Il ruolo dell’expertise motorio e della fatica fisica nel modulare la capacità di predizione dell’azione

The notion that motor expertise drives the comprehension and prediction of others’ actions raises two pivotal questions. The first concerns whether motor expertise modulates differently the action prediction skills between individuals in which motor expertise is not only extremely specialized but also partially overlapped. The second explores whether physical fatigue influences these predictive abilities and, if so, how it impacts both motor and non-motor-mediated cognitive functions, such as action prediction and attentional control. Starting from these premises, this thesis first investigates the role of position-specific motor expertise in action prediction among rugby and soccer players. Findings demonstrate that players with specialized training in actions specific to their field positions – such as rugby goalkickers and soccer players trained in position-related skills – exhibit significantly higher accuracy in predicting the outcomes of those actions. This supports the hypothesis that action prediction proficiency exists along a continuum of motor expertise, where greater specificity in motor training leads to enhanced predictive accuracy for corresponding actions. In the second phase, we examine the effects of physical fatigue on action prediction using two distinct fatigue-induction protocols: cycle-ergometer exercise (i.e., systemic cardiopulmonary fatigue) and isometric handgrip exercises (i.e., limb-specific fatigue). The results indicate that fatigue impairs action prediction performance, specifically limiting the learning effect in the case of systemic disruption while preserving such an effect after a physical peripheric perturbation. These findings extend beyond sports, highlighting practical applications for occupational and rehabilitation settings where wearable assistive technologies, such as exoskeletons, could help mitigate motor-mediated cognitive disruption induced by physical fatigue. Overall, my Ph.D. thesis underscores that action prediction is closely tied to specialized motor expertise and is sensitive to the effects of fatigue. These insights open avenues for developing optimized training protocols, neurorehabilitation approaches, and ergonomic interventions aimed at enhancing cognitive and motor performance in diverse practical contexts.

La nozione che l’esperienza motoria sia determinante nella comprensione e previsione delle azioni altrui solleva due quesiti cruciali. Il primo riguarda se e come l’esperienza motoria possa modulare in modo diverso le capacità di previsione delle azioni tra individui con esperienze altamente specializzate ma in parte condivise. Il secondo riguarda se la fatica fisica influenzi queste abilità predittive e, in tal caso, in che modo essa incida sulle funzioni cognitive, sia motorie sia non motorie, come la previsione delle azioni e il controllo attentivo. Partendo da questi presupposti, questa tesi indaga inizialmente il ruolo dell’esperienza motoria specifica per ruolo ricoperto nella previsione delle azioni tra giocatori di rugby e calcio. I risultati dimostrano che i giocatori con un addestramento specializzato in azioni legate alle loro posizioni di campo – come i calciatori di rugby esperti nei calci piazzati e i calciatori addestrati in abilità specifiche di ruolo – mostrano una precisione significativamente maggiore nel prevedere gli esiti di tali azioni. Questo supporta l’ipotesi che la capacità di previsione delle azioni si sviluppi lungo un continuum di esperienza motoria, dove una maggiore specificità nell’addestramento conduce a una più alta precisione predittiva per le azioni corrispondenti. Nella seconda fase, esaminiamo gli effetti della fatica fisica sulla previsione delle azioni utilizzando due protocolli distinti per indurre fatica: un esercizio al cicloergometro (cioè fatica cardiopolmonare sistemica) ed esercizi isometrici di presa (cioè fatica specifica degli arti). I risultati indicano che la fatica compromette le prestazioni nella previsione delle azioni, limitando specificamente l’effetto di apprendimento in caso di perturbazione sistemica, mentre tale effetto è preservato dopo una perturbazione fisica periferica. Questi risultati vanno oltre il contesto sportivo, suggerendo applicazioni pratiche in ambito lavorativo e riabilitativo, dove tecnologie assistive indossabili, come esoscheletri, potrebbero aiutare a ridurre l’impatto della fatica sulle funzioni cognitive mediate dal sistema motorio. In sintesi, la mia tesi di dottorato evidenzia come la previsione delle azioni sia strettamente connessa a un’esperienza motoria specializzata e sensibile agli effetti della fatica. Queste intuizioni aprono la strada allo sviluppo di protocolli di allenamento ottimizzati, approcci di neuroriabilitazione e interventi ergonomici volti a migliorare le prestazioni cognitive e motorie in diversi contesti pratici.