Cos’è il controllo motorio? Lo sviluppo di forza durante l’esecuzione di movimento appresi e complessi, dipende da una serie di sequenze di attivazione neuromuscolare, e non solo dalla forza esercitata dai singoli gruppi muscolari reclutati durante il movimento.

I circuiti neuronali sia a livello centrale che periferico operano assieme in ogni momento. Il sistema nervoso è infatti in grado di regolare velocemente e in modo preciso la forza sviluppata dai vari gruppi muscolari durante il movimento.

Ciò avviene attraverso un’interazione continua fra segnali provenienti da centri motori superiori e le informazioni che provengono dai recettori periferici. Gli input sensoriali e motori vengono quindi confrontati, elaborati e poi trasmessi agli organi effettori, ossia i muscoli scheletrici. Ciò è origine del controllo motorio

Controllo motorio e sistema nervoso: organizzazione anatomo-funzionale

Il sistema nervoso si suddivide in due parti: SNC, o sistema nervoso centrale, e SNP o sistema nervoso periferico.

Il primo comprende l’encefalo, e il midollo spinale. Il secondo i nervi periferici che trasmettono le informazioni da e per il SNC.

L’encefalo

Per comprendere il controllo motorio, dobbiamo prima conoscere la struttura del sistema nervoso. L’encefalo umano mostra una grande complessità, associata ad un selettivo aumento dimensionale di specifiche aree anatomiche.

L’encefalo umano risulta più grande rispetto a quello di molti mammiferi e ciò è in parte responsabile della sua complessità. Ad esempio, una corteccia maggiormente sviluppata consente un’elaborazione più complessa di funzioni tipicamente umane, come il linguaggio, la scrittura, il ragionamento e lo sviluppo del pensiero astratto.

Oggi sappiamo che i neuroni encefalici e i circuiti neuronali vengono continuamente rimodulati lungo la vita nel corso dello sviluppo del tessuto nervoso, attraverso l’eliminazione di sinapsi ridondanti o non funzionali. Dopo l’adolescenza, la plasticità del SNC in termini di neoformazione di nuovi contatti sinapsici rallenta progressivamente, ma non si esaurisce del tutto.

Un’attività fisica regolare sembra, ad esempio, contribuire positivamente allo sviluppo e al mantenimento di un’ottimale ed efficiente rete neuronale fino all’età più avanzata.

Il tronco encefalico  nel controllo motorio

Midollo allungato, ponte e mesencefalo sono zone di comunicazione  tra il midollo spinale e i centri superiori. La formazione reticolare svolge un ruolo importante di integrazione fra i diversi segnali afferenti ed efferenti che la attraversano. Questo aspetto è molto importante nel controllo motorio.

Questi segnali provengono dai recettori di stiramento articolari e muscolari, dai recettori dolorifici cutanei, da input visivi oculari e sonori provenienti dal sistema uditivo.

Una volta attivata la formazione reticolare produce un effetto o facilitatorio o inibitorio su diversi gruppi neuronali.

Cervelletto e controllo motorio

Attraverso un intricato sistema di circuiti, svolge l’importante funzione di monitorare e coordinare l’attività di altre aree neuronali encefaliche e spinali coinvolte nel controllo motorio. Il cervelletto riceve comandi motori provenienti dalle aree motorie centrali e corticali.

Il ruolo funzionale del cervelletto è quello di intervenire nel controllo motorio, rendendolo fluido, armonioso e coordinato. Esso è il principale centro che opera una continua valutazione, confronto e integrazione di tutte le attività necessarie per gli aggiustamenti posturali, locomotori e per il mantenimento dell’equilibrio, per la percezione della velocità dei segmenti corporei in movimento e per molte altre attività riflesse pertinenti al controllo del movimento.

I paradigmi motori complessi, appresi per successivi tentativi ed errori rimangono codificati come schemi coordinati e conservati nella banca dati della memoria cerebellare.

Diencefalo nel controllo motorio

Talamo, ipotalamo, epitalamo e subtalamo sono le principali strutture che compongono il diencefalo.

L’ipotalamo regola importanti funzioni tra cui il controllo della temperatura e del metabolismo corporeo; è inoltre collegato a diverse funzioni neurovegetative, riceve input regolatori dal talamo e dal sistema limbico e risponde all’attività di alcuni ormoni.

Cambiamenti nella pressione arteriosa e della pressione parziale dei gas respiratori nel sangue influenzano l’attività dell’ipotalamo attraverso l’attivazione dei recettori periferici localizzati nell’arco aortico e nelle arterie carotidee.

Questa struttura non è direttamente coinvolta nel controllo motorio, ma il suo funzionamento è comunque centrale.

Telencefalo e controllo motorio

Il telencefalo comprende i due emisferi della corteccia cerebrale; questa rappresenta il 40% del peso del cervello e si distingue in 4 lobi: frontale, temporale, parietale e occipitale.

I neuroni corticali prendono parte a diverse funzioni  legate al controllo motorio e sensoriale altamente specializzate.

In stretto collegamento con il talamo si collocano i gangli della base, che hanno un ruolo molto importante nel controllo dei movimenti motori.

Il midollo spinale nel controllo motorio

Questa struttura si trova protetta e racchiusa dalla struttura ossea della colonna vertebrale; esso rappresenta il principale mezzo di conduzione del duplice flusso di informazioni, in entrata e uscita, dalla cute, dalle articolazioni e dai muscoli e dirette al cervello, e realizza tale collegamento per mezzo dei nervi spinali che appartengono al SNP. Esso è quindi al centro della trasmissione dei messaggi che definiscono il controllo motorio del nostro corpo.

Questi nervi escono dal canale vertebrale per mezzo di piccole aperture tra le vertebre. Ogni nervo spinale si connette al midollo spinale mediante le radici anteriori e posteriori (queste ultime attraverso i gangli). Senza entrare nel dettaglio della sua struttura, il midollo spinale contiene tre tipologie neuronali:

• neuroni motori
• neuroni sensoriali
• interneuroni

Sistema nervoso periferico e  controllo motorio

Il sistema nervoso periferico è costituito da 31 paia di nervi spinali e 12 paia di nervi cranici. I nervi spinali comprendono 8 paia di nervi cervicali, 12 toracici, 5 paia di nervi lombari, 5 paia di nervi sacrali e 1 paio di nervi coccigei. Conoscere queste strutture ci consente di approfondire il concetto di controllo motorio.

Oggi conosciamo con precisione i territori innervati dai singoli nervi, sia per quanto riguarda l’innervazione sensitiva che motoria. Ciò è importante poichè un danno ad una specifica regione del midollo spinale determina danni neurologici clinicamente prevedibili. Con  il termine dermatomero si intende una specifica area della cute innervata dalla radice dorsale di un singolo segmento spinale; esiste una corrispondenza uno ad uno tra dermatomeri e segmenti spinali relativi.

Esistono due tipi di fibre efferenti motrici, somatiche e dal sistema nervoso autonomo. Le fibre nervose somatiche (motoneuroni) innervano la muscolatura scheletrica. La loro attività di scarica di potenziali d’azioni (firing) si traduce sempre in una risposta di tipo eccitatorio che attiva il muscolo. I nervi del sistema nervoso autonomo (viscerali) attivano il muscolo cardiaco, le ghiandole salivari e sudoripare, alcune ghiandole endocrine e le cellule della muscolatura liscia nell’intestino e nelle pareti dei vasi sanguigni.

Una certa “autonomia”

Anche se i tessuti cardiaci e viscerali sono prevalentemente sotto il controllo dell’attività del sistema nervoso autonomo, è possibile comunque esercitare un certo grado di controllo volontario sull’attività di questi tessuti.

Ad esempio, la pratica dello yoga conferisce una certa capacità da parte del soggetto di diminuire “volontariamente” la frequenza cardiaca e persino di controllare il flusso del sangue.

Ciò potrebbe avere un qualche interesse per trattamenti alternativi in medicina, e per aumentare le prestazioni sportive. Nel tiro con l’arco ad esempio, o nel biathlon, si cerca di controllare l’attività cardiovascolare e i movimenti respiratori per interrompere momentaneamente il normale ciclo respiratorio e rallentare la frequenza cardiaca.

Sistema nervoso simpatico e parasimpatico

Il sistema nervoso autonomo si suddivide nelle componenti simpatiche e parasimpatiche. Questi neuroni operano in parallelo ma utilizzano percorsi strutturalmente distinti e differiscono per quanto riguarda i loro sistemi di trasmissione.

Le fibre del simpatico innervano cuore, muscoli lisci, ghiandole sudoripare e organi interni. Quelle del parasimpatico le regioni toraciche, addominali e pelviche. Midollo, ponte e diencefalo controllano il sistema nervoso autonomo.

Le azioni riflesse che si generano a livello del midollo spinale e in altre aree a controllo involontario del SNC condizionano molte attività muscolari. Ore di allenamento migliorano l’esecuzione di un determinato gesto atletico, al punto che il gesto stesso viene eseguito in modo del tutto automatico senza, o con un minimo, controllo motorio cosciente. Sfortunatamente è possibile anche memorizzare e eseguire in modo automatico gesti sbagliati, e ciò è di grave ostacolo al miglioramento della performance neuromuscolare.

Conclusioni

Nella prima parte di questa serie di articoli, ci siamo concentrati sull’aspetto anatomico e sulla struttura del sistema nervoso, la cui comprensione è alla base di quella del controllo motorio.

Nella seconda parte, parleremo di innervazione muscolare e strutture deputate alla regolazione del gesto motorio.

Bibliografia

• Fisiologia dello sport, McArdle