Registrazione tramite l’EEG

La raccolta dei dati tramite l’EEG è avvenuta nelle due sessioni di assessment (pre e post-esercizio) con la stessa procedura. Le registrazioni sono state condotte in un luogo silenzioso, isolato e con luce tenue. Affinché si riducessero al minimo gli artefatti causati dai movimenti muscolari, ai soggetti è stato richiesto di rilassarsi su una sedia comoda; la

valutazione è stata condotta ad occhi chiusi così che si riducesse l’influenza da parte degli stimoli visivi.

Per la raccolta dei dati, è stato utilizzato un dispositivo portatile, Muse headband da InteraXan (Toronto, ON, Canada), validato in precedenza (Krigolson, Williams, Norton, Hassall, & Colino, 2017).

Figura 21. Muse headband da InteraXan

Il Muse headband è un dispositivo commerciale che consta di quattro sensori, due localizzati sulla fronte e due dietro il padiglione uditivo. Nonostante il dispositivo fornisca informazioni rispetto ai movimenti muscolari e ai segnali provenienti da un accelerometro, per lo scopo della presente ricerca sono stati presi in considerazione solo quelli relativi all’EEG. Secondo la dislocazione standardizzata gli elettrodi sono posizionati nelle seguenti aree: AF7, AF8, TP9 e TP10. La frequenza di campionamento del sistema di acquisizione dai vari sensori è pari a 220 Hz o 500 Hz. I dati sono stati raccolti tramite un 11” MacBook Air (Apple Inc., California, U.S.A.) in connessione bluetooth con il dispositivo. Muse dà a disposizione i dati delle potenze assolute e relative delle bande di attività: δ (0-4 Hz), ϑ (4-8 Hz), α (8-12 Hz), e b (12-32 Hz). La potenza assoluta delle varie bande è calcolata tramite un algoritmo che rappresenta la somma dei spettrali di potenza dell’EEG relativi ai range di frequenza (bande di attività). La densità spettrale di potenza di ciascuna frequenza per tutti i canali è calcolata tramite la trasformata di Fourier veloce (FFT, dall'inglese Fast Fourier Transform) dal dispositivo stesso. Ciascun percorso contiene 129 valori decimali con una media approssimativa che varia da -40.0 a 20.0. Per calcolare la FFT viene utilizzato una Hamming window di 256 campioni (a 220 Hz) che per la successiva FFT slitta a una finestra con una sovrapposizione di 22 campioni (1/10 di secondo). Questa sovrapposizione permette di ottenere dati che sono realmente continui con una precisione del 90% (Porterfield, 2016). I valori sono forniti su una scala logaritmica (log10) le cui unità sono Bels (una misura che corrisponde a 10 decibel).

Muse fornisce i dati relativi ai movimenti oculari, pertanto è stato possibile filtrare ed eliminare le interferenze nel segnale. Inoltre, il software permette di monitorare le informazioni relative all’aderenza degli elettrodi. Qualora le registrazioni presentassero dati provenienti da livelli bassi di aderenza o connessione che superino il 5% dei dati complessivi o che contenessero un numero eccessivo di artefatti (es. battiti oculari), si procedeva a un ulteriore assessment il giorno successivo.

Dopo il setup sperimentale, sono stati raccolti dati continui per ciascun partecipante, per un tempo pari a 120 secondi, con un campionamento di 220 Hz.

4.2.3 Analisi statistiche

Affinché si potesse ottenere una distribuzione normale, in accordo con ricerche simili (Moraes et al., 2007) condotte con lo scopo di valutare gli effetti a breve termine dell’esercizio fisico, sono stati utilizzati i valori assoluti sottoposti a una trasformazione logaritmica (log10) forniti dal Muse headband.

L’analisi dei dati relativa alle differenze tra i gruppi è stata effettuata utilizzando l’IBM SPSS Statistics, Version 24.0. Per analizzare le differenze tra i gruppi è stato applicato un disegno di Analisi della Varianza a Misure Ripetute ANOVA 3 x 2, assumendo come fattore between subject i gruppi (arti marziali, aerobica, stretching) e come fattore within subject le fasi (pre-test e post-test). Il livello di significatività è stato impostato con α = 0.05, mentre la dimensione dell’effetto è stata calcolata in accordo a Cohen (1988).

4.3 Risultati

Per lo scopo della ricerca sono stati presi in considerazione i risultati relativi alle potenze assolute di α e di b. È stata calcolata una media dei dati sottoposti alla trasformazione logaritmica (log10) per ciascun partecipante in entrambe le fasi. Questo ha

permesso di ottenere una media della quantità di oscillazioni dell’EEG, ovvero la potenza assoluta relativa ai segnali proveniente dai sensori con riferimento alle due frequenze prese in considerazione nei due minuti di registrazione. Di seguito verranno presentate le tabelle relative alle potenze assolute di α e di b dei tre gruppi in relazione alle fasi.

Tabella 30

Medie e deviazioni standard delle potenze assolute di α

Arti Marziali Aerobica Stretching

M DS M DS M DS Pre-test TP9 0.91 0.26 0.79 0.21 0.98 0.15 AF7 0.37 0.25 0.16 0.1 0.44 0.21 AF8 0.4 0.27 0.25 0.17 0.52 0.19 TP10 0.9 0.26 0.77 0.21 1.02 0.14 Post-test TP9 0.94 0.29 0.92 0.32 0.96 0.11 AF7 0.44 0.26 0.49 0.2 0.36 0.14 AF8 0.41 0.25 0.36 0.18 0.39 0.17 TP10 0.93 0.28 0.85 0.29 0.99 0.13 Note. I valori sono sottoposti a una trasformazione logaritmica (log10). Fanno riferimento alle medie dei valori assoluti di α nel tempo di registrazione di 2’

Tabella 31

Medie e deviazioni standard delle potenze assolute di b

Arti Marziali Aerobica Stretching

M DS M DS M DS Pre-test TP9 0.46 0.18 0.3 0.19 0.61 0.18 AF7 0.2 0.26 -0.02 0.09 0.27 0.35 AF8 0.18 0.22 0.05 0.12 0.34 0.25 TP10 0.44 0.2 0.31 0.22 0.61 0.18 Post-test TP9 0.5 0.22 0.53 0.29 0.54 0.17 AF7 0.32 0.34 0.24 0.34 0.26 0.3 AF8 0.27 0.34 0.07 0.11 0.3 0.25 TP10 0.49 0.2 0.41 0.24 0.53 0.18 Note. I valori sono sottoposti a una trasformazione logaritmica (log10). Fanno riferimento alle medie dei valori assoluti di α nel tempo di registrazione di 2’

Per ciò che concerne i risultati relativi alla potenza assoluta di α la variabile Fasi non presenta effetti significativi. Ciò sta a indicare che non emergono differenze tra il pre- test ed il post-test per i valori assoluti. L’interazione Fasi X Gruppi è al limite della significatività statistica, F(2, 27) = 3.03, p = .06, ovvero è presente una tendenza, cioè una differenza tra i gruppi nelle due fasi.

Figura 22. Differenze tra i gruppi in riferimento alla potenza assoluta di α nel pre-test e

nel post-test

Come si può notare nella figura 22 il gruppo “aerobica” mostra livelli superiori della potenza assoluta di α. Ciononostante, le analisi post hoc applicando il test t per dati appaiati, mette in evidenza una differenza statisticamente significativa tra le fasi, relativamente ad un solo elettrodo (AF7) [t(9) = 5.45, p = .005, d = .83].

Per ciò che concerne i risultati relativi alla potenza assoluta di b la variabile Fasi presenta effetti statisticamente significativi, F(1, 27) = 6.09, p < .05, d = .55. È presente inoltre una significatività dell’interazione Fasi X Gruppi, F(2, 27) = 5.06, p < .05, d = .55.

Figura 23. Differenze tra i gruppi in riferimento alla potenza assoluta di b nel pre-test e nel post-test 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Arti Marziali Aerobica Stretching

Potenza assoluta α