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GSR e Biofeedback nell’atleta 
(Dott.ssa Federica Cicerchia)

Introduzione

Perché valutare l’attivazione di un atleta attraverso il parametro GSR, durante la procedura di biofeedback?

Lo scopo della ricerca è quello di valutare l’attivazione psicofisiologica di un atleta sotto stimolazione indotta, monitorato attraverso l’utilizzo del biofeddback e spiegare l’ipotesi secondo cui viene maggiormente preso in considerazione il parametro GSR nonostante vengano comunque rilevati altri due parametri altrettanto importanti (EMG e HR). La ricerca ha come obiettivo ultimo quello di giustificare la presa in carico del parametro GSR come principale indice di riferimento fisiologico, che sotto stimolazione indotta attraverso tecniche professionali utilizzate nell’ambito della psicologia dello sport (rilassamento muscolare progressivo, training autogeno e Imagery) risulta essere direttamente correlato con lo stato emotivo dell’atleta.

Nonostante tutti gli altri parametri rilevati attraverso il biofeedback siano rilevanti a fornire dati scientifici relativi allo stato attuale dell’atleta (tenendo in considerazione variabili quali: periodo di carico o scarico, età, fase agonistica, periodo pre competizione, competizione e post competizione, infortuni, tipologia di sport praticato ecc) il parametro di maggiore impatto che correla in maniera istantanea e si addice meglio alla stimolazione indotta dallo psicologo attraverso le varie tecniche, risulta essere l’indice della conduttanza cutanea o risposta galvanica (GSR).

La pratica della respirazione viene attivata dall’atleta nei primi 2 minuti di esercitazione per raggiungere uno stato di rilassamento psicofisico, successivamente viene chiesto all’atleta di effettuare una prova di calcolo matematico per la durata di 1 minuto. Dopo la prova di calcola l’atleta dispone di 3 minuti per recuperare attraverso la respirazione e tornare nella zona di confort. In alcuni casi (es. periodo di gare importanti), invece della prova di calcolo viene utilizzata la tecnica della Visualizzazione o Imagery per permettere all’atleta di entrare a contatto con una fase specifica di un gesto tecnico durante la fase di competizione. L’atleta attiva tutto il sistema psicofisiologico ed al termine dell’esecuzione del gesto tecnico torna nella fase di confort attraverso una corretta respirazione profonda.

Durante ogni cambiamento il biofeddback rileva i tre parametri (EMG, HR, GSR); La conduttanza cutanea risulta essere quella di maggior impatto in quanto non si esaurisce con l’attività limbica ipotalamica ma è mantenuta attiva e costante attraverso fenomeni quali respiri profondi e movimenti respiratori. Inoltre l’indice della conduttanza cutanea è l’unico ad essere direttamente correlato con il sistema endocrinologico, quindi con le ghiandole sudoripare eccrine le quali sono collocate in maggior numero sui palmi delle mani e piante dei piedi. La sudorazione è un valore istantaneo che si attiva nel momento in cui l’atleta compie o visualizza un gesto tecnico. Le ghiandole eccrine infine rispondono sostanzialmente a stimoli emozionali quali dolore, rabbia, ansia (tre variabili dello stato emotivo fortemente presenti in un atleta durante lo stato di attivazione di un gesto tecnico o durante la visualizzazione di una fase specifica di gara).

1.Profilo da stress o profilo psicofisiologico

Il profilo da stress o profilo psicofisiologico (PPF) racchiude la registrazione simultanea di più parametri fisiologici:

· EMG (attività elettrica dei muscoli)
· GSR (conduttanza cutanea)
· TEMP (temperatura periferica)
· HR (frequenza cardiaca)
· HRV (variabilità della frequenza cardiaca)
· THOR-RESP (respirazione toracica)
· ABD-RESP (respirazione addominale)

Il principio fisiologico di base (Green, Green e Walter, 1970) afferma che: “ad ogni cambiamento fisiologico è associato un concomitante cambiamento dello stato mentale ed emozionale e viceversa ad ogni cambiamento dello stato mentale ed emozionale è associato un concomitante cambiamento fisiologico”. GSR e EMG sono i due parametri più studiati ed utilizzati oltre ad essere quelli con più elevata correlazione diretta e immediata con lo stato mentale.

La pertinenza degli interventi di biofeedback nella preparazione atletica può essere ricondotta allo stesso “principio psicofisiologico”; Il biofeedback è un procedimento attraverso cui il soggetto impara a riappropriarsi della capacità di controllare e di poter influenzare le proprie risposte fisiologiche attraverso una retroazione psicofisiologica e una maggiore propriocezione.

2. Fisiologia del segnale GSR

La risposta galvanica della pelle o Galvanic skin response fa riferimento ai continui cambiamenti nel tempo relativi alle proprietà elettriche della pelle. Tali cambiamenti si verificano in risposta a differenti tipologie di stimolazione. Le proprietà elettriche della pelle vengono rilevate attraverso i principi di Conduttanza (SC), Resistenza (SR), Potenziale (SP), Impedenza (SZ), Ammettenza (SY). E’ possibile osservare in diverse parti del corpo i relativi cambiamenti. Le zone riconosciute come indici di maggior evidenza, per fini biomedici, si registrano sui palmi delle mani, a causa della sudorazione. Le suddette zone sono quindi direttamente correlate e dipendenti dall’attività esercitata dalle ghiandole sudoripare.

Esiste una chiave di lettura del segnale GSR, che viene suddiviso in due componenti principali:

· Componente Tonica (o di livello L) che nel corso del tempo varia in maniera lineare ma lenta;
· Componente Fasica (o di risposta R) che svolge funzione di componente regolatrice della precedente oltre a variare più velocemente nel tempo;

Entrambe le componenti hanno origine a livello periferico; il sistema nervoso centrale (CNS) oltre a trasportare differenti informazioni svolge ruolo di mediatore tra la componente tonica e la componente fasica. Infatti il presupposto suppone che la componente tonica sia correlata ad un’attivazione cerebrale di ampio spettro, di conseguenza connessa all’azione della noradrenalina e dell’adrenalina prodotte dal surrene. Ciò significa che la componente tonica è altresì collegata al tono simpatico. La componente fasica invece risulta correlata a risposte di tipo immediato agli stimoli delle ghiandole sudoripare, dipende quindi dall’azione dell’acetilcolina. Le due componenti infine, appaiono legate insieme a livello periferico da interazioni non lineari, quindi una modificazione del flusso ematico per vasocostrizione può influenzare la produzione di sudore.

In ogni individuo, al variare del tempo, della temperatura e delle influenze ambientali il livello di conduttanza cutanea risulta essere particolarmente variabile. Tale circostanza richiede quindi un’attenta valutazione ed un set sperimentale complesso.

Il set prevede il soggetto in posizione rilassata su una poltrona, luci attenuate, assenza di stimoli uditivi e l’esclusiva presenza dei professionisti strettamente indispensabili nella stanza. La condizione di base evidenzia come di fronte ad un qualunque stimolo presentato per la prima volta si verifichi un’imminente risposta elettrodermica. Generalmente quando lo stimolo viene ripetuto si assiste ad un’attenuazione progressiva fino alla scomparsa della risposta. E’ sufficiente un qualsiasi tipo di stimolo, anche breve per sollecitare l’attivazione.

Nello specifico, l’attività che viene registrata rappresenta costanti aumenti della conduttanza cutanea che compaiono dopo un breve periodo di latenza (circa 1 – 2 secondi) e raggiungono rapidamente i picchi (in circa 1 – 5 secondi), per poi regredire lentamente e tornare alla normalità. Nei casi di registrazioni prolungato si presentano oscillazioni della conduttanza cutanea di aspetto simile a quelle precedentemente descritte, in assenza però di stimolo esterno identificabile. Questo tipo di attività elettrodermica spontanea, è pressochè simile all’attività che si presenta di fronte a stati d’animo vissuti dal soggetto. Quando il soggetto si trova in stato di notevole tensione, la stessa attività compare incessantemente ed in modo irregolare senza ulteriori variabile psichiche.

Durante la proceduta di biofeedback applicata vengono effettuati tre diverse tipologie di rilevamento: Una prima rilevazione sullo stato di rilassamento e respirazione profonda; Una seconda rilevazione sullo stato di attivazione a seguito di una sollecitazione attraverso una breve esercitazione di calcolo matematico della durata di 1 minuto e i successivi 3 minuti di recupero, attraverso il quale il soggetto torna in fase di rilassamento utilizzando la respirazione profonda; Una terza rilevazione viene effettuata durante e successivamente all’applicazione della tecnica di Imagery o tecnica di visualizzazione/immaginazione: per visualizzazione si intende la capacità di rappresentarsi un evento o gesto atletico senza viverlo realmente in quel momento, ma semplicemente percepire di viverlo mentalmente. Il training attraverso la tecnica della visualizzazione (imagery) stimola l’atleta a raggiungere più obiettivi, tra cui: una maggiore conoscenza relativa al proprio schema psico-corporeo; maggiore capacità di gestione del dolore cronico nei casi di infortunio di lieve/media/alta gravità; un’intensificazione qualitativa del gesto tecnico specifico del proprio sport; ma soprattutto una migliore capacità di mantenere elevate sia l’attenzione che la concentrazione e la diminuzione dello stato di ansia pre e durante competizione.

3. Il sistema elettrodermico

La pelle è formata da tre tipologie di strati differenti per conformazione e attività, (epidermite, derma e subdermis). Ogni strato supporta l’organismo nella manutenzione del bilancio e nella regolazione della temperatura del corpo. Le funzioni sono svolte da vasi sanguigni e ghiandole eccrine. I vasi sanguigni si restringono e si dilatano per favorire il flusso del sangue sulla superficie corporea per la conservazione ed il rilascio di calore. Le ghiandole eccrine invece raffreddano il corpo depositando umidità sulla superficie della pelle attraverso dei condotti. Le ghiandole eccrine sono localizzate su gran parte del corpo, ma sono circa dieci volte più densi sulla superficie palmare delle mani e delle piante dei piedi. Il modello di maggior riferimento di conduttanza cutanea è quello proposto da Ederlberg nel 1972. Nel modello di Edelberg i condotti di sudore di comportano come resistenze variabili; la loro resistenza diminuisce quando si riempiono di sudore, quindi si verifica un aumento della conduttanza cutanea. L’ampiezza della variazione della conduttanza dipende dalla quantità di sudore consegnata ai condotti e dal numero si ghiandole sudoripare che sono stata attivate. L’attivazione della ghiandola di sudore è un semplice meccanismo di sopravvivenza fisiologica che è di interessa per la psicologia perché è considerata una risposta neurale. Questa attivazione è controllata dal cervello attraverso la divisone simpatica del sistema nervoso.

Le ghiandole sudoripare eccrine sono presenti in quasi la superficie del corpo eccetto che a livello di glande, clitoride, superficie interna del prepuzio, piccole labbra e faccia interna del padiglione auricolare. Si trovano, invece, in massima densità sul palmo delle mani e nella pianta del piede. La produzione non è continua, ma dipende da diversi stimoli che influenzano anche le regioni in cui avviene la produzione stessa. Il calco, per esempio, provoca una sudorazione prevalentemente sulla fronte, sul collo, sul dorso, sul torace e sul dorso delle mani. Stimoli emozionali riguardano invece le regioni delle ascelle, lati del tronco, palmo della mano e pianta dei piedi. Le ghiandole eccrine si suddividono in tre gruppi in relazione a diversi comportamenti corrispondenti alle regioni anatomiche cui appartengono. I primo parametro di riferimento evidenzia come le ghiandole eccrine dei palmi delle mani e della pianta del piede rispondano sostanzialmente a stimoli emozionali quali dolore, ansia, paura, oppure a particolari stimolazioni fisiologiche quali movimenti e respirazione profonda.

L’ Ipotalamo è l’area che regola la secrezione del sudore, si suppone quindi giochi un ruolo importante nella stimolazione del GSR. L’attivazione del GSR non si esaurisce con l’attività limbico ipotalamica ma si verifica anche in conseguenza di fenomeno quali respiri profondi e movimenti. L’ipotalamo svolge un ruolo fondamentale nel controllo del sistema endocrino poiché regola la secrezione ormonale dell’ipofisi che a sua volta modula funzioni come il metabolismo e le risposte allo stress. Le fibre afferenti terminano nell’ipotalamo e conducono stimoli provenienti da: organi, sistema limbico, recettori della lingua, alcune zone cutanee ed i genitali esterni, ma soprattutto la corteccia prefrontale conduce, attraverso il talamo, informazioni relative al tono dell’umore. L’ipotalamo risulta quindi, rilevante per varie funzioni he correlano con le emozioni e con il tono dell’umore. La rabbia e la paura sono due esempi. L’ipotalamo è dunque il maggior canale di output del sistema limbico, poiché integra le funzioni sensoriali -percettive, emotive e cognitive della mente con la fisiologia dell’organismo. L’ipotalamo si trova a capo del sistema nervoso autonomo perché è il principale integratore dei sistemi regolatori fondamentali dell’organismo (fame, sete, sesso, temperatura, ritmo cardiaco, pressione arteriosa, ecc.).

4. Stato di allerta o Stato di Vigilanza

La valutazione dello stato di un soggetto, viene anche denominato “stato di vigilanza o di allerta”; L’importanza di questa misura trae origine dal fatto che una persona mostra un livello di attivazione diverso a seconda della percezione che ha della situazione in cui si trova. Lo stato di allerta è l’espressione dei processi di eccitazione/inibizione corticosottocorticali, in cui ha un ruolo importante la percezione di minaccia, ossia la valutazione della pericolosità di uno stimolo, definita sulla base di programmi, istintivi o modificati dalle esperienze, “registrati” all’interno di formazioni nervose di controllo, quali la formazione reticolare ascendente, l’amigdala e altre strutture ipotalamiche. Lo stato di allerta determina , a sua volta, l’attivazione del sistema nervoso sinaptico, da cui dipende l’attività delle ghiandole sudoripare. Per questo si ha sudurazione, non solo per favorire la termoregolazione, ma anche per effetto dell’emozione o di uno stato di tensione, allerta, paura, ansia. In tal caso, risulta più accentuata in alcuni siti: palmo della mano e pianta del piede, regione ascellare e regione genitale. L’ ipotalamo, riceve direttamente dal talamo i segnali sensoriali diretti riguardanti gli stimoli emotivi, controlla le reazioni fisiche durante l’emozione e regola l’esperienza emotiva lungo le fibre risalenti verso la corteccia. L’amigdala invece è un’altra struttura del sistema limbico che interviene nel mediare le associazioni tra eventi emotivamente rilevanti. Essa è composta da un elevato numero di nuclei che ricevono e mandano informazioni ad una vasta varietà di differenti strutture, tra cui le aree corticali per l’elaborazione cognitiva di ordine superiore e le aree talamiche per la valutazione affettiva degli stimoli. Geschwind (1965) suggerì che l’amigdala è necessaria affinché avvenga l’associazione tra gli stimoli e le categorizzazioni affettive presenti in memoria.

5. Ipotesi di valutazione del GSR nell’atleta attraverso il biofeedback

E’ stata quindi confermata l’ipotesi di valutazione nell’atleta, attraverso il biofeedback, del segnale di conduttanza cutanea in correlazione all’attivazione della risposta galvanica, che sotto stimolazione (attraverso esercitazioni indotte come respirazione profonda, rilassamento muscolare progressivo, imagery e focalizzazione), correla con stati emotivi, sensazioni di ansia agonistica ecc, ed evidenzia un indice di riferimento significativo e istantaneo, tale da permettere una valutazione dello stato in cui l’atleta si trova e poter gestire le modalità di intervento sull’atleta stesso.

Quando lo stimolo ha un significato particolare per il soggetto (James, 1982), vi è una relazione diretta tra stimolo e risposta elettrica cutanea. Aumentando l’intensità dello stimolo oltre una certa soglia, aumento il numero, l’ampiezza e la durata delle SPR bifasiche (Uno e Grings, 1965). Darrow (1933) e Ederlber (1972) differenziano l’attività alettrodermica del dorso della mano e del palmo della mano: “la reattività del dorso rifletterebbe la risposta di orientamento, mentre l’attività elettrodermica del palmo rispecchierebbe maggiormente la relazione difensiva o le reazioni ansiose”.

Conclusioni

Sulla base di alcune teorie ad approccio fisiologico, biologico ed endocrino è stato possibile dimostrare come l’utilizzo del metodo neurobiofeedback sugli atleti sia utile ad impostare un lavoro di supporto psicologico, prendendo come riferimento (oltre ai test, ai colloqui, ai parametri rilevati con il biofeedback) principale il parametro GSR. E’ stato possibile giustificare come il parametro GSR sia l’indice maggiormente associato all’ attivazione dello stato emotivo dell’atleta sotto stimolazione indotta.

Bibliografia

Darrow, C. W. (1964). The rationale for treating the change in galvanic skin response as a change
in conductance. Psychophysiology;

Edelberg, R. (1973). “The local electrical response of the skin to deformation. Journal of Applied 
Physiology”;

Edelberg, R. (1971). Electrical properties of skin;
Geschwind, N. (1965). Disconnection syndromes in animals and man;
Green, Green e Walter. (1970) “Il principio psicofisiologico”;
Janes, C. L. (1982). Electrodermal recovery and stimulus significance. Psychophysiology;
Uno, T. e Grings, W. W. (1965). Autonomic components of orienting behavior. Psychophysiology;

 

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