Come la mente dell'esperto di karate alimenta un pugno

Le scansioni cerebrali mostrano che gli esperti di karate hanno caratteristiche distintive nel loro cervello che sono correlate all'abilità di pugni.

Il nuovo studio dei ricercatori dell'Imperial College di Londra e dell'University College di Londra ha scoperto che le differenze nella struttura della materia bianca - le connessioni tra le regioni del cervello - corrispondevano al modo in cui cinture nere e novizi si sono comportati in un test di capacità di perforazione.

I ricercatori osservano che gli esperti di karate sono in grado di generare forze estremamente potenti con i loro pugni, ma come lo fanno non è completamente compreso.

Studi precedenti hanno scoperto che la forza generata in un pugno di karate non è determinata dalla forza muscolare, il che suggerisce che potrebbero essere coinvolti fattori legati al controllo del movimento muscolare da parte del cervello, hanno detto gli scienziati.

Pubblicato sulla rivista Corteccia cerebrale, lo studio ha cercato differenze nella struttura del cervello tra 12 praticanti di karate con un grado di cintura nera e una media di 13,8 anni di esperienza di karate e 12 soggetti di controllo di età simile che si esercitavano regolarmente ma non avevano alcuna esperienza di arti marziali.

I ricercatori hanno testato la potenza con cui i soggetti potevano colpire. Per fare utili confronti con i pugni dei principianti, hanno limitato il compito ai pugni da una distanza ravvicinata, una distanza di 5 centimetri. I soggetti indossavano marcatori a infrarossi sulle braccia e sul busto per catturare la velocità dei loro movimenti.

Come previsto, il gruppo di karate ha preso a pugni più forte, secondo i ricercatori, che spiegano che la potenza dei loro pugni dipendeva dal tempismo: la forza che hanno generato era correlata al modo in cui i movimenti dei polsi e delle spalle erano sincronizzati.

Le scansioni cerebrali hanno mostrato che la struttura microscopica in alcune regioni del cervello differiva tra i due gruppi. Ogni regione del cervello è composta da materia grigia, costituita dai corpi principali delle cellule nervose, e materia bianca, che è costituita principalmente da fasci di fibre che trasportano segnali da una regione all'altra.

Le scansioni utilizzate in questo studio, chiamate imaging del tensore di diffusione (DTI), hanno rilevato differenze strutturali nella materia bianca di parti del cervello chiamate cervelletto e corteccia motoria primaria, che sono note per essere coinvolte nel controllo del movimento, hanno detto i ricercatori.

Le differenze misurate dalla DTI nel cervelletto erano correlate alla sincronicità dei movimenti del polso e della spalla dei soggetti durante i pugni. Il segnale DTI era anche correlato all'età in cui gli esperti di karate hanno iniziato ad allenarsi e alla loro esperienza totale. Questi risultati suggeriscono che le differenze strutturali nel cervello sono legate alla capacità di perforazione delle cinture nere, secondo i ricercatori.

"La maggior parte delle ricerche su come il cervello controlla il movimento si è basata sull'esame di come le malattie possono compromettere le capacità motorie", ha detto il neuroscienziato Ed Roberts, Ph.D., del Dipartimento di Medicina dell'Imperial College di Londra, che ha guidato lo studio.

“Abbiamo adottato un approccio diverso, esaminando ciò che consente agli esperti di ottenere prestazioni migliori rispetto ai principianti nei test di abilità fisica.

"Le cinture nere di karate sono state in grado di coordinare ripetutamente la loro azione di pugni con un livello di coordinazione che i principianti non possono produrre", ha continuato.

"Riteniamo che l'abilità potrebbe essere correlata alla regolazione fine delle connessioni neurali nel cervelletto, consentendo loro di sincronizzare i movimenti del braccio e del tronco in modo molto accurato".

Roberts ha osservato che i ricercatori stanno appena iniziando a comprendere la relazione tra struttura cerebrale e comportamento, ma osserva che i risultati del suo team sono coerenti con ricerche precedenti che dimostrano che il cervelletto gioca un ruolo fondamentale nella capacità di produrre movimenti complessi e coordinati.

"Ci sono diversi fattori che possono influenzare il segnale DTI, quindi non possiamo dire esattamente a quali caratteristiche della materia bianca corrispondono queste differenze", ha detto.

"Ulteriori studi che utilizzano tecniche più avanzate ci daranno un quadro più chiaro."

Fonte: Imperial College London