Sistemi dinamici e allenamento differenziale, una teoria interessante

Attualmente l’allenamento sportivo è fortemente influenzato da una visione “meccanica” del movimento umano. Questa visione affonda le sue radici nella scienza classica che segue un modello di casualità lineare, ispirata alla Fisica Newtoniana tipicamente riduzionista e analitica. Ovvero stesse cause, avranno stessi effetti, e senza le corrispondenti cause non si otterranno effetti.

In accordo con la nuova teoria della complessità, solo l’1% dei fenomeni naturali sono LINEARI e dinamicamente stabili, e non riguardano l’essere umano. Questo fa pensaqre sulla validità del metodo di approccio classico.

La teoria dei sistemi dinamici programma un nuovo modello che permette di comprendere meglio i fenomeni apparentemente inspiegabli dell’allenamento sportivo. Attraverso questa teoria, e le sue molteplici applicazioni al nostro campo di studio, ci concentreremo sulla individualità dei soggetti e sulle necessità pratiche variabili per ottimizare lo sportivo e il suo rendimento. La caratteristica più significativa dei sistemi dinamici è che pone più attenzione sul cambio di stato nel tempo che all’analisi degli stati stabili.

Una recente applicazione di teorie basate sulla complessità di sistemi non lineari offre la possibilità di comprendere il comportamento motorio e gli adattamento psicologici all’allenamento da una prospettiva diversa, seguendo un modello alternativo. Questo modello è basaqto su una “EMERGENZA SPONTANEA DI AUTORGANIZZAZIONE” di abilità motorie senza un programma prestabilito e se nza la necessità di processi “coscienti”..

L’uso dello strumento “allenamento” permette un processo di autorganizzazione dove viene costruito un modello (moviemento molto stabile) volto all’apprendimento del gesto tecnico per mezzo di ripetizioni. L’obiettivo è permetere di ottimizzare la tecnica del gesto attraverso le variazioni. L’organismo percorre modelli di comportamento e di attuazione scleti in base alle interazioni tra le sue componenti interne e la sensibilità verso le situazioni esterne. Una condizione differente potrà organizzarsi formando modelli stabili. Oltretutto, considerando che alcune fluttuazioni avvengono nella maggior parte dei sistemi biologici, possiamo considerare l’errore una necessità per il processo di adattamento. Gli errori sono una necessità per sistemi che apprendono (Ashby, 1956).

La teoria dei sistemi dinamici permette di comprendere la maniera di ottimizzare il rendimento per mezzo dell’ALLENAMENTO DIFFERENZIALE, un metodo di allenamento non tradizionale. Non si va a ricercare il movimento o il gesto tecnico ideale, ma la condizione che permette al corpo (in una sua visione generale), o alla catena cinetica interessata di potersi adattare. Caratterizzarsi attraverso la individualità dell’atleta e e una grande quantità di esercizi ottimizzati in forma incosciente/cosciente.

Verkhoshansky e Siff (1999) affermano che molti dei problemi che nascono nell’ambito della ricerca in fisiologia sportiva, si riscontrano nel tentativo di applicazione di metodi isolati e lineari a sistemi biologici senza tener conto delle loro interrelazioni e della loro eccezionale complessità. Se queste affermazioni fossero certe atleti differenti con lo stesso allenamento otterrebbero gli stessi risultati, oppure aumentando quantitativamente il carico di allenamento (numero di stimoli) otterrebbero un maggior rendimento (maggior numero di effetti). Ciò che in alcuni atleti genera un successo ad altri non provoca cambiamenti o addirittura può avere effetti negativi; spesso un piccolo cambio nell’allenamento provoca miglioramenti sorprendenti, mentre la stessa stimolazione ripetuta o un aumento costante del carico, portano spesso ad un affaticamento. Questo è un esempio di una contraddizione, come la scarsa relazione che esiste tra il numero di ore di pratica e il rendimento sportivo (Van Rossum, 2000).

Sono stati fatti vari studi nel campo dei sistemi dinamici, come quelli di Kelson (1995) e altre ricerche di Schöllhorm (1999) che applicano i movimenti ciclici e aciclici ai sistemi di autorganizzazione, allenamento e apprendimento. Haken (1996) come anche Jirsa (1997), hanno studiato a livello cinematico il fenomeno della fluttuazione. L’osservazione di queste fluttuazioni, incluso al livello dei semplici movimenti, la bassa probabilità di due ripetizioni di movimento identiche e l’alta individualità degli atleti, sia principianti che esperti, in sport differenti mettono in discussione l’idea tradizionale dell’allenamento della forza e della tecnica. Sono 3 gli ambiti interessati da questi fenomeni: il significato degli errori, il significato degli esercizi, il significato delle tecniche ideali.

Le relazioni non-lineari di causa-effetto sono molto frequenti nell’allenamento. In determinate fasi dell’allenamento è possibile osservare come alcuni atleti sono in grado di sviluppare nuove abilità di movimento e migliorare il proprio rendimento con poca o addirittura senza pratica: incluso rispondendo con modelli differenti non precedentemente stabiliti dalla tecnica ortodossa o programmati dall’allenatore. Altri atleti invece non ottengono miglioramenti nonostante ripetizioni e ripetizioni di modelli stabiliti, ripetuti con estrema fedeltà. Questa contraddizione tra teoria e pratica è giustificata dalla scienza classica attraverso alcune spiegazioni quando si ottengono risultati insperati, nel tentativo di preservare il modello. La soluzione spesso presentata dalla scienza classica di fronte a questo tipo di situazioni insperate è nel considerare la casualità di alcuni eventi. In questo modo furono attribuite al comportamento casuale quelle situazioni che inspiegabili attraverso i parametrei della scvienza convenzionale. Altre giustificazioni vengono date quando manca una legge basica, considerando le differenze come deviazioni standard o errori di osservazione / rilevazione. In altri casi si considera impossibile studiare un problema quando si identifica o viene definito (come spesso succede) tramite una moltitudine di variabili (Balagué, Torrents y Calvo, 2000).

Obiettivi

L’obiettivo del presente lavoro consiste nel comprendere l’accettazione del postulato che non esistono 2 individui uguali, come nemmeno 2 situazioni uguali e anche lo stesso atleta non sviluppa mai un’abilità motoria nello stesso modo. Presuppone un cambio della visione mecanicistica del corpo umano,allo stesso tempo induce l’adozione di modelli non-lineari attraverso i quali studiare il suo comportamento nel “macro cosmo” del rendimento sportivo.

Permette inoltre di analizzare le controversie pratiche e teoriche del metodo classico e i vantaggi dell’adozione del sistema dinamico applicato all’allenamento sportivo.

Contenuti

L’organismo umano è un sistema energicamente aperto, perchè utilizza il flusso di energia dell’intorno per far decrescere la sua entropia e mantenersi in uno stato di equilibrio dinamico e organizzativamente chiuso, dato cheil suo ordine e comportamento non viene imposto dall’esterno: gli stimoli esterni vengono autorganizzati e inseriti dentro sistemi complessi che devono essere studiati da un punto di vista differente daquello classico (poichè inseriti in un complessoglobale dinamico).

Dalla prospettiva dei sistemi non-lineari è possibile capire o spiegare che piccole cause possono indurre effetti spettacolari, come grandi cause indurre piccoli effetti, o addirittura è possibile avere effetti senza causee apparenti; ciò significa che alcuni fenomeni rispondono a regole che fino ad oggi non è stato possibile studiare (Prigogine, 1993)

Il rendimento sportivo riceve influenze cognitive o dell’informazione.

Il processo cognitivo presuppone che all’atleta provvisto di sistemi di regolazione che gli permettono di confrontare la sua performance attuale con l’obiettivo prefissato, in forma continua, mentre il movimento si sviluppa (closed-loop control), come alla fine del movimento, confrontando il risultato finale con quello atteso (open-loop control).

Secondo questo modello, a partire da una precedente defnizione di un’azione, gli atleti possono confrontare la loro performance tenendo un riferimento, per questo molto tempo in allenamento spesso viene speso nell’osservazione di gesti modello. Se non è capace di riprodurre lo schema di movimento con precisione nelle fasi iniziali, progredirà con la ripetizione e la comparazione della propria performance con quella di riferimento (Ingvaldsen y Whiting, 1996, Temprado y Laurent, 1999).

I sistemi lineari sono basati sulla relazione lineare causa-effetto, i sistemi non-lineari presentano una caratteristica di casualità circolare, che si traduce fisicamente con “riccioli” di retroalimentazione e si descrivono matematicamente attraverso equazioni non-lineari. Suddetti “riccioli” differiscono da quelli classicamente studiati in cibernetica dato che in sistemi aperti non si riproducono mai le stesse condizioni e pertanto non si recupera mai il punto di partenza. I riccioli di retroalimentazione permettono 2 tipi di regolazione che rispondono a 2 principi dei sistemi dinamici: la stabilità che raggiunge la persistenza di condizioni nonostante i cambi dell’intorno e la adattabilità che permette al sistema di regolarsi ai cambi di condizione interni ed esterni.

La sinergética è una teoria della complessità introdotta alla fine degli anni 60 che spiega i fenomeni di formazione di modelli in sistemi che operano lontani dall’equilibrio e difende che il comportamento del tutto non è altro che la somma del comportamento delle parti che lo compongono, se non differentemente dovuto all’interazione non-lineare tra le parti e queste e il loro intorno.

Programma Motorio

Sale y MacDougall, (1981) attraverso la teoria del programma motorio difendono che la specificità della pratica può essere comparata con l’allenamento basato nell’uso di esercizi generali, nel senso di avvicinare il movimento negli allenamenti al modello di movimento della competizione in quanto a forma, velocità o tipo di contrazione, o che permetta di avvicinare l’allenamento alla realtà competitiva.

In certe fasi dell’allenamento, è possibile ossrrvare come alcuni atleti sono capaci di generare nuovi modelli di movimento e migliorare la propria performance con poca o nessuna pratica; Si possono anche avere risposte con modelli differenti, non stabiliti precedentemente dalla tecnica ortodossa o programmati dall’allenatore. Altri altleti d’altra parte non conseguiranno risultati seppur riuscendo a ripetere il modello prestabilito anche con estrema fedeltà.

Variazione degli Stimoli

Per iniziare i processi di adattamento, si propongono carichi di allenamento variati al fine di evitare monotonia e insensibilità agli stimoli.

La variazione si realizza con l’obiettivo di non frenare il processo dell’atleta per affaticamento prodotto dalla ripetizione, non sarà obbilgatorio mantenersi vicini alla struttura ideale dell’esercizio o allontarsi dalla tecnica che si considera adeguata o specifica.

Secondo Ruiz (1998) durante l’apprendimento sportivo si deve dotare i soggetti di una maggiore conoscienza delle azioni mediante l’esecuzione delle operazioni.

Il metodo Feldenkrais riferisce la variazione degli stimoli e dell’individualità dell’apprendimento o che permette di scoprire nuove possibilità attraverso esercizi chiaramente definiti.

Nella base teorica di questo metodo, si incontrano molti parallelismi con la teoria dei sistemi dinamici (Buchanan e Ulrich 2001).

Rispettando il principio di autorganizzazione, Feldenkrais considera che gli allievi debbano tenere comportamenti autorganizzabili che emergono dalla congiunzione di elementi intrinseci ed estrinseci.

• • Si utilizzano le perturbazioni come strumenti per modificare il comportamento
• • Si rispetta la grande varietà di sistemi che influenzano il comportamento e di enfatizza la continua interazione tra la precisione e l’azione stessa
• • Una delle proposte pratiche di questo metodo per ottimizzare l’allenamento sono:
• • Manipolazione dell’intorno per destabilizzare i riferimenti esistenti e facilitare la comparsa di nuovi:

Alterazione dell’orientamento speciale

Alterazione del mezzo utilizzando strumenti

Modifica della superficie d’appoggio

• • Ridurre lo sforzo nella fase d’apprendimento

Bernstein (variabilità degli stimoli, 1935) considerava che per essere un esperto si deve essere in grado di dominare l’abilità motoria in tutte le situazioni possibili, ma dato che le condizioni non sono mai 2 volte le stesse, la pratica deve essere orientata non solo per conseguire automatismi per la specifica abilità motoria, ma piuttosto per sviluppare strategiemotorie strategiche e flessibili che si adattino ai cambi delle variabili che intervengono.

La practica variabile di Schmidt propose la variazione delle abilità durante l’apprendimento; è stata studiato l’apprendimento di abilità sportive sotto questa prospettiva, come per esempio produrre una deterinata intensità di forza praticando unicamente l’intensità che verrà testata oppure includendo variazioni di questa intensità.

Numerosi studi dimosrano l’utilità della pratica variabile nell’apprendimento di abilità e nel loro sviluppo in diversi individui (Moxley, 1979: Wrisberg, Winter e Kuhlman, 1987: Wulf e Schmidt, 1988: Shea e Kohl, 1990).

Shea e Kohl (1990) osservarono i miglioramenti nell’apprendimento dopo l’inserimento di variazioni. Lo stesso succede per l’allenamento, che non deve enfatizzare la ripetizione come mezzo più importante per migliorare il rendimento, ma piuttosto provvedere a fornire all’atleta un ampio spettro di situazioni che gli permettano di generare cambi nel sistema di analisi, modifiche nella dinamica del sistema; attraverso l’allenamento dobbiamo fornire una serie di esperienze che permettano all’atleta di scoprire la risposta finale di ogni situazione attraverso un’analisi più rapida possiblie.

La teoría dei sistemi dinamici aiuta a risolvere parte della problematica inquadradando l’allenamento e i suoi adattamento da questa prospettiva. Non è necessario che l’atleta conosca in anticipo la soluzione per una nuova abilità, la risposta ideale nasce da un processo di scoperta gradale su misura che si produce attraverso una complessa interazione tra le componenti del comportamento motorio e l’abilità stessa. La pratica o l’esposizione a determinate condizioni ambientali possono condurre, facilitare o alterare la formazione di patterns di movimento differenziati, dipendendo dalle condizioni iniziali del sistema.

Gli obiettivi che si raggiungono attraverso l’allenamento differenziale sono di forma spontanea: il soggetto trova la risposta adattativa più idonea e genera nuove abilità motorie adeguate alle esigenze.

La teoria dei sistemi dinamici, formulata per descrivere i cambi osservati in sistemi lontani dall’equilibrio, è stata adottata per descrivere i meccanismi di progressione e sviluppo umano (Newell e Molenaar, 1998). Fu Andronov che pose le basi di questa teoria quando nel 1937 pubblicò insieme a Chaikin la “Theory of Oscillations” dove veniva discusso come lo stato di un sistema cambia attraverso il tempo (Bongaardt y Meijer. 2000). La teoria dei sistemi dinamici studia i meccanismi dei cambi che portano a variazioni della struttura del sistema e naturale interrelazionalità tra gli elementi che lo compongono.

Fluttuazione

Nitsch e Munzert (2002) considerano che è possibile produrre stati di organizzazione qualitativamente nuovi mediante una minima fluttuazione di un elemento del sistema e con la descrizione di cambiamenti radicali ottenuti con una piccola modfica nel parametro sotto osservazione.

La necessità di fluttuare o di produrre errori per apprendere è un obiettivo dell’apprendimento differenziale. Le fluttuazioni sono deviazioni di un punto di riferimento e per questo rappresentano per il sistema differenze che permettono di reagire e adattarsi costantemente ai cambi.

Kelso, ha riferito un’esperienza per analizzare le flttuazioni di un movimento.Se muoviamo l’indice sinistro e destro ritmicamente avanti e indietro riusciamo a sviluppare 2 abilità motorie stabili, u’bilità in-fase (gruppi muscolari omologhi che si contraggono simultaneamente) e un’abilità anti-fase (gruppi muscolari omologhi che si contraggono alternatamente) niziando con il modo anti-fasico, se la frequenza viene aumentata costantemente un cambio dell’abilità motoria è prodotto spontaneamente una volta raggiunta una frequenza critica. Cambiando spontaneamente da anti-fase a in-fase, a una frequena critica solo la in-fase è possibile. Un’osservazione interessante sono le fluttuazioni prima di arrivare ad una piattaforma stabile: la comparsa di fluttuazioni nella risposta sembra essere necessaria per il cambio di fase. Quello che sarebbe interpretato come un errore nel modello classico è una necessità dell’adattamento nel modello corrente.

L’autorganizzazione è il processo per il quale l’ordine sorge spontaneamente anche se passando necessariamente da una perdita di equilibrio del sistema che provocherà fluttuazioni e che produrrà salti a differenti stati di organizzazione (Kelso, 1995: Verkhoshansky y Siff. 1999). In ambito sportivo questi salti potranno tradursi nel raggiungimento della tecnica più adatta al soggeto o in un repentino aumento del rendimento apparentemnte inspiegabile.

Metodo differenziale

Il metodo differenziale è più efficacie del metodo tradizionale (Scholhorn). Il metodo tradizionale si caratterizza per un aumento del numero delle ripetizioni, e una grande quantità di istruzioni usate per cercare di ridurre gli errori e i gradi di “libertà”. L’allenamento differenziale, anche se non ottiene miglioramenti, favorisce la stabilizzazione della tecnica, aiutando a superare situazioni esterne mutevoli: una caratteristica principale dell’adattamento e presupposto fondamentale del successo sportivo.

Quando si propone una vasta gamma di esercizi, si ha anche il vantaggio di riucscire a lavorare meglio con gruppi di persone ampi (ad esempio una squadra); ogni soggetto può arrivare alla sua soluzione senza necessitare di molte istruzioni individuali da parte dell’allenatore. In questo modo si incrementa il senso di responsabilità dell’atleta nel processo di allenamento e si soddisfano meglio anche gli aspetti motivazionali.

Altri vantaggi offerti da questa metodologia possono essere individuati in un minor rischio per le lesioni da sovraccarico funzionale (le ripetizioni!!) o gli stati di sovrallenamento ai quali si arriva con l’applicazione di principi fondamentali dell’allenamento moderno, basato sulla ripetizione. La formula più popolare di allenare utilizzando centinaia di ripetizioni, porta nella maggior parte dei casi un sovraccarico muscolare e articolare non necessario, oltre che un affaticamento e un deterioramento psicologico (Balagué y Torrents, 2000).

In sport nei quali il regolamento impone forme di movimento estremamente specifiche, non sarà possibile lasciare all’atleta una “libertà” totale che gli permetta di scoprire il suo modo di effettuare un’abilità motoria, ma potremmo sicuramente indurlo a cercare condizioni che lo aiutano ad eseguire movimenti più vantaggiosi per lui, a seconda della situazione, tra quelli permessi dal regolamento, in forma più incosciente. All’inizio del processo di apprendimento, ad esempio, saranno proposte ripetizioni di movimento in condizioni favorevoli, e successivamente si varieranno le situazioni in ciu è inserito il gesto fondamentale, non dimenticando che anche negli sport con regolamenti molto rigidi, la variabilità è comunque presente.

I programmi di allenamento dovranno considerare ovviamente le caratteristiche individuali di ogni atleta, in forma generale e in forma individuale nel momento in cui il soggetto viene sottoposto al carico programmato.

Devono essere tenuti in considerazione lo stato iniziale dell’atleta e la distribuzione dei suoi riferimenti. Per apprendere un nuovo movimento o una tecnica sportiva, dovremmo considerare i movimenti spontanei che nascono dal soggetto, che influenzeranno il processo e condizioneranno il progresso e la stabilità di questi movimenti.

In quanto all’individualizzazione dell’allenamento, è necessario non ricercare i lmovimento ideale secondo modelli esterni di altri individui.

Esisterà una tecnica ideale per ogni situazione e per ogni individuo, ed è su questo che l’atleta dovrà allenarsi, adattare le sue caratteristiche alle diverse esigenze, e non cercare di apropriarsi del modo di agire di un altro soggetto.

L’allenamento differenziale presenta una costante variazione delle posizioni e degli esercizi, ed è questo che permette un rapido adattamento funzionale all’atleta. Non sempre sarà positivo il cambio di stimoli “costante”, non dovrà essere commesso l’errore di eseguire “ripetizioni” cicliche e perdere così l’individualizzazione dell’allenamento.

Applicazione di Conseguenze

Nell’avviamento sportivo si deve si aumentare la variabilità degli stimoli per ottimizzare i sistemi e renderli il più flessibile possibile e adattabili. Ma per apprendere una determinata tecnica o movimento concreto può esserci utile mantenere una certa specificità pratica realizzando ripetizioni dell’abilità motoria fino a creare un riferimento stabile. Una volta creato questo riferimento dovremo variare le situazioni intorno a quella di riferimento per far si che il soggetto siacapace di adattarsi alle infinite condizioni che possono verificarsi.

L’allenatore dovrà considerare gli errori come fluttuazioni necessarie perchè si produca un qualsiasi apprendimento: per questo in determinate situazioni si indurranno gli errori con strategie di perturbazione e variabilità. La variabilità servirà per migliorare una tecnica già esistente, o per modificare strutture inadeguate da un punto di vista globale o svilupparne altre più adeguate; l’allenamento si deve orientare verso un’ottimizzazione delle strutture cognitive.

L’apprendimento produrrà una modificazione nella distribuzione globale dei riferimenti del sistema. Per facilitare l’apprendimento di una nuova tecnica si può favorire il ciclo percezione/azione modificando l’intorno nella direzione che desideriamo facendo inmodo di arrivare al movimento finale. La modifica dell’intorno può inoltre servire per destabilizzare la distribuzione dei riferimenti esistenti, così come si conviene nel metodo Feldenkrais.

Alcuni dei vantaggi e delle possiblità di questo modelli alternativo sono le seguenti: dare un’informazione qualitativa dei processi dinamici (permettendo di pensare prima di agire,invece che il contrario); comprimere e manipolare le informazioni imprecise, studiare relazioni congiuntamente con variabili e processi non lineari; sviluppare sistemi adatti ad apprendere e generalizzare la materia appresa; comprendere e riconoscere strutture sconosciute e classificare gamme di risposte; analizzare e valutare processi continui di apprendimento e adattamento in sport con reti dinamicamente controllate.

E’ necessario elaborare un programma in anticipo, per potersi aspettare risposte positive. Quando le risposte deludono le attese (errori), allora un’adattamento della risposta al programma anteriore rimane la miglior soluzione, ad esempio dopo alcune correzioni verbali, o utilizzando le capacità cognitive dell’atleta (feedback).

Effetti spettacolarI insperati possono essere osservati senza la ripetizione di un movimento, con una ridotta pratica e seguendo un processo incosciente. Un buon esempio per illustrare tale affermazione sono i giocatori NBA che hanno appreso le proprie abilità dalla strada.

L’applicazione di tecniche e metodi basati sui calcoli possono aiutare rompere l’antica metafora del calcolo per comprendere il movimento umano e i suoi adattamenti all’allenamento e per sviluppare un nuovo modello, prendendo la complessità dei sistemi non-lineari basati sul concetto di autorganizzazione. La principale conseguenza pratica sull’allenamento è l’uso di programmi di apprendimento che permettano di assimilare la caratteristica di poter interagire con vari sistemi complessi e adattarsi alle situazioni sempre diverse.

Conclusioni

Ovviamente il processo dinamico e complesso non può essere studiato usando un metodo classico, riscontrabile nella scienza tradizionale. La trasformazione di questioni complesse in semplici allo scopo di poterle studiare con gli strumenti a disposizione è stata la strategia abituale. Purtroppo questo sforzo non è stato sufficiente per trasformare la realtà e superare i problemi legati ai metodi di ricerca tradizionali (tr cui sicuramente la scarsa applicabilità pratica).