banner
Centro notizie
Entità a tutto tondo

Affrontare avversari robot mette in moto il cervello dei giocatori di ping-pong

Jun 13, 2023

Indossando un berretto tempestato di elettrodi, un giocatore di ping pong fissa un avversario. Questo non è un avversario in carne ed ossa; la canna robotica di metallo sul tavolo spara una pallina ogni pochi secondi. Secondo uno studio pubblicato oggi su eNeuro, il cervello del giocatore reagisce in modo diverso di fronte a un avversario umano o alla fredda abilità di calcolo di una macchina.

Lo studio porta l’imaging cerebrale in un contesto competitivo del mondo reale, afferma Thorben Hülsdünker, neuroscienziato e scienziato dello sport presso l’Università LUNEX, che non è stato coinvolto nella ricerca. "È sempre discutibile se sia possibile trasferire i risultati che abbiamo in un laboratorio standardizzato, dove svolgiamo un compito su un computer, a una situazione sul campo", afferma.

Gli scienziati dello sport come Hülsdünker utilizzano da tempo l’elettroencefalogramma (EEG) e altre tecniche di imaging cerebrale per studiare come fluttua l’attività cerebrale degli atleti d’élite mentre si esibiscono in un laboratorio. Per monitorare questa attività cerebrale in un ambiente più naturale, hanno dotato gli atleti di cappucci EEG, che misurano gli impulsi elettrici nel cervello, e di un dispositivo di imaging portatile da zaino. In passato, quando i ricercatori cercavano di utilizzare i cappucci EEG per registrare l'attività durante un'attività faticosa, il movimento alimentava molto rumore nei dati. Per ovviare a questo problema, il gruppo dell’Università della Florida (UF) ha sviluppato una cuffia EEG con una maggiore densità di elettrodi, con 120 anziché i soliti 16, 32 o 64. Altri 120 elettrodi misurano il rumore nei dati in modo che possa essere sottratto dal vero segnale cerebrale, un po’ come fanno le cuffie con cancellazione del rumore.

"Ciò significa un'enorme quantità di elettrodi su un piccolo spazio nella testa", afferma Daniel Ferris, neuroscienziato dell'UF e coautore dello studio.

I ricercatori hanno prima testato il berretto sul campo da tennis, ma i movimenti bruschi del collo e del corpo dei giocatori hanno reso troppo difficile ottenere registrazioni accurate. Quindi i ricercatori si sono rivolti alla versione più piccola: il ping pong. Con il berretto in posizione, i giocatori hanno affrontato un robot o un essere umano che serviva la palla, afferma Amanda Studnicki, coautrice dello studio e studentessa laureata dell'UF.

In ogni caso, subito prima che un giocatore ricevesse il servizio, l’attività cerebrale ha registrato un picco in una regione coinvolta nella pianificazione e nell’integrazione dei segnali visivi e del movimento. Di fronte a un avversario umano, questi neuroni tipicamente si attivano all’unisono, segno che il cervello è in uno stato di inattività. Ma contro un avversario robot, l’attività cerebrale di un giocatore appariva diversa: era meno coordinata, con le cellule cerebrali che si attivavano in momenti diversi. In sostanza, di fronte a un avversario più imperscrutabile, il cervello era impegnato a fare calcoli e previsioni, cercando di capire quando sarebbe arrivata la palla. Ciò ha portato ad un maggiore stato di aspettativa e attenzione.

"Il tuo cervello è in uno stato molto diverso quando giochi con le macchine che ti lanciano palline", dice Ferris.

Molti atleti d’élite, compresi quelli del tennis da tavolo, utilizzano già le macchine per allenarsi. Ma questo studio suggerisce che la pratica potrebbe non imitare perfettamente l’affrontare avversari umani, notano gli autori. "Vuoi avvicinarti il ​​più possibile alla rappresentazione di ciò che dovrai eseguire", afferma Ferris. "Considerando quanto diverse sono le dinamiche cerebrali in molte di queste aree [quando si affronta un robot], penso che non sia una grande corrispondenza."

Tuttavia, Studnicki afferma: "I robot sono convenienti: puoi ripetere molte cose, quindi penso che valgano ancora la pena". Ma l’addestramento contro le persone fornirà “maggiore variabilità che non si ottiene con un robot”.

Non è ancora chiaro il motivo per cui il cervello risponde in modo diverso a un robot. Gli autori ipotizzano che la mancanza di linguaggio del corpo da parte della macchina possa innescare una risposta diversa.

Oltre allo sport, la cuffia portatile potrebbe essere utilizzata per monitorare l’attività cerebrale durante il movimento nella vita quotidiana di persone sane o affette da disturbi del movimento come il morbo di Parkinson. Nel frattempo Ferris è contenta di aver fatto questo primo passo con il ping pong. "[È] un buon banco di prova... È un modo per verificare se possiamo effettivamente capire cosa sta facendo il tuo cervello."