Tutti gli atleti d'élite si allenano duramente, possiedono grandi capacità e restano mentalmente acuti durante la competizione. Ma cosa separa una medaglia d'oro da un atleta altrettanto dedito che arriva al decimo posto? Una piccola struttura in profondità nel cervello può dare ai vincitori un vantaggio in più.
Studi recenti indicano che la corteccia insulare del cervello può aiutare un velocista a spingere il suo corpo in avanti in modo leggermente più efficiente rispetto ai suoi concorrenti. Questa regione può preparare un pugile a respingere meglio un pugno che il suo avversario sta iniziando a lanciare e ad assistere un sub mentre calcola la posizione del suo corpo rotante in modo da colpire l'acqua con appena un tuffo. L'insula, come viene comunemente chiamata, può aiutare un tiratore a mantenere una forte concentrazione sull'occhio di bue mentre il suo dito tira indietro il grilletto e aiutare un giocatore di basket sulla linea di tiro libero a bloccare le urla di distrazione e le onde del braccio di fan seduti dietro il tabellone.
L'insula fa tutto questo anticipando i sentimenti futuri di un atleta, secondo una nuova teoria. I ricercatori dell'OptiBrain Center, un consorzio con sede presso l'Università della California, San Diego e il Naval Health Research Center, suggeriscono che un atleta possiede un'insula iper-sintonizzata che può generare previsioni sorprendentemente accurate su come si sentirà il corpo nel prossimo momento. Quel modello della futura condizione del corpo istruisce le altre aree del cervello ad avviare azioni che sono più su misura per le esigenze future rispetto a quelle di anche ran e patatine.
Questa consapevolezza accresciuta potrebbe consentire agli olimpici di attivare i loro muscoli in modo più intraprendente per nuotare più velocemente, correre più lontano e saltare più in alto dei semplici mortali. Negli esperimenti pubblicati nel 2012, le scansioni cerebrali di atleti d'élite sembravano differire in modo molto più drammatico dai soggetti ordinari nel funzionamento delle loro insule. Prove emergenti ora suggeriscono anche che quest'area del cervello può essere allenata usando una tecnica di meditazione chiamata consapevolezza: buone notizie sia per gli olimpionici che per i guerrieri del fine settimana.
Massime prestazioni
Spogliati dei fan esultanti, il commento play-by-play e tutte le trappole di ricchezza e fama, gli sport professionistici si riducono a un concetto semplice: gli atleti che ci affascinano sono esperti nel raggiungere specifici obiettivi fisici. Eseguono le imprese corporee senza intoppi, senza sprecare una sola goccia di sudore.
Tale prestazione è un fenomeno a tutto cervello. La corteccia motoria e i sistemi di memoria, ad esempio, codificano per anni di pratica. Le fibre nervose si confondono in strati extra di una guaina protettiva che accelera la comunicazione tra i neuroni, producendo riflessi fulminei. Comprendere il cervello al meglio delle sue capacità atletiche è l'obiettivo dello psichiatra Martin Paulus e dei suoi colleghi dell'OptiBrain Center. Propongono che l'insula possa fungere da hub critico che unisce la cognizione di alto livello a una misura dello stato del corpo, per assicurare il corretto funzionamento dei muscoli e delle ossa che lanciano giavellotti e atterrano smontaggi vorticosi dalla barra superiore. "L'idea chiave che stiamo cercando è come qualcuno risponde quando riceve un segnale che prevede che accadrà qualcosa di brutto", afferma Paulus. "Le persone che si esibiscono in modo più ottimale sono quelle che sono in grado di utilizzare quell'indicazione anticipatoria per adattarsi e tornare all'equilibrio."
Leggermente più grande di un kumquat, l'insula fa parte della corteccia cerebrale, le spesse pieghe del tessuto grigio che formano lo strato esterno del cervello. La struttura densamente increspata si trova all'interno del mantello corticale, assomigliando a un piccolo ventaglio giapponese nascosto ordinatamente nell'interno del cervello. È comunemente considerata la sede dell'interocezione, o il senso dello stato interno del tuo corpo.
L'insula genera questo senso mantenendo una mappa di tutti i tuoi organi e tessuti remoti. Alcuni neuroni nell'insula rispondono ai brontolii nell'intestino, ad esempio, mentre altri sparano per riflettere un mal di denti. Per gestire l'afflusso di messaggi che lo bombardano da tutto il corpo, l'insula collabora strettamente con la corteccia cingolata anteriore, un'area cruciale per il processo decisionale, per valutare e dare priorità a quegli stimoli. Questa rappresentazione grezza dei segnali corporei è stata ipotizzata per oltre un secolo come l'origine delle emozioni.
A prima vista, ancorare l'insula come fondamentale per qualsiasi cosa può sembrare quasi insignificante. È stato implicato in funzioni diverse come il processo decisionale, l'anticipazione, il cronometraggio, il canto, la dipendenza, la parola e persino la coscienza. L'insula e la corteccia cingolata anteriore sono le regioni più comunemente attivate negli esperimenti di imaging del cervello, secondo uno studio del 2011, rendendo ancora più difficile discernere le loro funzioni principali.
Tuttavia, il caso dell'insula come fulcro dell'atletismo si sviluppa lentamente da oltre un decennio. Alla fine degli anni '90 il neuroanatomista AD Craig del Barrow Neurological Institute stava mappando i percorsi che trasmettono dolore e sensazioni di temperatura al cervello attraverso il midollo spinale. Dopo aver scoperto che questi condotti hanno portato all'insula, ha ipotizzato che una delle funzioni principali del cervello sia quella di aiutare il corpo a mantenere l'omeostasi o l'equilibrio. Ad esempio, la temperatura interna del corpo di solito rimane all'interno di un intervallo ristretto e le perturbazioni, registrate dall'insula, ci motivano a ripristinarlo in quella zona confortevole, magari bevendo acqua fresca, cercando una zona ombrosa o cessando il movimento. In effetti, quando gli scienziati hanno danneggiato l'insula nei ratti, la loro capacità di regolare i loro corpi era compromessa.
Quando ci esercitiamo, agitiamo il nostro stato interno. "Tutto ciò che facciamo richiede un calcolo di quanta energia ci costa e questo è ciò che l'insula sembra stia eseguendo", afferma Craig. Prevedendo in che modo determinati sforzi influenzeranno il corpo, il cervello può avviare azioni per mitigare quelle perturbazioni prima che si verifichino.
Uno studio convincente del 2004 ha mostrato chiare differenze anatomiche che corrispondevano alla variazione dell'abilità interocettiva. Hugo Critchley, ora all'Università del Sussex in Inghilterra, ha chiesto ai partecipanti di stimare la frequenza con cui i loro cuori battevano senza prendere i propri impulsi. Le persone che indovinavano con precisione la frequenza cardiaca avevano una maggiore attività nell'insula e più materia grigia in questa regione. Quest'ultimo punto è cruciale, perché suggerisce che la dimensione fisica dell'insula è direttamente correlata alle differenze di capacità. Questo imprinting neurale è simile a quello che si vede nei violinisti professionisti, la cui corteccia motoria dedica alla rappresentazione delle dita un patrimonio immobiliare maggiore di quello che si vede nel cervello di un dilettante.
I ricercatori di OptiBrain hanno ipotizzato che gli atleti debbano essere intensamente consapevoli di sensazioni come il battito cardiaco e capaci di riconoscere quelli importanti e di eliminare le aringhe rosse. "La stragrande maggioranza dei giocatori di NBA sono atleti fantastici. Ma alcuni di loro si distinguono. Non è che Kobe Bryant o Derrick Rose abbiano più energia, è il modo in cui scelgono di spendere quell'energia in momenti critici che decideranno il loro successo", psicologo clinico Alan Simmons presso il Veterans Affairs San Diego Healthcare System dice.
Pensare al futuro
Per testare l'idea che individui estremamente in forma abbiano un interocezione superiore - e per indagare come appare questa superiorità in azione - Paulus e Simmons hanno recentemente reclutato un gruppo di atleti d'élite per giacere in uno scanner ed eseguire test cognitivi mentre un apparato ha limitato la loro respirazione. La sensazione di mancanza di respiro è una sensazione spiacevole che è risaputo che fa insorgere l'insula.
Paulus e Simmons hanno testato 10 tra i piloti dell'avventura più famosi al mondo: uomini e donne che affrontano sfide nella natura selvaggia che possono includere arrampicata, nuoto, corsa e canoa. Hanno chiesto ai corridori e agli 11 soggetti sani di controllo di giacere in uno scanner e respirare attraverso un tubo indossando una clip per il naso. Mentre si trovavano nella macchina di risonanza magnetica (MRI), ai soggetti veniva chiesto di visualizzare le frecce rivolte verso sinistra o destra su uno schermo e premere un pulsante per notare la direzione. Sporadicamente, i ricercatori hanno regolato il flusso d'aria in modo che la respirazione diventasse significativamente più difficile. Un cambiamento nel colore dello schermo avvisava i partecipanti che la respirazione stava per affaticarsi. Tuttavia, il cambiamento di colore non prevedeva sempre accuratamente la restrizione respiratoria.
In tutte le fasi dell'esperimento, l'insula era attiva, ma a vari livelli. I volontari sani si sono comportati ugualmente bene sui test delle frecce durante lo studio, senza interferenze, quando il colore dello schermo è cambiato e quando hanno difficoltà a inalare. Ma i corridori dell'avventura hanno ottenuto più risposte corrette quando anticipavano o subivano il carico respiratorio. L'esperienza intercettiva di questi individui ha effettivamente migliorato le loro prestazioni. I corridori hanno anche mostrato una maggiore attivazione cerebrale quando si anticipava la restrizione respiratoria ma non mentre si sperimentava la restrizione stessa. Era come se il cervello dei corridori usasse meglio gli spunti per prepararsi, guadagnando così un vantaggio cognitivo. Quando arrivò il momento difficile, quando il loro respiro divenne affannoso, le loro insule erano relativamente placide.
Un altro studio del gruppo di Paulus, pubblicato anche nel 2012, aggiunge sfumature a questa scoperta. Il gruppo ha cercato di studiare la flessibilità cognitiva degli atleti d'élite. Considerata una pietra miliare dell'intelligenza, questa abilità implica il passaggio facile tra richieste opposte. Tuttavia, l'agilità mentale può precipitare in una situazione difficile. Esperimenti su Navy SEALs e Army Rangers hanno rivelato che l'esposizione a condizioni di combattimento ha compromesso i tempi di reazione, la vigilanza, l'apprendimento, la memoria e il ragionamento. Anche per gli atleti di livello olimpico, la grazia sotto il fuoco è un obiettivo importante.
Per osservare la flessibilità cognitiva in azione, Simmons ha chiesto a 10 Navy SEALs e 11 civili maschi sani di svolgere un semplice compito in uno scanner del cervello. Navy SEALs sono persone estremamente atletiche che sono addestrate per far fronte alle grandi esigenze delle loro facoltà fisiche, mentali ed emotive. L'esercizio prevedeva l'osservazione di una forma verde o rossa seguita da una fotografia carica emotivamente su uno schermo. I partecipanti dovevano premere un pulsante quando vedevano un cerchio e un altro quando vedevano un quadrato. Una forma verde segnalava che sarebbe seguita un'immagine positiva (come un bambino che gioca); una forma rossa indicava che una foto negativa (ad esempio una scena di combattimento) appariva dopo. I soggetti sono stati quindi giudicati in base alla loro velocità e precisione nell'identificare le forme.
Rispetto ai partecipanti sani, i guerrieri d'élite hanno inviato più sangue nelle loro insule e in alcune altre regioni in cui i colori delle forme differivano in prove consecutive. In breve, erano più consapevoli del passaggio imminente da positivo a negativo o viceversa e hanno coinvolto i sistemi cerebrali coinvolti nella modulazione delle risposte emotive e interocettive. Erano più veloci a prepararsi per un cambiamento incombente nei loro stati interni, guadagnando tempo al cervello per reprimere le loro reazioni.
Nel loro insieme, gli studi indicano che uomini e donne che hanno capacità fisiche estreme mostrano una maggiore attivazione dell'insula quando anticipano un cambiamento dei loro sentimenti interni, siano essi emotivi o fisici.
"Per me è davvero enorme se hai una regione del cervello che sta anticipando una risposta e sta preparando il corpo per questo", dice il fisiologo Jon Williamson del Southwestern Medical Center dell'Università del Texas. "Se un atleta si sta avvicinando a una collina e può anticipare la consegna di sangue ai muscoli, potrebbe funzionare meglio su quella collina."
Finora gli studi sono stati piccoli, non è facile adattare gli atleti di alto livello ai laboratori di imaging cerebrale, quindi sono ancora necessari esperimenti più grandi per consolidare le osservazioni. Anche così, i risultati echeggiano le precedenti scoperte sul coinvolgimento dell'insula nell'immaginare il futuro, sia anticipando il dolore fisico, per esempio, il pugno di un pugile o contemplando l'acquisto di un oggetto costoso.
Per Simmons, l'evidenza suggerisce che l'insula non vive nel presente, ma nel futuro. "Stiamo rispondendo alle informazioni incorporate da fisiologia, cognizione, ciò che ci circonda", afferma Simmons. "Quando abbiamo integrato tutto ciò, fa parte del passato." La capacità di previsione può anche ritorcersi contro di sé, producendo disturbi come l'anoressia nervosa, che combina i vuoti nella consapevolezza corporea con una preoccupazione per come il consumo di cibo ora cambierà l'immagine del corpo in futuro. "È l'anticipazione che ti ostacola", afferma Simmons. In effetti, le scansioni cerebrali di soggetti con disturbi alimentari e disturbi post traumatici da stress mostrano che l'attività dell'insula differisce da quella osservata in soggetti sani, suggerendo menomazioni in quest'area.
Allena il tuo interoception
Per aspiranti atleti o individui che soffrono di disfunzione insulare, ci sono ragioni per sperare che l'interoception sia allenabile. Una tecnica di meditazione chiamata mindfulness incoraggia le persone a sintonizzarsi sui loro pensieri, emozioni e sensazioni corporee attuali. Derivato dagli insegnamenti buddisti, questo addestramento cerca di accrescere la consapevolezza dei sentimenti ma anche di mitigare le nostre reazioni ad essi. I ricercatori di OptiBrain hanno raccolto dati preliminari, non ancora pubblicati, suggerendo che soggetti sani e personale militare che hanno ricevuto un addestramento sulla consapevolezza sono migliorati nelle prestazioni cognitive durante una situazione stressante, misurata con un compito di restrizione respiratoria, e hanno reagito alle sfide con meno emozioni, con l'attivazione insulare cambia per corrispondere.
Anche studi su piccola scala sugli atleti mostrano benefici. Questa consapevolezza della sensazione del momento ha dimostrato, ad esempio, di migliorare il successo dei giocatori di basket sulla linea dei tiri liberi. Lo psicologo sportivo Claudio Robazza dell'Università di Chieti in Italia ha visto in prima persona come la consapevolezza e tecniche simili possono individuare atleti di successo. Ha lavorato per sei anni con la squadra di tiro olimpica italiana, uno sport mentalmente impegnativo che favorisce le persone che possono ancora inchiodare i loro obiettivi quando la pressione è più alta. "Gli stati emotivi possono riflettere cambiamenti corporei, un aumento della frequenza cardiaca, della tensione muscolare e della respirazione: tutte queste cose causano cambiamenti nell'esecuzione e nel risultato finale", afferma Robazza. "Certamente gli atleti devono essere consapevoli delle loro risposte".
Con decine di migliaia di persone che guardano giù dai posti dello stadio e altri milioni sintonizzati su trasmissioni televisive, un atleta olimpico corre un alto rischio di soffocamento. Lo stress del momento può innescare molti cambiamenti fisici che interferiscono nell'esecuzione anche delle manovre più radicate. Una maggiore consapevolezza delle condizioni del corpo, facilitata dall'insula, può avvisare un campione di muscoli tesi o respiri superficiali prima che queste risposte abbiano la possibilità di minare le prestazioni. L'insula - dove il corpo incontra il cervello - funge da trampolino da cui la brillantezza atletica può salire.
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