Analisi del segnale EMG

Come primo approccio all’analisi abbiamo deciso di non focalizzarci immediata-mente sui moduli e sulle attivazioni estratte, ma abbiamo da prima analizzato i soli segnali elettromiografici rilevati durante i diversi task dell’intero esperimento. In particolare, bisogna ricordare che la nostra attenzione si andr`a a focalizzare

soprattutto sul comportamento motorio durante il task Learning, in cui il sog-getto si `e trovato ad affrontare una variazione dell’ambiente di lavoro; per questo motivo l’analisi sui tracciati EMG sar`a qui sviluppata solo per le 7 fasi del Lear-ning, con l’aggiunta anche della fase Retention, che `e strettamente legata al task precedente (in quanto misura l’andamento del soggetto sottoposto alle medesime condizioni della fase Baseline, ma dopo un certo intervallo di tempo).

Abbiamo quindi preso in considerazione la matrice EMG di ogni fase, in cui per ogni colonna abbiamo un muscolo diverso (quindi un totale di 10 colonne) e ad ogni riga corrisponde un campione rilevato ad un certo istante temporale, quindi il numero di righe sar`a diverso per ogni fase, a seconda del numero di movimenti realizzati. Si `e preferito inoltre suddividere l’analisi tra movimenti di Reach da una parte e movimenti di Return dall’altra, in quanto non trova molto riscontro l’analisi tra movimenti diversi per direzione e/o verso (non ha senso analizzare movimenti che si possono comporre di muscoli diversi).

Per ogni fase, quindi, `e stato calcolato il valore medio del segnale nei due diversi tipi di movimento: avremo, ad esempio, il valore medio del Deltoide Anteriore nel movimento di Reach della fase Baseline, il valore medio dello stesso muscolo nella stessa fase ma nei movimenti di Return, e cos`ı via per tutti i muscoli e per tutte le fasi.

Questi dati sono stati analizzati con un Two-way Anova test a misure ripetute, in cui le due direzioni considerate sono state le fasi sulle colonne e i muscoli nelle righe; in particolare `e stato realizzato un Post Hoc test di confronto tra tutti i valori medi nei movimenti Reach e un separato test per tutti i movimenti di Return. Dai risultati `e emerso innanzitutto che i valori di significativit`a pi`u elevata vengono rilevati nei muscoli EC (Estensore del polso) ed FC (Flessore del polso), ossia i due muscoli antagonisti del’avambraccio. In particolare:

• nella fase Adaptation Early, i due muscoli FC ed EC sono contemporanea-mente attivi e significativacontemporanea-mente diversi rispetto alla fase Baseline (anche in modo molto rilevante), con p < 0.0001 sia nei movimenti di Reach che in quelli di Return. Questo potrebbe significare che nel momento in cui il soggetto si trova inaspettatamente a dover agire in un campo di forza,

ten-de ad irrigidirsi per bilanciare le spinte ortogonali al suo movimento, e per farlo attiva contemporaneamente i due muscoli antagonisti, rendendo pi`u rigido tutto l’avambraccio in movimento. A conferma di ci`o sono i risultati provenienti dalle altre due fasi di Adaptation

• prendendo in considerazione solo i movimenti di Reach, si evince che nelle fa-si di Adaptation Medium e Adaptation Late il comportamento di diverfa-sifica rispetto alla fase Early; infatti mentre il muscolo EC continua a mantenere una certa differenza significativa rispetto alla Baseline (rispettivamente p = 0.002 e p = 0.03), il muscolo FC perde questa significativit`a nelle due fasi citate: questo indica che EC continua ad agire di pi`u rispetto alla condizione priva di forza, mentre FC sembra aver recuperato la condizione iniziale di azione. Questo aspetto si pu`o interpretare pensando che evidentemente nel-la prima fase di adattamento il soggetto, trovandosi in difficolt`a poich`e `e al primo approccio con il campo di forza, tende appunto ad irrigidirsi per por-tare a buon fine i movimenti, mentre nelle fasi successive inizia ad adattarsi e a capire come organizzare il movimento. In particolare, nel movimento di Reach si limita ad estendere il polso.

• stesso concetto si pu`o applicare ai movimenti di Return, ma in modo duale: in questo caso infatti i muscoli invertono il comportamento, cio`e il muscolo FC risulta significativamente diverso dalla situazione base in entrambe le fasi di Adaptation Medium ed Adaptation Late (rispettivamente p = 0.003 e p = 0.02), indicando che la sua attivit`a `e notevolmente diversa. L’Estensore invece perde la differenza significativa in queste due fasi, implicando che esso ritorni alla sua iniziale funzionalit`a e indicando che l’irrigidimento nei movimenti di Return `e svanito (come confermato nel punto precedente) Altro aspetto importante in questa analisi `e il fatto che l’andamento della signifi-cativit`a diminuisce man mano che ci si allontana dalla fase di Baseline e inoltre, a fine Adaptation, cio`e nelle fasi di Re-Adaptation in cui il campo di forza `e stato rimosso, i due muscoli hanno ripreso la normale funzionalit`a rilevata nella Baseline, a conferma che la loro maggior attivazione nella fase con forza applicata dipende proprio dalla volont`a del soggetto di resistere a questa imposizione, per

portare a termine ogni movimento.

Nelle fig. 4.2, 4.3, 4.4 e 4.5 vediamo l’insieme di valori medi dei segnali EMG, separati in movimenti di Reach e di Return.

Figura 4.2: Valori EMG - Movimenti di Reach: ogni colonna corrisponde ad un diverso muscolo, ogni riga un diverso soggetto in una data fase.

Figura 4.3: Valori EMG - Movimenti di Reach: ogni colonna corrisponde ad un diverso muscolo, ogni riga un diverso soggetto in una data fase.

Figura 4.4: Valori EMG - Movimenti di Return: ogni colonna corrisponde ad un diverso muscolo, ogni riga un diverso soggetto in una data fase.

Figura 4.5: Valori EMG - Movimenti di Return: ogni colonna corrisponde ad un diverso muscolo, ogni riga un diverso soggetto in una data fase.