Cervello sinistro, cervello destro, cervello intero

"Se il cervello fosse così semplice, potremmo facilmente capire che saremmo così semplici da non poterlo fare". – Lyall Watson (1939-2008)

È ampiamente apprezzato che vi sia una certa lateralizzazione della funzione nel cervello. Leggiamo spesso di pensare "cervello destro" o "cervello sinistro" e così via. Quando si pensa al movimento e ai sistemi motori, il concetto di lateralizzazione viene catturato nell'idea che un emisfero si attiva – attraverso i muscoli del midollo spinale sul lato opposto del corpo. Ad esempio, il cervello sinistro controlla il braccio destro e viceversa.

O è davvero così semplice? Come molti concetti scientifici, dobbiamo fare attenzione che una generalizzazione che facciamo per cogliere un concetto generale non sostituisce i dettagli del concetto stesso.

Il neurochirurgo canadese Wilder Penfield (1891-1976) era prominente negli interventi di epilessia. Come parte della mappatura pre-chirurgica del cervello, sono state stimolate elettricamente diverse aree del cervello che hanno prodotto contrazioni muscolari dall'altra parte del corpo. Basandosi su questo e altri lavori, Penfield mostrò negli anni '40 che alcune regioni del cervello che erano particolarmente coinvolte nella produzione di azioni motorie furono lateralizzate. Questa era una prova abbastanza buona dell'esistenza di una forte organizzazione di controlli dell'emisfero sinistro a destra e controlli dell'emisfero destro sul lato sinistro.

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Da quelle prime osservazioni, molti studi correlati hanno fornito ulteriori informazioni e generalmente confermato che l'una parte del cervello controlla l'altro lato del corpo. Poiché le informazioni sono state perfezionate nel corso di decenni, siamo arrivati ​​a pensare al sistema motorio nel cervello come avente 3 aree principali nella corteccia frontale-M1, nell'area motoria supplementare (SMA) e nell'area premotoria (PMA). Prese insieme queste 3 aree costituiscono poco più di 2/3 delle fibre del tratto corticospinale e fanno collegamenti diretti con i neuroni del midollo spinale per attivare i muscoli sul lato opposto. Meno del 10% delle connessioni da M1 ma quasi il doppio (più del 20%) da SMA rimane sullo stesso lato del corpo.

Parlando in generale, i precedenti studi di stimolazione come quelli di Penfield e gli amici erano preoccupati dell'attivazione di M1. Tipicamente questo produce contrazioni contrazioni muscolari distinte sul lato opposto del corpo. Spostandosi più "a monte" verso la SMA, la stimolazione potrebbe produrre azioni più complesse in una parte correlata del corpo. Quindi, la stimolazione nella regione della mano di M1 potrebbe produrre contrazioni di singole dita in ciascuna articolazione, la stimolazione SMA potrebbe produrre azioni più coordinate di dita vicine e articolazioni multiple. Fondamentalmente i movimenti sono più complessi e coordinati.

Questo è qualcosa a cui ho spesso pensato. L'allenamento per le arti marziali comporta in genere l'uso dell'intero corpo. Nonostante ciò, c'è spesso una preferenza per una parte sull'altra. Ad esempio, le esercitazioni di combattimento e gli schemi di movimento vengono spesso appresi dal punto di vista della mano in avanti e così via. Non è sempre prevista una pratica ampia ed equa da entrambe le parti. Anni fa, però, ho adottato entrambi gli insegnamenti per la maggior parte delle mie pratiche di arti marziali e per molte altre attività. Ho cercato di rendermi ambidestro.

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Ciò mi riporta ad alcune delle ripercussioni della rottura del tendine del mio bicipite quest'estate (puoi leggere qui se vuoi). Il mio braccio sinistro è rimasto fuori uso per un po 'e così ho imparato a fare molto con l'altra mano, la mia mano destra. Dato che sono "destrimano" ma ho fatto un sacco di cose con entrambe le mani, penseresti che sarebbe stato facile, giusto?

A meno che una delle cose a cui stavi pensando fosse lanciare una palla da baseball.

Non è stato facile. Prendendo con la mia mano destra? Piuttosto buono. Quasi come catturare con la mia mano sinistra. Ma lanciando? Era difficile ottenere il modello di movimento giusto. Dovevo continuamente passare avanti e indietro tra le mie braccia per capire come farlo. E dovrei essere un esperto in neuroscienze di controllo motorio – i miei motori non mi stavano ascoltando!

Dopo mesi passati a fare ciò, è ancora difficile e devo davvero pensarci per lanciare la palla con forza – con tutto il mio corpo dietro di esso come posso fare con la mia mano destra. Ma ho continuato a tappare. Il mio piano è di continuare ad usare entrambe le mani per prendere e lanciare. Mi piace la sfida di lavorare sull'addestramento di abilità con entrambi i lati del mio corpo.

Ma cosa succede se fossi un atleta professionista il cui sostentamento dipende letteralmente dalle abilità che vengono solitamente svolte da una parte? Come un colpo di pallacanestro. Come il tipo che l'NBA Cleveland Cavaliers trasmette, Tristan Thompson usa ogni giorno al lavoro.

Nell'ottobre del 2013, Sports Illustrated scrisse che Thompson, un "left hander" autodefinito che sparava sempre, non a caso, con la mano sinistra, aveva imparato a sparare con precisione con la mano destra. Lo stesso Tristan ha descritto l'esperienza come "una persona completamente nuova". Il 4 dicembre 2013, Tristan Thompson ha avuto un gioco da record, terminando con 17 punti e 21 rimbalzi.

Fa uno studio interessante sulla capacità di trasferire l'allenamento da un lato all'altro del corpo. In un certo senso ricorda anche la "formazione incrociata" della forza – dove i muscoli dell'allenamento su un lato del corpo producono un guadagno di forza minore nei muscoli non allenati dall'altro lato – ma si riferiscono più ad "abilità".

Tutto ciò è stato ben sottolineato da un recente studio pubblicato sulla rivista Experimental Brain Research . Gli scienziati della Ohio State University hanno misurato l'attività nei muscoli in entrambe le braccia delle scimmie M. fascicularis mentre hanno stimolato le aree primaria (M1), supplementare (SMA) e premotoria (PMA). Questo è uno dei documenti più dettagliati ancora da esaminare le risposte in tutto il corpo. C'erano molte più risposte sullo stesso lato del corpo o su entrambi i lati di quanto avessero previsto. Inoltre, la probabilità che la stimolazione del cervello producesse risposte sullo stesso lato del corpo o su entrambi i lati allo stesso tempo era molto più alta nella SMA rispetto alla M1. Cioè, nelle aree correlate un po 'di più al coordinamento.

Mentre al momento questo livello di studio dettagliato non è disponibile per noi H. sapiens , possiamo aspettarci una simile organizzazione funzionale nel nostro cervello. Mentre l'organizzazione complessiva anatomica e funzionale del nostro sistema nervoso ha una lateralizzazione, le prove emergenti suggeriscono che non è così tagliato e asciutto come immaginavamo una volta.

Invece del cervello sinistro, del cervello destro, il mio messaggio da portare via è cercare di usare l'intero cervello ogni volta che è possibile. Puoi esercitarti nel tuo sistema motorio usando entrambe le braccia e le gambe per calciare, lanciare e prendere. O anche solo per lavarsi i denti.

© E. Paul Zehr (2013)