Analisi statistica della Velocità di Reazione, e studio della dipendenza di questa capacità dalla pratica sportiva .

( Prof. S. Buzzelli 12-12-2008)

Introduzione

Le capacità Percettivo-Cinetiche, fanno parte della famiglia delle Capacità Motorie e   rappresentano l’ insieme del rapporto sensoriale e neurologico che il soggetto instaura con il proprio corpo e con il mondo esterno (sensazione), e la relativa coscienza psichica (percezione); sono basate prevalentemente sull'efficienza dei meccanismi di ricezione, elaborazione e controllo del movimento.
Esse si riferiscono all’attività e alla possibilità di discriminazione dei cinque  Analizzatori Sensoriali :

Il sistema di ricezione (analizzatore) e del trattamento delle informazioni sensoriali (stimoli ambientali)  basandosi sull’acquisizione di segnali di modalità ben determinata (ad es. Ottica, Acustica, ecc), traduce in un altro codice che inoltra al Sistema Nervoso Centrale (SNC) che a sua volta elabora le informazioni e le trasmette alla periferia determinando un movimento volontario o riflesso.
In fisiologia il processo di assunzione delle informazioni da parte degli organi di senso , e la loro trasmissione alle centrali di controllo viene definito Afferenza.
Mentre il processo di  trasmissione dalle centrali di controllo a quelle di movimento viene definito Efferenza.
Il sistema motorio però non funziona come una macchina pre-programmata in cui si svolge rigidamente quanto centralmente codificato. In esso avvengono continue correzioni ed aggiustamenti , cioè una sorta di regolazione del movimento. Questo avviene grazie ad un processo di informazioni di ritorno (messaggi in feed-back) sullo svolgimento del movimento chiamato Reafferenza.

L’ apprendimento e lo sviluppo delle capacità percettivo-cinetiche permettono di interpretare gli stimoli esterni che a loro volta permettono di adattarsi all’ambiente attraverso il :

• Riconoscere, differenziare, identificare, ricordare gli oggetti, le persone, gli avvenimenti osservati;
• Riconoscere, differenziare, identificare, ricordare l’intensità e la direzione di suoni e rumori;
• Riconoscere, ricordare e riprodurre esperienze musicali, vocali e ritmiche;
• Riconoscere, differenziare, ricordare forme, superfici e consistenza di oggetti;
• Riconoscere, differenziare, ricordare posizioni del corpo o di parti di esso statiche o in movimento
• Riconoscere, differenziare, ricordare situazioni dinamiche di accelerazione, rotazione, cambi di direzione del corpo o di parti di esso.

Queste capacità in ultima analisi sono alla base della consapevolezza del corpo, dello spazio, del tempo e dell’ ambiente.
Esse devono essere esercitate ed apprese perchè dipendono in gran parte dalla attivazione  sensoriale, addirittura  in assenza di percezioni o di stimoli sufficienti si determina il mancato sviluppo di funzioni psico-fisiologiche.
Le capacità percettivo-cinetiche, che trovano sviluppo nel corso della  vita dell’uomo e si sviluppano maggiormente nella fascia di età che va dalla nascita fino all’inizio della pubertà con specifica evoluzione tra i 4 e i 12 anni, rappresentano i presupposti di base per realizzare qualsiasi attività in maniera consapevole.
Appartengono a questo genere di capacità anche la velocità di reazione e la velocità di azione o di scelta.

La velocità di reazione

La velocità o rapidità di reazione è la capacità di discriminazione centrale dello stimolo ed elaborazione di una adeguata risposta, ovvero la capacità di iniziare la risposta cinetica il più rapidamente possibile dopo aver ricevuto lo stimolo percettivo.
È garantita dall'efficienza del Sistema Nervoso Centrale nella conduzione degli impulsi e dal rapido utilizzo dei substrati energetici muscolari.
Il tempo di reazione è dato da 5 componenti:

1) Produzione di uno stimolo nel recettore sensoriale;
2) Trasmissione dello stimolo al SNC;
3) Passaggio dello stimolo nella rete nervosa, discriminazione, valutazione dello stimolo, scelta della risposta e formazione del segnale effettore (questa fase richiede il tempo maggiore);
4) Entrata del segnale effettore nel muscolo;
5) Risposta del muscolo.

Possiamo distinguere un tempo di reazione semplice (TRS) (tempo che intercorre tra uno stimolo ed una reazione motoria stabilita), e un tempo di reazione complessa (TRC) (o tempo di reazione di scelta), che indica l’intervallo di tempo tra la presentazione di uno dei possibili e diversi stimoli non anticipati e l’inizio di una delle varie e possibili risposte. Tempi di reazione dipendono dal  maggior numero di alternative stimolo-risposta possibili (legge di Hick).

RICERCA

Gli argomenti trattati finora costituiscono l’elemento cardine su cui si basa la presente ricerca che si pone i seguenti obiettivi:

• =Verificare il tempo medio della reazione  semplice (TRS)
• =Verificare il tempo medio della reazione complessa o di scelta (TRC)
• =Verificare se TRS e TRC dipendono dal sesso e/o dall’età
• =Verificare se TRS e TRC dipendono dalla pratica o meno di uno sport
• =Verificare i valori di TRS e TRC nei praticanti tennis agonistico e nei praticanti altri sport a livello agonistico

Strumenti:                  
 
Per effettuare questo tipo di ricerca e valutazione si è utilizzato uno strumento capace di emettere stimolazioni di tipo sensoriale (visivo ed acustico) collegato a strumenti capaci di rilevare il tempo di risposta soggettivo a queste stimolazioni. Nello specifico si è utilizzato il “Sensotouch Buzzelli System”, uno strumento elettronico che viene utilizzato per l’analisi e l’allenamento di capacità sensomotorie degli atleti.

Sensotouch Buzzelli System©® (vedi foto 1) è composto da una consolle centrale e alcuni sensori periferici: la consolle centrale presenta un gruppo di tre diverse  lampade colorate (rosso, giallo, verde) e due  diversi segnalatori acustici (beeper, buzzer); inoltre sulla consolle sono  presenti un contatore di stimoli, un cronometro al millesimo di secondo, uno switch per il controllo manuale o automatico del sistema di elaborazione stimoli ed un potenziometro per impostare il livello di difficoltà desiderato (da 1 a 4), ed un selettore di numero di stimoli da utilizzare nello specifico set di valutazione/allenamento.
I sensori periferici sono costituiti da due pedane a conduttanza e tre pulsanti del medesimo colore delle lampade.
Tutti i sensori sono collegati alla consolle centrale per mezzo di fili.
L’alimentazione può essere a batteria (DC) o con collegamento alla rete elettrica (AC).
Sia se usato col sistema manuale sia automatico, l’apparato di emissione  degli stimoli elabora in modo casuale la scelta e la possibilità di ripetere una sequenza è praticamente infinita.


Foto 1

Metodi:

Sono stati sottoposti alla  valutazione del TRS e TRC  un gruppo di ragazzi di ambo i sessi di età compresa tra i 9 e i 18 anni, oltre alla valutazione strumentale ad ogni ragazzo è stato rilevato:  l’età, se pratica attività sportiva e il livello di pratica attribuendo valore 3 in caso di attività agonistica, 2 con attività costante ma non agonistica, 1 con attività sportiva scolastica, 0 in caso di sedentarietà.

 

Standardizzazione dei test:

TRS (Tempo di reazione semplice)
Viene sistemato il Sensotouch su di un tavolino insieme ad un solo sensore di risposta (tasto). L’esaminando si pone  in piedi davanti al tavolino con le mani appoggiate su di esso .
Il tasto di risposta si trova  tra le  due mani a 10cm di distanza da ognuna di esse (vedi foto 2)


Foto 2

Il test consiste nel rispondere  premendo il più rapidamente possibile, con una qualsiasi delle mani,  il tasto dopo aver ricevuto uno stimolo sensoriale (o acustico o visivo).
Vengono considerati tre stimoli e viene registrato il tempo totale da cui si ricava il tempo medio di risposta.
Inizialmente viene fatto eseguire un test di prova composto da tre stimoli (di cui comunque si registrano il tempo totale e quello medio di risposta).
In un secondo tempo viene eseguito il test vero e proprio che è identico al test di prova.

 

TRC (Tempo di reazione complesso)
Viene sistemato il Sensotouch su di un tavolino insieme ai  tre sensori di risposta manuali (tasti) ed ai piedi del tavolo le due pedane (vedi foto 3)


Foto 3

L’esaminando si pone  in piedi davanti al tavolino con le mani appoggiate su di esso .
I tasti di risposta manuali si trovano  a 30cm di distanza  ognuno e le mani dell’esaminando si trovano appoggiate al tavolo con un tasto in mezzo e uno per lato a fianco (vedi foto 4).


Foto 4

Il test consiste nel rispondere  premendo il più rapidamente possibile, con una qualsiasi delle mani o dei piedi,  il tasto o la pedana corrispondente allo uno stimolo sensoriale (o acustico o visivo) emesso dal Sensotouch.
Vengono considerati dieci stimoli e viene registrato il tempo totale da cui si ricava il tempo medio di risposta.
Inizialmente viene fatto eseguire un test di prova composto da dieci stimoli (di cui comunque si registrano il tempo totale e quello medio di risposta).
In un secondo tempo viene eseguito il test vero e proprio che è identico al test di prova.

 

Analisi Statistica del Campione considerato

CAMPIONE TOTALE

	%	N°
MASCHI	42,1	421
FEMMINE	57,9	579
TOTALE	100,0	1000

 

CAMPIONE  MASCHILE

Età	%	N°
9 - 10	12,38	53
11 – 12	26,67	112
13 – 14	21,42	90
15 – 16	20,01	84
17 – 18	19,52	82
TOTALE	100,0	421

 

CAMPIONE  FEMMINILE

Età	%	N°
9 - 10	8,96	52
11 – 12	12,76	74
13 – 14	22,07	128
15 – 16	24,83	144
17 – 18	31,38	181
TOTALE	100,0	579

 

 

Analisi Globale dei risultati ottenuti

Risultati Globali dei Maschi

Test	TRS	TRC
N° 421
Media	0,432	0,659
Dev. St.	0,085	0.129
Coeff. Var.	0,116	0,196

 

Risultati Globali delle Femmine

Test	TRS	TRC
N°579
Media	0,436	0,658
Dev. St.	0,074	0,116
Coeff.Var.	0,169	0,171

Nota: I valori medi ottenuti nei test TRS e TRC dal gruppo maschile e da quello femminile dimostra che non esiste in pratica nessuna differenza nei risultati, che equivale a dire che i tempi di reazione non dipendono dal sesso.

 

 

Analisi di alcune caratteristiche dei risultati ottenuti

	Differenza  tra 1° e 2° TRS	Differenza  tra 1° e 2° TRC	Correlazione tra TRS e TRC	TRS stimoli visivi	TRS stimoli acustici
Maschi         n° 421	-0,057 σ 0,069	-0,021  σ 0,121	0,346	0,445 σ 0,092	0,423 σ 0,086
Femmine       n° 579	-0,064 σ 0,076	-0,018  σ 0,132	0,529	0,447 σ 0,082	0,426 σ 0,091

 

Nota: Si è notato che se un test viene ripetuto nell’immediato i valori migliorano nell’ordine di circa 0,06 secondi nel caso di TRS, mentre nel caso del TRC il miglioramento medio è di circa 0,02 secondi . Si può dedurre che le risposte istintivo-riflesse sono più facilmente migliorabili di quelle di scelta. In caso di stimoli singoli, la risposta motoria è più rapida in caso di quelli acustici rispetto a quelli visivi.
Sembra non esserci una significativa correlazione tra la capacità di risposta semplice e quella complessa.

 

Analisi Differenziale dei risultati ottenuti

 

Tempo di Risposta Semplice (TRS) (MASCHI)

Età	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.
9 - 10	52	0,499	0,103	0,206
11 – 12	112	0,457	0,075	0,164
13 – 14	90	0,411	0,054	0,131
15 – 16	84	0,420	0,088	0,209
17 – 18	82	0,402	0,091	0,226

 

Tempo di Risposta Semplice (TRS)  (FEMMINE)

Età	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.
9 – 10	52	0,505	0,118	0,234
11 – 12	74	0,453	0,077	0,169
13 – 14	128	0,427	0,062	0,145
15 – 16	144	0,429	0,069	0,161
17 – 18	182	0,424	0,061	0,144



Nota: Il tempo di reazione semplice (TRS), tende a diminuire in relazione all’età. Si è evidenziata una poco significativa miglior velocità di reazione dopo i 12 anni da parte dei maschi . Si potrebbe pensare che questa piccola differenza a favore del sesso maschile, possa derivare da una maggiore attività del testosterone che viene prodotto più abbondantemente nei maschi a partire dal periodo puberale e cioè dai 13-15 anni. Infatti secondo recenti studi viene attribuita al testosterone anche la capacità di comportarsi da neurotrasmettitore con conseguente possibilità di migliorare ed aumentare la velocità degli impulsi nervosi.

 

Percentili TRS Maschi   9 e 10 11 e 12 13 e 14 15 e 16 17 e 18 5 0,683 0,597 0,508 0,563 0,523 10 0,614 0,567 0,481 0,533 0,512 15 0,598 0,547 0,466 0,501 0,479 20 0,584 0,540 0,462 0,485 0,460 25 0,579 0,516 0,456 0,460 0,459 30 0,553 0,493 0,452 0,450 0,447 35 0,520 0,483 0,447 0,438 0,436 40 0,502 0,467 0,442 0,419 0,426 45 0,479 0,450 0,431 0,412 0,418 50 0,457 0,442 0,425 0,405 0,410 55 0,455 0,428 0,417 0,396 0,404 60 0,446 0,421 0,407 0,387 0,387 65 0,442 0,414 0,399 0,379 0,379 70 0,439 0,393 0,383 0,376 0,369 75 0,437 0,390 0,374 0,367 0,345 80 0,430 0,383 0,367 0,355 0,340 85 0,403 0,383 0,355 0,350 0,335 90 0,389 0,378 0,335 0,333 0,333 95 0,381 0,359 0,326 0,313 0,326

Percentili TRS Femmine   9 e 10 11 e 12 13 e 14 15 e 16 17 e 18 5 0,687 0,579 0,532 0,541 0,535 10 0,599 0,553 0,514 0,519 0,500 15 0,581 0,550 0,507 0,507 0,483 20 0,555 0,546 0,474 0,482 0,473 25 0,543 0,542 0,467 0,467 0,453 30 0,535 0,536 0,462 0,462 0,452 35 0,526 0,533 0,450 0,456 0,444 40 0,514 0,529 0,445 0,450 0,434 45 0,507 0,524 0,428 0,433 0,402 50 0,487 0,517 0,422 0,420 0,420 55 0,483 0,508 0,409 0,416 0,417 60 0,473 0,491 0,405 0,408 0,408 65 0,450 0,479 0,399 0,405 0,403 70 0,444 0,460 0,395 0,395 0,390 75 0,437 0,439 0,388 0,380 0,380 80 0,433 0,434 0,377 0,363 0,373 85 0,411 0,428 0,358 0,357 0,363 90 0,397 0,400 0,345 0,336 0,350 95 0,369 0,378 0,332 0,325 0,339

 

 

Tempo di Risposta Complessa (TRC) (MASCHI)

Età	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.
9 – 10	52	0,808	0,261	0,322
11 – 12	112	0,673	0,099	0,148
13 – 14	90	0,649	0,098	0,151
15 – 16	84	0,594	0,091	0,153
17 – 18	82	0,618	0,091	0,147

 

Tempo di Risposta Complessa (TRC) (FEMMINE)

Età	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.
9 – 10	52	0,825	0,135	0,164
11 – 12	74	0,669	0,109	0,154
13 – 14	128	0,649	0,107	0,165
15 – 16	144	0,639	0,106	0,167
17 – 18	182	0,631	0,087	0,138



Nota: Il tempo di reazione complesso (TRC), tende a diminuire in relazione all’età, a parte un piccolo incremento verso i 15 anni nei maschi, sostanzialmente il TRC è identico nei due sessi .

 

Percentili TRC Maschi   9 e 10 11 e 12 13 e 14 15 e 16 17 e 18 5 1,180 0,837 0,804 0,756 0,759 10 1,067 0,830 0,776 0,705 0,724 15 0,990 0,782 0,738 0,694 0,713 20 0,971 0,776 0,718 0,654 0,684 25 0,965 0,738 0,701 0,645 0,680 30 0,907 0,710 0,687 0,634 0,668 35 0,866 0,690 0,683 0,611 0,654 40 0,834 0,681 0,659 0,600 0,627 45 0,777 0,661 0,650 0,586 0,621 50 0,765 0,657 0,640 0,578 0,611 55 0,765 0,644 0,617 0,571 0,596 60 0,756 0,640 0,591 0,563 0,586 65 0,729 0,639 0,582 0,558 0,579 70 0,720 0,633 0,570 0,553 0,560 75 0,710 0,615 0,567 0,533 0,552 80 0,694 0,582 0,555 0,522 0,539 85 0,659 0,570 0,542 0,513 0,520 90 0,647 0,554 0,527 0,494 0,515 95 0,596 0,508 0,512 0,488 0,508

Percentili TRC Femmine   9 e 10 11 e 12 13 e 14 15 e 16 17 e 18 5 1,030 0,877 0,840 0,823 0,793 10 0,981 0,821 0,815 0,793 0,749 15 0,760 0,785 0,759 0,737 0,723 20 0,954 0,759 0,734 0,720 0,704 25 0,929 0,745 0,700 0,708 0,687 30 0,922 0,735 0,677 0,693 0,675 35 0,914 0,724 0,662 0,673 0,660 40 0,907 0,713 0,658 0,656 0,660 45 0,899 0,711 0,637 0,640 0,641 50 0,888 0,693 0,630 0,621 0,623 55 0,861 0,683 0,621 0,607 0,618 60 0,825 0,679 0,610 0,600 0,608 65 0,824 0,675 0,600 0,584 0,591 70 0,818 0,662 0,591 0,575 0,576 75 0,773 0,648 0,559 0,560 0,571 80 0,747 0,618 0,553 0,545 0,562 85 0,739 0,574 0,542 0,530 0,545 90 0,735 0,548 0,534 0,522 0,525 95 0,715 0,537 0,500 0,493 0,515

 

Analisi Statistica del rapporto tra TRS e Pratica Sportiva

Maschi

Attività Sportiva	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.	Val.Max	Val. min	Inter. Var.
Sedentari	136	0,431	0,071	0,164	0,533	0,293	0,240
Amatori	135	0,457	0,089	0,194	0,623	0,302	0,321
Agonisti	160	0,429	0,079	0,184	0,617	0,293	0,324

 

Femmine

Attività Sportiva	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.	Val.Max	Val. min	Inter. Var.
Sedentari	232	0,432	0,067	0,155	0,663	0,297	0,366
Amatori	163	0,452	0,101	0,223	0,606	0,304	0,302
Agonisti	184	0,433	0,066	0,152	0,586	0,306	0,280

Nota: Come si evince dai dati sopraindicati non esiste una significativa discordanza tra i dati relativi a maschi e femmine che praticano o no lo sport agonistico, anzi in alcuni casi chi è sedentario ha tempi di reazione migliori di chi pratica sport.

 

 Analisi Statistica del rapporto tra TRC e Pratica Sportiva

Maschi

Attività Sportiva	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.	Val.Max	Val. min	Inter. Var.
Sedentari	136	0,627	0,091	0,145	0,745	0,464	0,281
Amatori	134	0,684	0,129	0,188	0,967	0,491	0,476
Agonisti	160	0,639	0,267	0,417	0,766	0,461	0,365

 

Femmine

Attività Sportiva	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.	Val.Max	Val. min	Inter. Var.
Sedentari	232	0,648	0,105	0,162	0,988	0,453	0,535
Amatori	163	0,661	0,112	0,169	0,971	0,444	0,527
Agonisti	184	0,665	0,127	0,191	0,833	0,479	0,354

Nota : Come si evince dai dati sopraindicati anche nella velocità di risposta complessa non esiste una significativa discordanza tra i dati relativi a maschi e femmine che praticano o no lo sport agonistico.

 Confronto del TRS tra tennisti e praticanti di altri sport

Attività Sportiva	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.	Val.Max	Val. min
tennis	83	0,383	0,037	0,097	0,564	0,313
altri sport	77	0,401	0,067	0,167	0,563	0,293
tennis	91	0,425	0,069	0,162	0,567	0,310
altri sport	93	0,411	0,048	0,117	0,537	0,306

 

 Confronto del TRC tra tennisti e praticanti di altri sport

Attività Sportiva	N°	Media	Dev.St	Coeff.Var.	Val.Max	Val. min
tennis	83	0,566	0,045	0,079	0,764	0,491
altri sport	77	0,601	0,083	0,138	0,766	0,461
tennis	91	0,701	0,117	0,167	0,824	0,499
altri sport	93	0,611	0,087	0,142	0,833	0,479

Nota: Infine sono stati analizzati i risultati ottenuti nel TRS e TRC dai tennisti (maschi e femmine) in relazione ad agonisti di altri sport (maschi e femmine). Dai dati rilevati si evince che i tennisti maschi risultano più reattivi rispetto ad altri sportivi (TRS 0,383 contro 0,401 e TRC 0,566 contro 0,601) mentre per le femmine si evidenziano risultati opposti (TRS 0,425 contro 0,411 e TRC 0,701  contro 0,611). In generale i migliori risultati assoluti sia nel TRS sia nel TRC sono stati ottenuti da praticanti di sport escluso il tennis sia maschi sia femmine, mentre i praticanti il tennis di sesso maschile presentano una minor variabilità nei risultati rispetto alle loro colleghe e ai praticanti di altri sport sia nel TRS (Coeff.Var. 0,097) sia nel TRC (Coeff.Var. 0,079) .

 

Conclusioni

 La velocità di reazione è una qualità percettivo-cinetica evidenziabile con test specifici riferiti alla misurazione del tempo con cui un soggetto reagisce dinamicamente se sollecitato da uno stimolo. I test utilizzati nella presente ricerca sono stati il Tempo di Reazione Semplice e il Tempo di Reazione Complesso o di Scelta. Solitamente ad uno stimolo di natura acustica si reagisce più rapidamente rispetto ad uno stimolo di natura visiva. Il TRS (Tempo di Reazione Semplice) ed il TRC (Tempo di Reazione Complesso) tendono a migliorare coll’aumento dell’età (almeno nella fascia di età considerata nella presente ricerca) ma non si registrano sostanziali differenze nei due sessi alle varie età, quindi in questo genere di capacità si evidenzia una sostanziale uguaglianza tra maschi e femmine .
Le tabelle relative al TRS ed al TRC in relazione alla pratica o no dello sport agonistico, mettono in risalto che non esiste differenza nei tempi di reazione sia semplici che complessi nei due sessi tra chi  pratica o non pratica sport.
Con giusta causa si può pensare che il possesso di capacità di reazione motoria favoriscano l’approccio e l'evoluzione in determinati sport perché indipendenti dalla loro pratica.