste vie sono probabilmente coinvolte nell’organizzazione (coordinazione) di molti nostri movimenti (se non tutti). Quindi, l’attivazione, per esempio, dei flessori porta con se l’inibizione degli estensori e viceversa. Tale reciprocità si applica a vie a partenza dalla cute, dai propriocettori ed al controllo discendente di almeno alcuni movimenti. Per esempio, possiamo co-attivare per aumentare la rigidità di un’articolazione in modo da fissare la posizione di un arto. La via di inibizione reciproca è fortemente, ma non esclusivamente, attivata da afferenze di tipo Ia.
Riassumendo
•Gli interneuroni Ia della via dell’inibizione reciproca disinaptica (DRI) non sono attivati esclusivamente in via retrograda (Ia) ma anche da collaterali provenienti dal tratto corticospinale(discendente)
•Ciò assicura la contemporanea inibizione degli antagonisti in parallelo con l’attivazione degli agonisti durante la maggior parte dei movimenti volontari
•Pertanto, un’efficace DRI può essere un fattore chiave negli sport che richiedono contrazioni rapide e potenti di alcuni gruppi muscolari
Possiamo, dunque, definire queste risposte in termini di
CONTRIBUTO IN RETROAZIONE AL CONTROLLO DEL
MOVIMENTO
piuttosto che definirle semplicemente riflessi?
Organizzazione dei riflessi e movimento volontario
Perturbazioni apportate dall’esterno sono decifrate come “errori” Figura F. Felici F., Macellari V., Human Mov Sci, 1986
Perturbazioni apportate dall’esterno sono decifrate come “errori” Figura F. Felici F., Macellari V., Human Mov Sci, 1986
NORMALE
PERTURBATOPERT + BLOCCO Ia
RISPOSTA RITARDATA
Dove siamo ora?
Gli esperimenti di elettrofisiologia sin qui descritti sono stati solo raramente applicati a compiti funzionali tipici della vita di tutti i giorni
In molti lavori sono state effettuate analisi della cinematica e della dinamica grossolane
Ciò perché tali lavori erano diretti alla caratterizzazione (descrizione) delle vie centrali in studio piuttosto che a fornire interpretazioni funzionali
Per contro, nei lavori dedicati al controllo motorio applicato, in cui l’applicazione funzionale è il fuoco dell’indagine, l’analisi accurata della cinematica e della dinamica è la regola
Il limite di quest’ultimo approccio, preso da solo, è che è elettivamentededicato alla descrizione del fenomeno osservato e perciò ci sono poche speranze che questa impostazione fornisca risposte su come il movimento èiniziato e controllato, come questi programmi si adattano alle diverse circostanze, come è ottimizzato, cosa è andato storto quando i movimenti non ottengono lo scopo desiderato
Qualche considerazione..• Il successo nello sport SEGREGA
individui con una data proporzione di tipi di fibre muscolari
• Il SUCCESSO nello sport dipende, in proporzione variabile, da un efficiente
CONTROLLO NERVOSO DEL MOVIMENTO
L’analisi del sEMG può essere utile nel chiarire almeno alcuni aspetti di tale controllo?
Lo studio della Coattivazione
ANGOLO
COPPIA
BICIPITE
TRICIPITE
VEL ANG
FLESSIONE
Co-Attivazione nello Sport: Lato A. Guadagno di Forza
N O N S K IL L E D
T im e [s ]0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4
RM
S [a
.u.]
0 ,0
0 ,2
0 ,4
0 ,6
0 ,8
B BT B T E N N IS P L A Y E R
T im e [s ]0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4
RM
S [a
.u.]
0 ,0
0 ,2
0 ,4
0 ,6
0 ,8
NON-SKILLED
Torq
ue (%
MA
X)
0
20
40
60
80
100BB TB
TENNIS PLAYERS
Angular Velocity [deg.s-1]
0 1530 60 120 180 240
Torq
ue (%
MA
X)
0
20
40
60
80
100
Angular Velocity [deg.s-1]
0 1530 60 120 180 2400
Bazzucchi I., Sbriccoli P., Marzattinocci G., Felici F., M&N, 2006; Bazzucchi I., Riccio ,Felici F., JEK, 2009
Co-Attivazione nello Sport: Lato B. Guadagno di Controllo
f(x) f(y)f(z)
Perturbation
-0.07
0.00
0.07
-0.07 0.00 0.07
-0.07
0.00
0.07
-0.07 0.00 0.07
2006iiuummssiiuummss
Cosa serve per approfondire l’indagine ?
L’analisi NEUROMECCANICA* del movimento, ovvero un approccio multidisciplinare
*Enoka R, 2002
NEUROMUSCULAR CONTROL DURING ISOKINETIC KNEE EXTENSION IN TOP LEVEL KARATEKA
Paola SbriccoliPaola Sbriccoli1,2, V Camomilla, V Camomilla1, A Di Mario, A Di Mario3, F Felici, F Felici1,2
iiuummssiiuummss
1 DiSMUS,IUSM, Roma - Italy 3 FIJLKAM2 IIM, Italy
Ontario, CA, June 18-21, 2008
METODI 1 – Esperimento IsocineticosEMG DATA
Vastus Lateralis (VL)
Biceps Femoris (BF)
– 4 elettrode arrays
– 10mm i.e. distance
MECHANICAL DATA
ISOMETRIC CONTRACTIONS3 MVC knee 5s (20s apart)Preferred side (kicking leg)
ISOKINETIC CONTRACTIONS3 CONC/ECC cyclesAngular Velocity: 30°, 90°, 180°, 270°, 340°, 400°/s (180s between series)
SUBJECTS
12 Top LevelKarateka (M)
Age: 27±4yrs
BW.: 74.7±6.7kg
Stat.: 1.7±0.04m
METODI 2 – Calcio Frontale
EXPERIMETAL SET-UP
Movie
Accelerometri X-Sense
BTS Pocket EMG
sync
LINEAR VELOCITY (marker on the 1st metatarsus)
VICON MX SF:120 Hz
sync
ANGULAR VELOCITY (sagittal plane)
KINEMATIC Data
ESPERIMENTO ISOCINETICO
LV 30°/s
LV 400°/s
CALCIO FRONTALE LS_FRONT KICK
3500 4000 4500 5000 5500 6000
Rec
tif E
MG
(mV)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Vastus Lateralis
3500 4000 4500 5000 5500 6000
Rec
tif E
MG
(mV)
0.0
0.5
1.0
1.5
Biceps Femoris
3500 4000 4500 5000 5500 6000
Rec
tif E
MG
(mV)
0
1
2
Rectus Femoris
3500 4000 4500 5000 5500 6000
Rec
tif E
MG
(mV)
0
1
2
3
Gluteus Max
Time (ms)
3500 4000 4500 5000 5500 6000
Rec
tif E
MG
(mV)
0
1
2
3
Gastrocnemious
Visual trigger: 3743ms
2. EMG data1. EXPERIMETAL SET-UP
Movie
Esperimento Isocinetico % ATTIVAZIONE ANTAGONISTA
VL-RMSant%
%R
MS
max
0
20
40
60
80
100
* *
* *
**
* p<0.05
*
BF-RMSant%
Angular Velocity (°/s)
0°/s 30°/s 90°/s 180°/s 270°/s 340°/s 400°/s
%R
MS
max
0
20
40
60
80
100
**
** *
*
*
KARATEKACONTROLS
Calcio Frontale – Velocità Angolare
HIP KNEE
Ang
ular
Vel
ocity
[°/s
]
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800KARATEKA CONTROLS
* p<0.05
*
*
EMG Data CV: ISOCINETICO vs CALCIO FRONTALE
KNEE EXTENSION - VL
0°/s 30°/s 90°/s 180°/s 270°/s 340°/s 400°/s
CV
[m/s
]
0.5
2.5
4.5
6.5
8.5
KNEE FLEXION - BF
Angular Velocity [°/s]
0°/s 30°/s 90°/s 180°/s 270°/s 340°/s 400°/s
CV
[m/s
]
1
3
5
7
VL
1470°/s 1100°/s
CV
[m/s
]
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
BF
1470°/s 1100°/sC
V [m
/s]
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
Knee Angular Velocity [°/s]
** * * * * * *
* * p<0.05
KARATEKACONTROLS
ISOKINETIC TASK FRONT KICK
CONCLUSIONE
GRAZIE