I MATTONI
ABILITA’ MOTORIA
APPRENDIMENTO MOTORIO
RIORGANIZZAZIONE
MORFOFUNZIONALE DOPO
NEUROLESIONE
ABILITA’ MOTORIA
L’abilità è un processo di controllo dei
gradi ridondanti di libertà nell’organo di
movimento. In altre parole è la
conversione verso un sistema
controllabile (Berstein 1967)
consiste nell’abilità di produrre il
risultato finale con il massimo di
sicurezza e il minimo di energia, o di
tempo e energia (Guthrie 1972)
APPRENDIMENTO MOTORIO
Insieme di processi associati alla pratica ed
esperienza che conduce a modificazioni
relativamente permanenti del
comportamento motorio
COME?
ATTRAVERSO LA RIPETIZIONE?
ATTRAVERSO LA IMITAZIONE?
ATTRAVERSO LA RAPPRESENTAZIONE?
SPONTANEO?
Apprendimento
Ripetizione dell’azione
Imitazione dell’azione
Rappresentazione dell’azione
Importanza del contesto in cui si svolge
l’azione
Riorganizzazione morfofunzionale
Spontanea o indotta dal contesto
Apprendimento motorio e
ripetizione
Crosmann 1959
Coordinazione
manuale per un
compito industriale
un giovane adulto sano necessita
di 3 milioni di ripetizioni per
eseguirlo con la massima
precisione e velocità
RIPETIZIONE
Kottke 1980
Acquisizione
di engrammi motori con
1000 ripetizioni al giorno per 3 anni
sebbene i soggetti acquisissero una
buona capacità di controllo durante la
seduta terapeutica, non erano in grado
di mantenerla e trasferirla in altri
contesti
ciò che non si realizza è
l’apprendimento e la stabilità
dell’esecuzione
Atto motorio
Movimenti semplici
(opposizione pollice indice)
Area
motoria primaria
controlaterale M1
Emisfero cerebellare omolaterale
Movimenti più complessi nel sano
attivano anche
Area supplementare motoria (SMA)
Area motoria del cingolo (CMA)
Area premotoria laterale
La M1 omolaterale
Cervelletto controlaterale
Vecchio modello
Aree visive
Aree somato-sensoriali
Aree uditive
Aree motorie
Organizzati in maniera seriale
Nella scimmia
Le aree motorie posteriori (F1-F5) sono
intimamente connesse con le aree
parietali, determinando trasformazioni
sensori-motorie da cui dipendono
l’individuazione, la localizzazione degli
oggetti e la selezione dei movimenti
Rizzolatti
Le
aree motorie anteriori F6-F7
ricevono afferenze dalle aree
prefrontali e del cingolo
Determinano quando e in quali
circostanze il movimento
codificato dalle aree posteriori
debba tradursi in movimento
effettivo
Neuroni canonici
(rappresentazione)
Scoperta
dei neuroni
canonici in F5 e area
intraparietale anteriore
AIP
INTERAZIONE TRA
PERCEZIONE E AZIONE
rappresentazione
NEURONI CANONICI
(studi nella scimmia)
Alcuni neuroni dell’area F5 si attivano
alla presentazione di stimoli visivi
Questi neuroni codificano azioni e non
movimenti singoli
Questi neuroni si attivano solo se
l’oggetto è nello spazio peri-personale
Lo spazio peri-personale può essere
amplificato artificialmente
È dimostrato che la
rappresentazione
facilita l’atto motorio
NEURONI SPECCHIO (imitazione)
Esistenza
di neuroni che
codificano azione in senso stretto
o lato (70%) in F5
in associazione a neuroni visivi in
solco temporale superiore
con l’intermediazione di neuroni
visivi nella parte anteriore lobo
parietale inferiore
L’osservazione
di
un’azione evocherebbe
una rappresentazione
motoria interna o atto
motorio potenziale
Imitazione
NEURONI SPECCHIO
Neuroni mirror presenti nell’area F5 si
attivano quando la scimmia osserva un altro
individuo compiere l’azione davanti ai suoi
occhi
Si attivano anche quando la scimmia
manipola un oggetto
Non si attivano alla presentazione
dell’oggetto
Alcuni neuroni sono specifici per un
determinato tipo di azioni
Neuroni specchio nell’uomo
Codificano azioni non solo della mano, ma
anche del piede e della bocca
Non necessita dell’effettiva interazione con
l’oggetto: basta mimarla
L’azione può essere transitiva o intransitiva
Codifica sia il tipo di atto sia la serie di
movimenti che lo compongono
Neuroni specchio nell’uomo
Nell’uomo
l’area F5
corrisponderebbe alla area 40 di
Brodman
Il sistema dei neuroni specchio è
più diffuso
Neuroni mirror
È
possibile una utilizzazione
dei neuroni mirror al fine di
facilitare l’apprendimento
motorio in riabilitazione?
interneuroni
Punto di convergenza tra fibre sovraassiali
e riflessi periferici, generatori di campi di
forza, strutture sinergiche muscolari
organizzate in moduli
Nel calcio posteriore della rana si può
estrapolare un algoritmo che
accorpora i 18 muscoli in 3 strutture
sinergiche o campi di forze, in cui tutti
i calci posteriori rientrano.
Ciò che varia è unicamente la
combinazione delle 3 strutture
Bizzi 2007
Nelle altre attività della rana, salto, calcio
laterale, cammino, allo stesso modo
possono essere extrapolate 5 strutture
sinergiche variamente combinate
Vi sono sinergie specifiche e sinergie
utilizzate in più combinazioni, ma ciò che
risulta è una organizzazione modulare del
movimento
Il ruolo della corteccia motoria nel
movimento è ancora assolutamente
sconosciuto
Cosa vi è codificato? Non se ne ha la più
pallida idea
Bizzi 2007
Le funzioni adattative motorie
dipendono da una interazione tra
mente corpo e ambiente
Morasso 2007
Il recupero può essere visto
come l’apprendimento o il
riapprendimento di modelli
interni di controllo
È possibile utilizzare in
riabilitazione una modifica
dell’ambiente che renda il
sistema non controllabile
e costringa quindi il SN a un
riarrangiamento interno?
Nel sistema si introduce una
catastrofe nella forma di una
improvvisa instabilità nella
struttura del complesso
dinamico (spazio geometricoinformazionale)
Thom
Un’ipotesi riabilitativa può dunque
essere quella di creare instabilità
artificiali del sistema
ad esempio associando componenti di
accorciamento e di sollecitazione in
trazione creando uno spazio
informazionale instabile
L’ambiente
Quali sono le limitazioni sociali del paziente?
Quali sono le funzioni che limitano la vita
sociale del paziente?
Quale è la causa della limitazione della
singola funzione?
È emendabile o compensabile?
Posso sviluppare un training specifico per
ogni singola causa emendabile?
Posso creare compensi per le cause non
emendabili?
Platz 2007
L’unico scopo della riabilitazione è quello
di facilitare il più possibile l’interazione
del soggetto con l’ambiente riducendo il
più possibile le sue limitazioni sociali
Platz 2007
L’ambiente terapeutico
La riabilitazione è una interazione
sensomotoria bidirezionale con il
soggetto
Flusso bidirezionale di energia, in cui
energia e informazione sono due facce
della stessa medaglia
Morasso 2007
FATTORI AMBIENTALI
Nel 1964 fu dimostrato che
l’esposizione di ratti ad ambienti poveri
di informazioni IC (imphoverished
condition) o EC ( enriched condition)
modificava i dati neuroanatomici
diverso spessore della corteccia,
diverso peso tessuto
AA
hanno dimostrato che
l’esposizione anche solo 2
ore al gg. alla EC è in grado
di provocare tali mutamenti
della neuroanatomia
Bah Y Rita ha condotto
sperimentazioni che
confermano la “teoria della
carezza”
La interazione terapeutica deve essere
sempre contestualizzata, avendo come
fine il reinserimento del soggetto
nell’ambiente, non deve essere avulsa da
contesti ambientali significativi ( e quindi
motivanti)
CONTESTO
Una informazione è tanto più
rapidamente e indelebilmente appresa
quanto più forte è il contesto
motivazionale (affettivo e emotivo) in
cui l’informazione si è presentata
Baddley 1984
Rappresentazione
Imitazione
dell’azione
dell’azione
Contesto
emozionale e motivazione
Contesto
ambientale
Apprendimento
motorio
spontaneo o indotto
dall’ambiente
Riorganizzazione morfofunzionale
dopo neurolesione
Concetto di proprietà dinamica
neuronale (plasticità)
• Capacità dei neuroni di
reagire a stimoli intrinseci ed
estrinseci
• in altre parole
• capacità del cervello di
riorganizzarsi
PLASTICITA’
È influenzata da fattori ambientali
è oggi indiscutibilmente provato che lo
sviluppo di dendriti e spine dendritiche,
di assoni e di sinapsi dipende dalla
domanda funzionale.
E stato pure dimostrato che tale
sviluppo si verifica anche a 80 anni
Paul Back Y Rita
Rappresentazione
corticale di
un dito amputato
nella
scimmia, in seguito a al
coinvolgimento delle dita
restanti in un compito di
apprendimento, si è notata una
modificazione delle
rappresentazioni corticali
tale fenomeno prende il nome di
“colonizzazione funzionale”
Merzenich
Conducendo
esperimenti su
cervello di primate adulto è stata
osservata l’effettiva
riorganizzazione su vasta scala di
aree corticali
Pons 1991
La plasticità
neuronale nell’uomo
Stroke: opposizione pollice
indice
Attivazione corteccia sensomotoria
(SMC) controlaterale al movimento
Attivazione SMC omolaterale
Estensione
caudale attivazione SMC
controlaterale
Calautti 2001
Compito semplice: attivazione di un
dito
Maggiore spostamento funzioni
verso lato sano (recupero indiretto) in
particolare corteccia premotoria
dorsale PMD
Correlazione
tra spostamento
funzioni verso lato sano e minor
recupero motorio
La magnetoencefalografia (MEG) e la
stimolazione magnetica transcranica (TMS)
hanno evidenziato una riorganizzazione
asimmetrica dell’area somatotopica della
mano dopo stroke nell’emisfero leso.
In effetti il recupero nei pazienti corticali con
anomali “hot spot” potevano essere correlati con
l’attivazione di aree cerebrali fuori dagli usuali
confini dell’area motoria primaria corticale
Rossini 2002
Frackowiak 2002
Una delle più eccitanti e drammatiche
osservazioni derivate dal mappaggio
cerebrale con tecniche strutturali e
funzionali è stata la plasticità
dinamica sia nel cervello normale che
nei pazienti con patologie
neurologiche e psichiatriche.
Le mappe cerebrali devono dunque
essere viste come dinamiche, cambianti
con lo sviluppo, la progressione della
malattia, il normale apprendimento e
nel recupero di funzione dopo lesione
acuta.
Negli
anni recenti le tecniche di
imaging funzionale, come la RNM,
la tomografia a emissione di
positroni e la stimolazione
magnetica transcranica hanno
mostrato che il miglioramento
della funzione motoria e linguistica
si accompagnano a cambiamenti
in senso di riorganizzazione nella
corteccia umana.
Weiler 2002
Vicarianza funzionale
Non sempre il fenomeno
dà i risultati attesi
(Johansen-Berg et al., 2002) studio con risonanza
magnetica funzionale e stimolazione magnetica
transcranica (TMS), effettuato su un campione di
pazienti dopo il primo episodio di stroke ischemico
dell'arteria cerebrale media, proponendo un
compito semplice (movimento dell'indice
dopo uno stimolo visivo)
I risultati mostrano che l'attivazione cerebrale
durante i il compito semplice è
maggiormente bilaterale nei pazienti con un
grado maggiore di menomazione.
Ward (2003), in uno studio su soggetti con stroke
con un grado di recupero variabile ad almeno 3
mesi dall'evento acuto.
i pazienti con un recupero scarso è molto più
probabile che attivino un maggior numero di
regioni cerebrali,
I
pazienti con minor
recupero attivano più aree
cerebrali
SOSTITUZIONE FUNZIONALE
Una funzione può essere sostituita da
un’altra con minor efficienza
talora controproducente
esperimenti su ipovedenti che
utilizzavano tatto e olfatto al posto di
vie visive ancora integre
Esistono altri fenomeni biologici
legati al recupero dopo
neurolesione?
FENOMENO
DELL’UNMASKING
Possibilità
di riattivare
connessioni sinaptiche ed
assoni normalmente presenti,
ma non utilizzati.
Equivale dunque a un concetto
di ridondanza funzionale
ZONA DI PENOMBRA ISCHEMICA
Detta anche infarto
incompleto o
sindrome della
perfusione misera in
area perilesionale
la ridotta perfusione
garantisce la
sopravvivenza per
alcune ore, ma non la
funzione dell’area
Il
calcio si accumula nelle cellule poiché
queste non hanno energia a sufficienza
per pomparlo fuori; di conseguenza le
cellule sono più facilmente eccitabili e
possono attivarsi anche in momenti
non opportuni, liberando
neurotrasmettitori che eccitano altre
cellule come un’onda di scariche
elettriche longitudinali che si propagano
dal centro dell’ischemia fino alla periferia
del cervello.
Onda killer
SCOMPARSA O
ATTENUAZIONE DI EFFETTI A
DISTANZA (DIASHISI)
Ipotizzata da Von Monakov e confermata
da studi recenti (PET):
interruzione
improvvisa di
funzione in popolazioni
neuronali distanti dall’area lesa
ad essa collegate
funzionalmente
Ha scopo protettivo
DIASCHISI
Diaschisi
di tipo verticale
Diaschisi
cortico-corticale
Diaschisi
transcommessurale
Diaschisi di tipo
verticale
La
PET ha evidenziato
ipometabolismo in regioni lontane
dall’area lesa
questo spiegherebbe i neglect e le
afasie sottocorticali
Diaschisi corticocorticale
È stato dimostrata diminuita attività
talamica e dei nuclei della base
ipsilaterali associata a ipometabolismo
cerebellare controlaterale in infarto
corticale
è stato dimostrato ipometabolismo
dell’area prefrontale dopo lesione
dell’area sensoriale post-centrale
Images obtained after cerebral infarction in the right corona radiata.
Crossed Cerebellar Diaschisis: Assessment
with Dynamic Susceptibility Contrast MR
Imaging
Hiroki Yamada
Diaschisi
transcommessurale
Interessamento
di zone
omologhe dei 2 emisferi
RISOLUZIONE DELLA
DIASCHISI
La
diaschisi risponde
preferenzialmente a stimoli
deboli
(Astratian)
la
deinibizione parte dalle
strutture più elementari (Gorshuni)
Ma
le alterazioni che si
osservano dopo stroke sono
solo neurologiche?
L’interruzione della esecuzione dei
comandi volontari motori causa paresi,
che a sua volta comunemente porta
ad una relativa immobilization
(situazione periferica di mancanza di
movimento attivo o passivo
nell’articolazione)
e cronico disuse (situazione centrale di
assenza di comando volontario
praticato sull’arto) della parte
paretica del corpo
Il prolungato disuso di una parte
del corpo porta ad una decreased
cortical excitability nelle aree
coinvolte nel comando di questa
parte del corpo e ad una
decreased motor representation
delle parti immobilizzate del
corpo nell’area corticale.
muscle contracture nella paresi spastica
include:
Atrofia (perdita della massa muscolare),
perdita di sarcomeri
Aumento del tessuto connettivo
intramuscolare
Aumento del grasso contenuto nei muscoli
scheletrici emiparetici.
La diminuzione della estensibilità muscolare
passiva (detta anche ridotta compliance
muscolare), può causare ulteriori changes in
contractile muscle properties e joint
retraction
Lamontagne A, 2002 ha studiato paresi,
coattivazione, stiffnes e spasticità di entrambi i
lati dopo stroke: anche il comportamento
del lato sano è patologico rispetto ai
normali.
Non funziona più da controllo per il lato paretico
ma si riadatterebbe fin dall'inizio per permettere
il recupero della funzione
SNC
paresi
Alterazioni afferenziali
Fenomeni periferici
compensi
ambiente
funzioni
Stretching treatment
Al momento attuale non è tuttavia accertata
(con i criteri dell’EBM) l’efficacia di tali
trattamenti, sia perchè ci sono pochi studi su
questo sia perchè mancano linee guida
generali sulle modalità di effettuazione
(about duration of stretching, number of
series, pause, initial position, muscle treated
etc) per cui gli studi effettuati sono poco
correlabili tra loro. È certamente un campo di
estremo interesse per la futura ricerca
La risposta del paziente al
programma riabilitativo è infatti
associata alla sua
motivazione a collaborare
ed a una positiva ristrutturazione
dell’immagine di sé.
Possiamo di conseguenza
affermare che il rapporto con
il paziente è parte della cura.
DA RICERCARE
SUBITO E PER
TUTTA LA
DURATA DEL
TRATTAMENTO
Il vissuto motorio
e
sensoriale
in un corpo
“ESTRANEO
TO”
SCONOSCIU
PER
PAZIENTE (lo vive dall’interno è
sconvolto da se stesso)
IL FAMILIARE
lo vivono
GLI OPERATORI dall’esterno
CREARE LE CONDIZIONI PER ENTRARE IN RELAZIONE:
Es.: OSPITE = dai le ciabatte, offri da bere,
una poltrona comoda…..
CIOE’ PRIMA DISPONI TUTTO
PERCHE’ SIA COMODO, SIA
DISPONIBILE A “PARLARE”
ESPRIMERSI, COMUNICARE
E TU…
ENTRI IN
ASCOLTO
TERAPISTA come TRAMITE tra mente e corpo del paziente
Attività
sanitarie di
Riabilitazione
Riabilitazione sociale
ATTIVITA’ SANITARIE DI
RIABILITAZIONE
La
riabilitazione è un processo di
risoluzione di problemi e di
educazione nel corso del quale si
porta il soggetto disabile a
raggiungere il miglior livello di vita
possibile sul piano fisico,
funzionale, emozionale, affettivo e
relazionale
RIABILITAZIONE SOCIALE
Azioni
e interventi finalizzati a garantire
al disabile la massima partecipazione
possibile alla vita sociale con la minor
restrizione possibile delle sue scelte
operative, indipendentemente dalla
gravità della menomazione e delle
disabilità irreversibili, allo scopo di
contenere la condizione di handicap
AMERICAN STROKE ASSOCIATION
(Miller EL et al, sett. 2010)
un approccio olistico, completo, interattivo
di un team interdisciplinare è la
caratteristica fondamentale riabilitazione
dello stroke
AMERICAN STROKE ASSOCIATION
(Miller EL et al, sett. 2010)
con la collaborazione e la partecipazione dei
membri del team, inclusi i pazienti affetti da
stroke e i loro famigliari, possono essere
elaborati piani di valutazione e trattamento
completi e individualizzati
TEAM
Together (insieme)
Everybody (ognuno, tutti)
Achieve (compie, conduce a
Termine, raggiunge)
More (di più)
Henry Ford
(1863-1947)
“Mettersi insieme è un inizio,
rimanere insieme è un progresso,
lavorare insieme un successo”
In generale, la EBM suggerisce che i
migliori outcomes clinici si
ottengono quando i pazienti affetti
da stroke post-acuto ricevono una
valutazione e intervento
coordinato e multidisciplinare
(Cochrane, 2002; Evans A et al 2001; Langhorne P et al,
2001; Bates B et al 2005)
HCPs COMMONLY PART OF
THE STROKE REHABILITATION TEAM
(Miller EL et al, 2010)
Certified rehabilitation counselors (maximize vocational
and avocational living goals in the most integrated setting
possible throughthe application of the counseling process)
Neuropsychologists
Occupational therapists
Physical therapists
Physicians (physiatrist that usually coordinate the
rehabilitation team and manage medical conditions
pertaining to stroke and comorbidities)
Recreational therapists
Rehabilitation nurses
Social workers
Speech-language pathologists (speech, language,
cognitive and swallowing functions)
MODALITÀ DI LAVORO IN TEAM
Multiprofessionale
Interprofessionale
PATIENT AND FAMILY/CAREGIVER
EDUCATION
(SIGN 118, 2010)
bisogna dare ai pazienti e ai caregivers
informazioni comprensibili in modo sistematico
(grade A)
Evidenze scientifiche in
rieducazione motoria
CATEGORIE DELLE STRATEGIE
D’INTERVENTO RIABILITATIVO
training sostitutivo puro (uso di ortesi,
chirurgia funzionale)
training compensatorio (recupero
adattativo, cambio di strategie)
training abituativo (pratica ripetitiva)
adattamento neurale (guidare e/o
facilitare i cambiamenti nel SNC)
LINEE GUIDA PER LA RIABILITAZIONE DELLO
STROKE
(SIGN n.64, 2002 e n.118, 2010)
Differenti tipologie di approccio terapeutico di base alle problematiche motorie:
Bobath (“normal movement approach” or “neurodevelopmental approach”)
(Bobath B, 1990; Davies PM, 1985)
Motor Learning (o “Motor relearning” o “Movement Science”) (Carr JH ,
Shepherd RB, 1987)
Brunnstrom (Brunnstrom S., 1970)
Rood (Stockmeyer SA, 1967)
PNF (Knott M., Voss DE, 1968)
Johnstone (Johnstone M.,1989)
Perfetti (Perfetti C. 1979)
Grimaldi (Grimaldi L. 1984)
Treadmill in sospensione (Hesse S. 1999)
LINEE GUIDA PER LA RIABILITAZIONE DELLO
STROKE
(SIGN n.64, 2002)
Frequenza di utilizzo delle varie tecniche
La tecnica Bobath è ampiamente utilizzata in
Svezia, Australia e nel Regno Unito (Scozia: 65%,
Inghilterra: 91%, Galles: 92%, Irlanda del Nord:
97%).
In Scozia il Motor Learning o Motor Relearning è
utilizzato da 18% dei Fisioterapisti
In Italia Bobath e in minor misura Perfetti,
Grimaldi, Treadmill in sospensione
Motor Relearning program
Il MRP implica che il paziente pratichi
attività funzionali , in cui era esperto prima
dell’ictus, aiutato dalla terapista , che
struttura, spiega, controlla e rinvia
informazioni ed organizza la pratica e
l’ambiente.
Inoltre implica che il soggetto sperimenti da
solo od in gruppo le nuove acquisizioni
Motor Relearning program
• Il MRP ipotizza che un esercizio
ripetitivo ed il training in compiti della
vita reale possa essere lo stimolo
critico per la riorganizzazione
cerebrale , cioè la creazione
di nuove o più efficienti connessioni
all’interno del tessuto cerebrale
rimasto integro.
Differente efficacia ?
LIMITI DELLA RICERCA
IN RIABILITAZIONE
Alta eterogeneità dei soggetti
Interventi terapeutici poco standardizzabili con importanti
variazioni nell’applicazione tra i diversi professionisti e
quindi nei diversi pazienti
Individualizzazione massima degli obiettivi e dei
conseguenti interventi (in clinica della riabilitazione i
“protocolli” sono una “bestemmia” una contraddizione dei
principi che guidano gli interventi)
Le misurazioni degli outcome sono molto varie e variabili
nel corso della presa in carico e non ben orientate sugli
obiettivi dei trattamenti
EFFICACIA DELLE TECNICHE DI
RIEDUCAZIONE MOTORIA
I pochi RCT di alta qualità che hanno studiato
l’efficacia relativa delle differenti tecniche
terapeutiche di base non hanno dimostrato
alcuna evidenza che un approccio terapeutico
migliori effettivamente le abilità funzionali
rispetto ad un altro
(n°7 RCT: Richards et coll, 1993; Malouin et coll 1 993; Inaba et coll,
1973, Basmajian et coll, 1987; SIGN 118, 2010).
Raccomandazioni relative all’impiego
delle tecniche neuromotorie nello
stroke
Linee Guida - Royal College of Physicians (2004)
La scelta degli approcci alla rieducazione motoria
deve essere finalizzata al miglioramento della
funzione
(Raccomandazione = grado A)
Intervenire solo in
funzione della interazione
tra la persona e le sue
funzioni e l’ambiente
Solo ed esclusivamente in una ottica di
AUTONOMIA del
paziente
Raccomandazioni relative all’impiego delle tecniche neuromotorie nello stroke
Rieducazione al cammino
Royal College of Physicians (2004)
Treadmill training:
non dovrebbe essere utilizzato di routine
(Raccomandazione=grado A);
non ci sono differenze statisticamente significative,
relativamente alla velocità del cammino tra il
trattamento con impiego di treadmill training (con o
senza sospensione) e metodiche tradizionali, anche se in
alcuni casi con pazienti già deambulanti il treadmill training
con sostegno del peso corporeo sembra migliorare la
velocità del cammino.
