Misurare la motivazione durante l'esercizio usando l'EEG

L'attività fisica è importante per la nostra salute. Può migliorare il nostro benessere fisico, mentale e sociale, e può anche aiutarci a vivere più a lungo. Fare esercizio regolarmente è fondamentale per mantenerci in salute e prevenire malattie come problemi al cuore, diabete e problemi cerebrali. Nonostante questo, molti adulti non si allenano abbastanza. L'Organizzazione Mondiale della Sanità riporta che circa un adulto su tre non raggiunge i livelli raccomandati di attività fisica. Questo ha portato a un obiettivo di ridurre l'inattività fisica del 15% entro il 2030.

Una delle principali ragioni per cui le persone faticano a rimanere attive è la mancanza di Motivazione. La motivazione influisce su come ci comportiamo, compresa la nostra disponibilità a fare esercizio. Ci sono diversi tipi di motivazione. Alcuni vengono da noi stessi, noti come motivazione intrinseca, dove facciamo cose perché ci piacciono. Altri tipi di motivazione si basano su fattori esterni, come ricompense o approvazione sociale. Capire questi tipi di motivazione può aiutarci a creare strategie per incoraggiare più attività fisica.

Misurare la motivazione con precisione, specialmente durante l'esercizio, è fondamentale. Attualmente, non esiste un metodo chiaro per tracciare i livelli di motivazione mentre le persone si allenano. Alcuni studi utilizzano sondaggi auto-riferiti per misurare la motivazione, ma questi possono a volte differire da ciò che le persone fanno realmente. Altri metodi osservano segni fisici, come la frequenza cardiaca, ma questi possono variare a seconda del tipo di esercizio.

Un metodo promettente per misurare la motivazione è attraverso l'attività cerebrale utilizzando una tecnica chiamata elettroencefalografia, o EEG. L'EEG può tracciare l'attività elettrica nel cervello in tempo reale, il che è importante perché la motivazione è strettamente legata ai processi cerebrali. Alcuni segnali EEG sono stati collegati a quanto una persona si sente motivata durante i compiti.

L'obiettivo di questo studio era vedere se potevamo misurare la motivazione usando l'EEG mentre i partecipanti pedalavano. Volevamo scoprire se potevamo rilevare risposte cerebrali specifiche legate alla motivazione durante questo esercizio.

#Design dello Studio

#Partecipanti

Lo studio ha incluso 20 persone sane, di cui 6 uomini e 14 donne con un'età media di 26 anni. I partecipanti sono stati scelti in base a criteri specifici, come l'età e l'assenza di problemi di salute o condizioni che potessero interferire con l'esercizio. Prima di partecipare, hanno fornito consenso scritto e risposto a domande sulla loro salute e sui livelli di attività fisica.

#Sessioni

Ogni partecipante ha partecipato a due sessioni diverse. In una sessione, hanno pedalato su una cyclette. Nell'altra sessione, sono stati seduti sulla bici ma non hanno pedalato. L'ordine di queste sessioni è stato randomizzato. Prima di iniziare, i partecipanti hanno compilato diversi questionari per valutare la loro manualità e abitudini di attività fisica.

#Sessione di Pedalate

Durante la sessione di pedalate, i partecipanti indossavano un monitor della frequenza cardiaca per registrare la loro frequenza durante il compito. Prima, hanno riposato per cinque minuti per misurare la loro frequenza cardiaca a riposo. In base a questo, abbiamo calcolato una frequenza cardiaca target per un esercizio moderato.

Una volta raggiunta la frequenza cardiaca target, i partecipanti hanno iniziato a pedalare con uno sforzo costante mentre l'attività cerebrale è stata registrata usando l'EEG. Hanno anche completato diversi trial di un compito legato alla motivazione mentre pedalavano.

#Sessione di Non-Pedalate

Nella sessione di non-pedalate, i partecipanti erano seduti sulla bici e hanno risposto alle stesse domande della sessione di pedalate, ma senza pedalare. I compiti erano gli stessi, permettendo confronti diretti tra le due condizioni.

#Descrizione del Compito

#Compito di Spesa di Sforzo per Ricompensa (EEfRT)

I partecipanti hanno partecipato a un compito modificato chiamato Compito di Spesa di Sforzo per Ricompensa (EEfRT). L'obiettivo di questo compito era guadagnare punti completando compiti facili o impegnativi. Il livello di difficoltà era legato alle potenziali ricompense che i partecipanti potevano guadagnare.

Dovevano scegliere tra un compito più facile che richiedeva meno sforzo e un compito più difficile che poteva guadagnare più punti. Le possibilità di vincere quei punti variavano, influenzando le scelte dei partecipanti.

#Registrazione dell'EEG

I partecipanti indossavano un dispositivo EEG mobile dotato di 32 elettrodi che catturavano i segnali cerebrali mentre eseguivano i compiti. L'installazione ci ha permesso di monitorare l'attività cerebrale mentre pedalavano e quando erano fermi. Il dispositivo EEG ha registrato l'attività elettrica del cervello in risposta a diverse condizioni del compito.

#Analisi dei Dati

Dopo il completamento dei compiti, abbiamo analizzato i dati EEG osservando onde cerebrali specifiche associate alla motivazione. È stata misurata l'eccitazione del cervello in risposta a feedback (come vincere o perdere punti). Ci siamo concentrati su due risposte cerebrali principali: il P300 e la negatività legata al feedback (FRN).

#P300 e FRN

L'onda P300 è un segnale cerebrale legato all'attenzione e all'elaborazione cognitiva. Si verifica tipicamente quando una persona è sorpresa da qualcosa o quando riceve feedback su un compito. In questo studio, ci interessava sapere se il segnale P300 variava a seconda della condizione di esercizio.

La FRN è un'altra risposta cerebrale, che indica come elaboriamo ricompense o perdite. Abbiamo esaminato come queste risposte cambiavano tra le sessioni di pedalate e non-pedalate per vedere se pedalare influenzava la motivazione.

#Risultati

#Risultati EEG

I risultati hanno mostrato chiare risposte cerebrali in entrambe le condizioni di attività. Abbiamo trovato che l'ampiezza dell'onda P300 era diversa durante la sessione di pedalate rispetto alla sessione di non-pedalate. Il P300 era più alto quando i partecipanti non pedalavano, suggerendo un cambiamento nell'attività cerebrale in base allo sforzo fisico.

In termini di feedback, l'ampiezza del P300 era maggiore quando i partecipanti ricevevano una ricompensa rispetto a quando non la ricevevano. Tuttavia, la FRN mostrava un modello diverso; aveva un’ampiezza più bassa quando erano presenti ricompense rispetto a quando non lo erano, indicando che il cervello elabora i risultati in modo diverso a seconda che l'esito fosse positivo o negativo.

#Risultati Comportamentali

Le scelte dei partecipanti durante l'EEfRT riflettevano i loro livelli di motivazione. Erano più propensi a scegliere i compiti impegnativi quando le potenziali ricompense erano più alte o quando le probabilità di ricevere una ricompensa erano migliori. Questa tendenza era coerente indipendentemente dal fatto che stessero pedalando o meno.

Inoltre, i partecipanti riportavano di sentirsi più stanchi man mano che procedevano con il compito di pedalate, ma questo non influenzava significativamente le loro decisioni. Le scelte fatte erano simili in entrambe le sessioni, suggerendo che pedalare non diminuiva la loro motivazione a impegnarsi in compiti sfidanti.

#Umore e Percezione dello Sforzo

Per valutare i cambiamenti dell'umore, abbiamo utilizzato un breve questionario sull'umore prima e dopo i compiti. Tuttavia, non c'erano differenze significative nell'umore tra le condizioni di pedalate e non-pedalate. Allo stesso modo, i livelli di sforzo percepito misurati durante i compiti aumentavano ma non mostrano differenze tra i blocchi di compiti.

#Discussione

Questo studio ha fornito preziose informazioni su come possiamo misurare la motivazione attraverso l'attività cerebrale durante l'esercizio fisico. L'uso dell'EEG durante il ciclismo ha dimostrato la sua fattibilità per tracciare le risposte cerebrali legate alla motivazione. Abbiamo scoperto che i livelli di motivazione possono essere collegati a segnali cerebrali specifici, in particolare il P300.

I risultati indicano un cambiamento nelle risorse cognitive quando le persone fanno esercizio, il che si collega a teorie su come l'attività fisica influisce sull'elaborazione mentale. Durante l'esercizio moderato, l'attività cerebrale mostrava cambiamenti che si allineano con i livelli di motivazione durante i compiti decisionali.

Tuttavia, la riduzione dell'ampiezza del P300 durante il ciclismo solleva interrogativi su come lo sforzo fisico influisca sull'impegno cognitivo. Le scelte comportamentali coerenti indicano che l'esercizio potrebbe non influenzare i protocolli decisionali tanto quanto ci si aspetterebbe, specialmente a livelli di intensità moderata.

In generale, mentre i nostri risultati supportano la connessione tra motivazione e attività cerebrale, suggeriscono anche che è necessaria ulteriore ricerca per capire la complessa relazione tra esercizio fisico, motivazione e funzione cognitiva.

#Conclusione

Questo studio evidenzia il potenziale dell'EEG come strumento per tracciare la motivazione durante l'attività fisica. Dimostrando come i segnali cerebrali si collegano alla motivazione mentre i partecipanti pedalano, apre la strada a ulteriori studi sull'influenza dell'esercizio sulla motivazione. Le ricerche future potrebbero concentrarsi su diversi tipi di esercizio e i loro effetti sulla motivazione, specialmente in varie popolazioni come quelle in riabilitazione.

Capire meglio la motivazione può aiutare a progettare strategie efficaci per incoraggiare l'attività fisica, migliorare i risultati di salute e aumentare il benessere in diversi gruppi di età e livelli di fitness.