Tensione mentale di un arciere olimpico: Ohsuga 1992

Tre ingegneri del centro ricerche Mitsubishi Electric hanno costruito un monitor portatile della tensione mentale per un singolo arciere olimpico giapponese, e l'articolo racconta come sono arrivati ai due numeri che il monitor mostra. Dall'elettrocardiogramma si ricavano l'intervallo medio fra due battiti e l'ampiezza della sua oscillazione respiratoria, la quantità che gli autori chiamano RSA: il primo risponde sia al simpatico sia al parasimpatico, la seconda soprattutto al parasimpatico, e per questo i due valori non si muovono sempre insieme e vengono messi su un grafico a due assi invece di essere ridotti a un indice solo.

I dati di partenza vengono da gare del 1987: le selezioni nazionali di Tsumagoi, in giugno, e l'allenamento aperto dei campionati americani, in agosto. Nel primo giorno delle selezioni l'arciere si descriveva un po' teso e i due valori erano bassi; il secondo giorno, con il primo posto già assicurato, nei suoi commenti comparivano battute e risate e i due valori erano saliti; ai campionati americani la RSA era particolarmente bassa, in accordo con la tensione molto alta che riferiva. Dentro una stessa gara, dopo un errore la tensione stimata dai due indici saliva, e quando entrambi erano alti arrivava il commento di avere mancato il bersaglio per essersi lasciato andare.

Il monitor che ne è nato pesa circa 800 grammi, misura 190 per 47 per 136 millimetri e legge solo l'elettrocardiogramma. Si accende con un pulsante, misura 30 secondi, scarta i primi 10 e analizza i 20 restanti; nel frattempo in un auricolare suona una melodia lenta a tre tempi, Greensleeves, con cui respirare tre battute dentro e tre fuori, cioè a 0,3 hertz. Alla fine mostra il punto su un grafico con l'intervallo fra battiti in orizzontale e la RSA in verticale, dentro un rettangolo obiettivo fissato in via provvisoria fra 600 e 800 millisecondi e fra 10 e 20 millisecondi.

Le registrazioni in gara sono state fatte con un apparecchio costruito per l'occasione: elettrocardiogramma con derivazione toracica, scelta perché raccoglie meno artefatti, e una cintura addominale con un tubo per il respiro, poi spostata dentro il paramento pettorale perché scivolava. L'arciere parlava liberamente di come si sentiva e il commento veniva inciso insieme al segnale su un registratore a cassetta portatile.

La misura correva per tutta la gara, ma l'analisi usa solo gli ultimi 20 secondi dei momenti in cui l'arciere stava seduto fra una volée e l'altra: l'ampiezza dell'oscillazione respiratoria dipende anche dalla postura e si riduce in piedi. Il formato di gara di allora prevedeva due arcieri che si alternavano su uno stesso bersaglio con tre frecce ciascuno, dodici volte per sessione, cioè 36 frecce a testa, e quattro sessioni a 90, 70, 50 e 30 metri formavano una gara.

Il segnale è stato campionato a un millisecondo, l'onda R individuata con un filtro digitale e i dati fuori dalla media dell'intervallo più o meno 150 millisecondi scartati come errori di rilevamento. La serie degli intervalli è stata interpolata a passo fisso di 500 millisecondi, poi filtrata: un passa banda centrato a 0,3 hertz e largo 0,2 per la componente respiratoria, un passa basso che taglia sopra 0,15 hertz per la componente lenta, e di ciascuna si prende la deviazione standard. La frequenza del respiro, nelle registrazioni in gara, è stata letta a occhio dalla curva.

Sullo stesso arciere è stato fatto anche un esperimento con il respiro guidato da un metronomo, quattro battiti per inspirare e quattro per espirare, a sei velocità da 0,2 a 0,45 hertz a passi di 0,05, un minuto ciascuna, in quattro condizioni: frequenza crescente o decrescente, occhi aperti o chiusi. La profondità del respiro era solo raccomandata costante, non controllata. Da lì vengono tre scelte del monitor: 20 secondi di analisi bastano se il respiro è stabile, il respiro guidato va imposto perché fra 0,2 e 0,3 hertz la RSA cala al salire della frequenza, e la componente lenta serve a scartare le misure sporche. Nel monitor finale il respiro non è misurato: la sua frequenza è stimata dagli attraversamenti dello zero della componente respiratoria del battito.

Il soggetto è uno: un arciere olimpico giapponese, ringraziato per nome nei riconoscimenti. Non ci sono statistiche, non ci sono confronti fra persone e non c'è nessun punteggio. Lo studio non mette in relazione i due indici con il risultato delle frecce: la corrispondenza che gli autori mostrano è fra gli indici e quello che l'arciere diceva di sentire, letta a occhio sui grafici a due assi, e il riferimento resta il suo racconto.

Gli autori segnalano da sé i punti deboli. La RSA si sporca quando un respiro profondo o un movimento del corpo gonfia la componente lenta, che il filtro passa banda non riesce a togliere del tutto: in alcune registrazioni l'arciere riferiva tensione alta mentre la RSA risultava grande, e la causa era quella. I due indici vengono messi su assi ortogonali per comodità, pur non essendo indipendenti, e gli autori rimandano a un modello fisiologico il compito di stimare separatamente simpatico e parasimpatico. Il rettangolo obiettivo fra 600 e 800 millisecondi e fra 10 e 20 millisecondi è dichiarato provvisorio, ricavato dalle gare di quello stesso arciere, e da affinare durante l'allenamento. Il monitor non salva niente: per conservare un dato va ricopiato a mano dal display, e per questo gli autori dicono di non poter esaminare in dettaglio l'andamento della tensione in gara.

Delle prove d'uso del 1988 resta un giudizio, non una misura: l'arciere ha riferito che i valori rispecchiavano bene il suo stato. Alcune di quelle registrazioni sono state fatte durante la visualizzazione, senza respiro guidato, e la frequenza respiratoria che ne risulta non è adeguata. Gli elettrodi adesivi a lunga durata tenevano bene, ma su pelli sensibili potevano dare prurito con il sudore o irritazione sotto l'elettrodo. L'articolo è in giapponese, con abstract e didascalie in inglese; il lavoro è stato presentato nel 1990 e pubblicato nel 1992, quindi va letto con l'elettronica del suo tempo.

Questa scheda interessa per due cose, e nessuna delle due è un metodo da usare. La prima è la data: già nel 1987 un arciere di livello olimpico veniva seguito in gara con un elettrocardiogramma nei venti secondi seduti fra una volée e l'altra, e il monitor che ne è nato stava in una borsa e si lasciava sul sedile al momento di tirare, con il connettore staccato.

La seconda è l'idea che un solo numero non basti. Gli autori mostrano casi in cui l'intervallo fra battiti è lungo e l'oscillazione respiratoria piccola, e casi opposti, e per questo rifiutano di schiacciare la tensione su un indice solo. Il loro scopo iniziale era imparare a scendere da una tensione eccessiva in gara, ma nell'uso si sono accorti che serviva anche il contrario: in allenamento l'arciere era troppo rilassato e doveva salire al livello che aveva nelle gare andate bene.

Quello che qui non c'è è il legame con i punti. Nessuna freccia è stata collegata a un valore di battito, nessuna fascia obiettivo è stata ricavata dai punteggi, e la fascia stessa vale per quell'arciere e per il modo in cui respirava durante la misura. Letta come scheda di evidenza, descrive uno strumento e un caso singolo, non un criterio su cui regolarsi.