EMG e distanza di tiro nell'arco: Clarys 1990

Non è uno studio ma quattro, fatti nell'arco di tre anni all'Università libera di Bruxelles con lo stesso sistema di elettromiografia, e raccolti in un unico articolo. Il filo comune è una domanda sola: l'elettromiografia riesce a distinguere qualcosa nel tiro con l'arco? La risposta che emerge dalle quattro prove è che gli schemi di attivazione dei muscoli cambiano poco, l'intensità cambia, e quello che separa gli arcieri è la capacità di ripetersi.

Nel primo esperimento otto arcieri da gara hanno tirato nove frecce per distanza a 18 e 25 metri al coperto e a 50, 70 e 90 metri all'aperto, con sei muscoli strumentati sui due lati. L'intensità complessiva saliva con la distanza, ma l'unico salto significativo era fra i 25 e i 50 metri: fra le due distanze indoor e fra le tre outdoor non c'erano differenze. Lo schema di contrazione di ciascun muscolo restava lo stesso a tutte le distanze, con il trapezio che si accendeva per primo sia dal lato arco sia dal lato corda. La precisione calava con la distanza, ma non in modo significativo. Lo stesso esperimento confrontava l'arco personale con un arco standard imposto, senza trovare differenze né di attività né di precisione, e non trovava nessuna relazione fra la forza di trazione del braccio dell'arciere e il libbraggio del suo arco.

Il secondo esperimento ha messo alla prova quattro prese della corda in nove arcieri di livello internazionale che conoscevano solo la presa verticale a tre dita. Mediata su tutti i muscoli, l'attività era 59,26% della contrazione massimale con la presa a tre dita, 62,40% con quella a due, 56,70% con la presa rovesciata e 53,40% con la presa col pollice, la più economica delle quattro. Sulla precisione, misurata come contorno del gruppo in centimetri, il risultato è rovesciato: 14,1 centimetri con tre dita e 11,1 con due, contro 42,0 col pollice e 53,2 con la presa rovesciata. Quei due numeri però sono il punto di arrivo di tre tentativi: la presa col pollice è passata da 175,7 a 75,7 a 42,0 centimetri in nove frecce in tutto, la presa rovesciata da 179,4 a 97,5 a 53,2. Nessuna correlazione fra attività muscolare e precisione.

Il terzo esperimento confronta tre arcieri olimpici, sei nazionali belgi e sei principianti con pochi mesi di pratica su dieci muscoli e diciotto frecce a 18 metri, misurando anche la velocità della freccia. Né lo schema di attivazione né l'intensità né la velocità della freccia distinguevano i tre gruppi. Distingueva la ripetibilità: negli olimpici il 92% degli schemi era classificato identico da una freccia all'altra, nei nazionali il 41%, e nei principianti il 79% degli schemi cadeva nella categoria più lontana dalla ripetizione esatta. Gli olimpici riproducevano esattamente la stessa velocità della freccia in nove o dieci tiri su diciotto. Gli autori attribuiscono questa costanza al controllo di tre muscoli in particolare: il trapezio all'inizio della trazione, il bicipite in mira e l'estensore delle dita al rilascio.

Il quarto esperimento ha fatto tirare sette arcieri esperti nove frecce con gli stabilizzatori e nove senza, a 70 e a 90 metri, in ordine casuale e con il proprio arco. Gli schemi non cambiavano. L'intensità sì: senza stabilizzatori l'attività era più bassa in modo significativo, con una sola eccezione, il brachioradiale del braccio dell'arco, più attivo senza. La precisione, però, non differiva fra le due condizioni, e nessuna relazione emergeva fra attività muscolare, tempo di mira, tempo di trazione e precisione.

Tutte e quattro le prove usano lo stesso impianto, descritto nell'articolo pezzo per pezzo: elettrodi di superficie bipolari attivi con due piastre di cloruro d'argento da 15 millimetri a 10 millimetri di distanza, preamplificatore nell'elettrodo stesso, amplificatore esterno, registratore a nastro a modulazione di frequenza su sette canali e poi digitalizzazione su un personal computer con convertitore a 12 bit. La pelle veniva rasata, pulita con un prodotto chimico e carteggiata, gli elettrodi fissati con fascette e riempiti di pasta elettrolitica. Il segnale grezzo veniva rettificato e mediato per ottenere l'inviluppo lineare, e normalizzato sulla contrazione volontaria massimale.

L'analisi è di due tipi. Quella quantitativa è l'elettromiografia integrata, cioè l'area sotto la curva, espressa in percentuale della contrazione massimale. Quella qualitativa confronta la forma delle curve di tiri consecutivi con un sistema a tre categorie, IDANCO: identico quando la riproduzione è perfetta, analogo quando è molto simile, conforme quando lo schema è riconoscibile ma con spostamenti nei tempi e nelle ampiezze delle salite e dei picchi. Nel terzo esperimento gli autori introducono anche un indice di economia muscolare, costruito come differenza fra le aree di due tiri divisa per il numero dei muscoli.

In tutte e quattro le prove la prestazione non è il punteggio FITA ma la precisione del gruppo, cioè il contorno dei fori sul bersaglio misurato in centimetri; nel primo esperimento si prende il contorno delle tre frecce migliori di ogni serie di nove. Nel secondo e nel terzo esperimento è stata misurata anche la velocità della freccia con un apposito rilevatore. I campioni sono quattro e distinti: otto arcieri da gara per le distanze, nove arcieri con esperienza internazionale per le prese, quindici persone su tre livelli per il confronto fra livelli, sette arcieri esperti per gli stabilizzatori.

Il protocollo delle prese merita un dettaglio, perché gli arcieri non le conoscevano: quindici minuti di prova senza bersaglio per prendere confidenza, poi tre serie da tre frecce al bersaglio per sistemare l'ancoraggio, e infine la registrazione su tre tiri. Negli stabilizzatori le nove frecce con e le nove senza erano mescolate, con lo stesso arco personale. I confronti usano analisi della varianza a due vie, con soglia a p < 0,05.

Il numero di frecce è il limite più grosso e vale per tutte e quattro le prove. Nove frecce per distanza nel primo esperimento, tre frecce registrate per presa nel secondo, diciotto frecce nel terzo, nove per condizione nel quarto: su campioni così piccoli la precisione del gruppo è una misura instabile, e gli autori stessi riportano quasi sempre differenze non significative. Il terzo esperimento poggia su tre arcieri olimpici, e la percentuale di schemi identici attribuita agli olimpici viene da quei tre.

Il confronto fra le prese ha un difetto di disegno che gli autori dichiarano: gli arcieri usavano la presa a tre dita da anni e le altre tre da un quarto d'ora. Quello che si misura, quindi, non è l'economia di una tecnica ma l'economia di una tecnica appena incontrata, e il confronto non dice niente su che cosa farebbero quelle prese dopo mesi di pratica. La conclusione sulla presa col pollice è esplicitamente un'ipotesi degli autori, che chiedono una prova dopo un periodo di allenamento lungo. Nella copia consultata, inoltre, la figura dell'esperimento sulle prese riporta sull'asse orizzontale le distanze dell'esperimento precedente.

Nel quarto esperimento nessuno dei sette arcieri aveva mai tirato o gareggiato senza stabilizzatori, e la conclusione che l'attività muscolare più bassa porti a più precisione e ritardi la fatica è dichiarata dagli autori come una loro convinzione, non come un risultato: la fatica non è stata misurata e la precisione non è cambiata. La tabella dei punteggi di precisione con e senza stabilizzatori è riportata senza unità di misura, e nella tabella dell'attività muscolare due muscoli sono assegnati al braccio della corda dove il testo del metodo e la discussione parlano del braccio dell'arco; la stessa tabella porta una nota che segnala dati incompleti su alcune righe.

Restano fuori cose che oggi si misurerebbero. L'elettromiografia di superficie dice quanto un muscolo è elettricamente attivo, non quanta forza produce, e l'articolo lo usa per dedurre economia ed efficienza. Il sistema IDANCO classifica le curve in tre categorie per giudizio, non con una misura di distanza fra le curve. L'inclinazione del tronco è citata nelle conclusioni del primo esperimento ma non compare fra le misure descritte. La precisione è sempre il raggruppamento, non il punteggio, quindi niente di quello che l'articolo trova è legato a un risultato di gara. Infine l'età: il lavoro è del 1990, l'attrezzatura e l'elettronica sono quelle di allora, e i confronti con gli stabilizzatori riguardano i sistemi di trent'anni fa.

La cosa più citata di questo articolo è anche la più solida: su quindici arcieri di tre livelli, lo schema di attivazione dei muscoli, l'intensità e la velocità della freccia non dicevano chi fosse l'olimpico e chi il principiante. A dirlo era la somiglianza fra una freccia e la successiva, con il 92% degli schemi classificati identici nei tre olimpici contro il 41% nei nazionali, e con la velocità della freccia riprodotta esattamente in nove o dieci tiri su diciotto nei migliori. Nel linguaggio di oggi è la ripetibilità, e questo è uno dei primi lavori a metterla al centro.

Sulle distanze il dato pratico è che il carico muscolare non sale in proporzione ai metri: fra 50, 70 e 90 metri non c'era differenza misurabile, e il salto stava fra l'indoor e l'outdoor. Nello stesso esperimento la forza di trazione del braccio dei singoli arcieri non aveva nessuna relazione con il libbraggio dell'arco che avevano scelto, cosa che gli autori commentano come scelta arbitraria anche fra gli arcieri di livello.

Le prese sono la parte più fragile e insieme la più curiosa. La presa col pollice chiedeva meno muscolo di tutte, ma i gruppi erano quattro volte più larghi di quelli ottenuti con le dita, e in tre tentativi da tre frecce passavano da 175,7 a 42,0 centimetri. Un arciere che legge questo numero non ha davanti un confronto fra tecniche, ma la curva di apprendimento di arcieri forti che provano una presa per la prima volta.

Sugli stabilizzatori lo studio dice una cosa stretta: in nove frecce per condizione, togliere gli stabilizzatori abbassava l'attività muscolare misurata senza cambiare il raggruppamento, in arcieri che non avevano mai tirato senza. Non dice che tirare senza stabilizzatori sia meglio, e l'idea che la minore attività porti a punti o a meno fatica è dichiarata dagli autori come una loro aspettativa. L'unico muscolo che lavorava di più senza stabilizzatori era il brachioradiale del braccio dell'arco, cioè l'avambraccio che tiene l'arco, cosa che gli autori interpretano come compenso della stabilizzazione mancante.