I segnali di partenza per l’elaborazione prevista attraverso il metodo dell’ERD/ERS e del metodo basato sulla trasformata di Hilbert-Huang sono quindi definiti in una banda di frequenze di ampiezza 6 Hz, la cui frequenza centrale non è fissa.
Sfruttando le caratteristiche del protocollo del test, lo studio non si limita ad un’analisi continua nel tempo dell’adattamento motorio, bensì indaga quali sono le evoluzioni delle diverse fasi dell’adattamento motorio, e come si differenziano tra loro. Il primo confronto si ha suddividendo le 180 ripetizioni previste in 3 sessioni, detti attrezzi. Ognuno di questi attrezzi si differenzia per le condizioni al contorno in cui viene eseguito il movimento, il primo prevede l’esecuzione del movimento senza alcuna forza che ne contrasti l’esecuzione stessa, mentre i successivi 2 prevedono la presenza di una forza elastica opposta al movimento stesso. Il modulo di tale forza sarà minore nel secondo attrezzo, mentre incrementa nell’ultimo. Il secondo confronto riguarda i livelli di apprendimento (iniziale/intermedio/tardivo) relativi ad ogni attrezzo. I risultati che mi appresto a descrivere saranno presentati attraverso queste due modalità di confronto.
Il confronto qualitativo tra i due metodi evidenzia caratteristiche comuni nella maggior parte dei soggetti (se pur con ampiezze differenti); ciò appare confermato mediando tali risultati attraverso le due tipologie di confronto sopra descritte: sia l’analisi ERD/ERS tradizionale che l’elaborazione basata sul metodo di Hilbert-Huang evidenziano un incremento di potenza (sincronizzazione) immediatamente successivo alla comparsa del CUE, seguito da un rapido decremento (desincronizzazione) che termina circa 1 secondo dopo la comparsa dello stimolo, seguito da un lento processo di ri-sincronizzazione negli istanti finali dello studio. L’instaurarsi del fenomeno dell’adattamento motorio si riscontra in un incremento della sincronizzazione iniziale e di quella tardiva al procedere temporale dell’esecuzione del test. Nessun riscontro è presente invece circa una modificazione degli istanti temporali in cui si sviluppano i tre fenomeni descritti. I due metodi differiscono, almeno analizzando il tracciato frutto dell’operazione di media fra soggetti, per l’ampiezza di massima desincronizzazione, che tramite il metodo dell’ERD/ERS diminuisce al progredire dell’apprendimento, mentre il tracciato ottenuto tramite il metodo della trasformata di Hilbert evidenzia anch’esso un decremento, limitato però alla fase di apprendimento intermedio, destinato ad essere annullato nella fase di mantenimento dell’apprendimento (Fig.5.4) .
Fig. 5.4- I due tracciati di potenza divisi per attrezzo. Il tracciato blu indica le prime 60 ripetizioni, il rosso le seconde e il verde le ultime. A sinistra è rappresentato il risultato medio (su 9 soggetti) mediante elaborazione ERD/ERS, mentre a destra lo stesso risultato ottenuto attraverso elaborazione Hilbert-Huang.
Vengono inoltre riportati i valori di deviazione standard medi calcolati per entrambi i metodi: SD_erd_ers (a1=18,53;a2=16,66;a3=17,32); SD_hilbert (a1=21,12;a2=22,05;a3=17,69).
Confrontando le fasi dell’apprendimento (iniziale/intermedia/tardiva) osservabili in tutte e tre le sessioni individuate (attrezzi) i due metodi di elaborazione proposti evidenziano un comportamento univoco. Entrambi prevedono infatti una marcata differenza tra il periodo iniziale e quello intermedio dell’adattamento motorio, risultante in un incremento della sincronizzazione iniziale e in una diminuzione della massima desincronizzazione. Tali cambiamenti si riducono, ed in taluni casi si annullano durante la fase dell’apprendimento tardivo (Fig. 5.5).
Fig. 5.5- I due tracciati di potenza divisi per periodo. Il tracciato blu indica la fase di apprendimento in iniziale, il rosso la fase intermedia e il verde quella tardiva. A sinistra è rappresentato il risultato medio (su 9 soggetti) mediante elaborazione ERD/ERS, mentre a destra lo stesso risultato ottenuto attraverso elaborazione Hilbert-Huang. Vengono inoltre riportati i valori di deviazione standard medi calcolati per entrambi i metodi: SD_erd_ers (p1=16,59;p2=15,84;p3=14,93); SD_hilbert (p1=18,85;p2=19,17;p3=18,19).
Analizzando attentamente i tracciati dei singoli soggetti si possono osservare non solo le caratteristiche appena descritte durante lo studio del tracciato medio, ma anche la differente sensibilità dei due metodi per la descrizione del medesimo fenomeno (Fig. 5.6). Tale differenza è apprezzabile in modo più o meno evidente in molte elaborazioni.
Fig. 5.6- vengono qui riportati i tracciati di potenza di tutti i soggetti analizzati. Ad ogni riga corrisponde un soggetto. Le prime due colonne rappresentano i risultati ottenuti attraverso il metodo dell’ERD/ERS, la prima come media per attrezzi, la seconda come media per periodi. Le ultime due colonne, di conseguenza, rappresentano i risultati ottenuti attraverso l’elaborazione di Hilbert-Huang, la terza colonna come media per attrezzi e la quarta come media per periodi.
L’elaborazione dei segnali tramite il metodo basato sulla trasformata di Hilbert-Huang permette di ottenere un’informazione aggiuntiva rispetto a quelle estrapolabili tramite il
metodo dell’ERD/ERS, ovvero la variazione temporale della frequenza centrale del ritmo EEG selezionato. Tale informazione, impossibile da ricavare con il metodo dell’ERD/ERS, rappresenta la variazione della frequenza di picco della attività neuronale nella banda di frequenze di interesse, che, come già descritto, varia in relazione al valore della frequenza istantanea del segnale analizzato (o più precisamente del suo primo IMF). L’indagine riguarda dunque le frequenze (i ritmi) sottostanti lo studio della pianificazione motoria nel tempo e la modalità in cui queste evolvono al progredire dell’adattamento motorio. La comparazione tra soggetti diversi risulta complicata, viste le differenti frequenze centrali scelte. Osservando tuttavia i segnali dei soggetti analizzati (Fig. 5.7) è possibile evidenziare due fenomeni ripetibili per la maggior parte dei soggetti ovvero: la tendenza nell’ultima fase del test (attrezzo 3) ad una minor variabilità delle frequenze centrali rintracciate, e l’introduzione di un ritardo temporale nel tracciato di frequenza al progredire dell’apprendimento.
Fig. 5.7- Rappresentazione dei tracciati di frequenza dei soggetti studiati. Procedendo da sinistra a destra e dall’alto verso il basso vengono rappresentati tutti i soggetti dal 1 al 9. Vengono rappresentati i cambiamenti della frequenza centrale del filtro adattativo implementato nel metodo di Hilbert-Huang mediati per attrezzo. Il range di frequenze rappresentate nel grafico è fisso: [8, 12] Hz.