Correlati neurofisiologici della pianificazione del movimento durante complesse attività di atterraggio con salto e ruolo della funzione cognitiva

In particolare, nell'ambito degli sport con la palla le rotture del legamento crociato anteriore (LCA) sono tra le lesioni più frequenti. Tuttavia, la rottura del LCA non comporta solo una perdita di stabilità meccanica nell'articolazione del ginocchio: la rottura del legamento e la successiva chirurgia ricostruttiva portano a un danno massiccio dei cosiddetti meccanocettori (propriocettori). Questi piccoli sensori forniscono al cervello informazioni precise sulla tensione del legamento crociato e sulla posizione dell'articolazione del ginocchio. Grazie a questo feedback, è possibile per gli esseri umani adattare l'attività dei muscoli stabilizzatori a varie situazioni nello sport e nella vita quotidiana e proteggere il ginocchio da lesioni. Pertanto, i deficit di coordinazione sono conseguenze comuni dopo la rottura e la ricostruzione del LCA a causa del feedback sensoriale più scarso.

Nuove scoperte forniscono la prova che il danno indotto dalla lesione dei meccanorecettori provoca anche persistenti riorganizzazioni neuronali nel cervello (neuroplasticità indotta dalla lesione). Questi riguardano in particolare la corteccia motoria da cui sono controllati i movimenti volontari. In base ai risultati dell'imaging (ad es. tomografia a risonanza magnetica funzionale; RM) e studi elettrofisiologici (es. Elettroencefalografia; EEG), questi adattamenti neurologici sembrano persistere ben oltre la ripresa delle attività quotidiane, sportive o agonistiche. I ricercatori suggeriscono che questi adattamenti del sistema nervoso centrale potrebbero essere la causa sottostante del controllo motorio e dei deficit funzionali frequentemente osservati (ad es. forza muscolare e deficit di attivazione muscolare), il re-infortunio relativamente alto, il basso tasso di ritorno agli sport e piccole proporzioni che ritornano al loro livello di prestazione iniziale dopo le lesioni e la ricostruzione del LCA. Un puro ripristino della funzione neuromuscolare senza l'eliminazione dei cambiamenti neuroplastici nel cervello non appare quindi sufficiente.

In studi recenti gli effetti del trauma del LCA sull'attività cerebrale sono stati studiati esclusivamente durante test non specifici, non correlati allo sport e agli infortuni (ad es. semplici movimenti di flessione ed estensione e compiti di riproduzione angolare del ginocchio). Spesso le lesioni al LCA si verificano in condizioni imprevedibili, specialmente in movimenti complessi e dinamici come cambi di direzione, salti e atterraggi. Qui, il cervello deve elaborare le informazioni dai recettori del LCA il più rapidamente possibile per avviare un'adeguata risposta motoria per proteggere il ginocchio.

Sullo sfondo dei risultati sopra descritti, questo studio caso-controllo trasversale esaminerà in primo luogo gli effetti delle lesioni e della ricostruzione del LCA completamente guarite (simmetria laterale delle misure di prestazione neuromuscolare superiore all'85%) sull'attività corticale correlata alla pianificazione del movimento (tramite elettroencefalografia) misure durante complesse attività di atterraggio con salto: i partecipanti allo studio eseguono salti contromovimento (n = 80; CMJ, tempo di volo di circa 500 ms) seguiti da atterraggi su una gamba sola. Mentre in una condizione anticipata (n=40), gli individui ricevono le informazioni visive (presentate su uno schermo) su quale gamba/piede (sinistro, destro) devono atterrare prima dei CMJ auto-iniziati, gli individui riceveranno queste informazioni nella condizione non prevista (n=40) solo dopo il decollo (circa 400 ms prima del contatto con il suolo). La misurazione della stabilità all'atterraggio è standardizzata mediante parametri biomeccanici selezionati (piattaforma di forza capacitiva). Le caratteristiche cognitive rilevanti per la lesione (ad es. Reazione, velocità di elaborazione delle informazioni e memoria di lavoro) vengono rilevate da test cognitivi clinici su computer e su carta.

I ricercatori ipotizzano che gli aggiustamenti neurologici correlati alla lesione nella corteccia motoria portino a una pianificazione dell'azione motoria più intensa prima dell'inizio del movimento (compensazione dei deficit sensoriali). L'aumento dell'uso delle capacità neuronali per la pianificazione del movimento potrebbe successivamente portare a risposte motorie più lente o imprecise a eventi imprevisti/non previsti e successivamente causare una maggiore instabilità all'atterraggio o aumentare il rischio di lesioni al ginocchio, rispettivamente. Si presume inoltre che una minore elaborazione delle informazioni cognitive sia associata rispettivamente a un atterraggio più instabile o a un rischio più elevato di lesioni o a un tasso di incidenza di lesioni più elevato.