CSAM - Centro Studi Attività Motorie

Il Centro Studi Attività Motorie CSAM è un laboratorio di ricerca sul movimento dell’uomo dgli Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS di Pavia. Il centro è stato istituito nel 1997 dal Professor Umberto Maugeri e dal Professor Emanuele Capodaglio, con la finalità di sviluppare e potenziare l’attività di ricerca scientifica di base ed applicata alla riabilitazione. Esso è diretto, dal 2017, sulla base di una convenzione tra ICS Maugeri e l’Università di Pavia, da Antonio Nardone (Professore Ordinario di Medicina Fisica e Riabilitativa). Parte delle ricerche vengono eseguite in stretta collaborazione con il laboratorio di Postura e Movimento dell’Istituto di Veruno (NO), ICS Maugeri (IRCCS). La ricerca del laboratorio è in parte finanziata dal Ministero Italiano della Università e della Ricerca e dal Ministero della Salute.

Principali Settori di Ricerca

L’unità svolge attività di ricerca fondamentale ed applicata nei soggetti con malattie neurologiche nel campo del movimento umano:

• Integrazione sensorimotoria.

• Controllo dell’equilibrio in condizioni normali e perturbate.

• Plasticità del controllo della postura e dell’equilibrio.

• Dinamica e cinematica del cammino.

• Controllo sensoriale dell’orientamento della marcia.

• Plasticità e recupero di pattern locomotori.

Attività di Ricerca 

Lo CSAM offre opportunità uniche per lo studio del movimento umano e della sua plasticità in condizioni normali e patologiche, con particolare enfasi su controllo posturale, della locomozione e del movimento volontario. Presso lo CSAM vengono eseguite anche ricerche di carattere metodologico.

• Controllo della postura e della sua plasticità.

• Controllo della postura e della coordinazione tra postura e movimento.

• Stazione eretta e risposte alle perturbazioni dell’equilibrio.

• Controllo visivo dell’equilibrio dinamico.

• Effetti della fatica sulla postura e sulla coordinazione del movimento.

• Dinamica e cinematica del cammino.

• Ruolo delle informazioni propriocettive durante il cammino.

• Controllo sensoriale dell’orientamento della marcia.

• Programmazione ed esecuzione del cammino lungo traiettorie non rettilinee.

Attrezzature presenti 

• Sistema integrato per l’acquisizione e l’analisi del movimento umano, comprendente un sistema optoelettronico SMART (BTS) dotato di dodici telecamere e di due videocamere, e di un elettromiografo a sedici canali con trasmissione wireless del segnale.

• Pedana ‘modular pressure system’ (LorAn Engineering) (costituita da 8 moduli per la rilevazione di segnali di pressione, che si collegano al fine di ottenere una pista sensorizzata di 4 m).

• Piattaforme dinamometriche (2) per la registrazione delle forze di reazione durante cammino o stazione eretta.

• Piattaforma mobile sul piano orizzontale in senso antero-posteriore e medio-laterale.

• Ergometro (Woodway) (modulabile in velocità e pendenza).

• Stimolatore magnetico (Magstim) (per la stimolazione della corteccia cerebrale).

• Sistema di solette sensorizzate (Novel).

• Vibratori muscolo-tendinei programmabili (Medicapteurs).

• Pedana Rotante (Lomazzi & Co).

• Cella di carico con attuatore (Lomazzi & Co).

• Sensore inerziale G-Walk (BTS)

• Sistema di registrazione del segnale elettromiografico a 8 canali (Freeemg)

Collaborazioni scientifiche in corso

• Nazionale: Laboratorio di Postura e Movimento, Divisione di Recupero e Rieducazione Funzionale (Primario Dr. Stefano Corna), IRCCS di Veruno, ICS Maugeri.

• Internazionale: Department of Excercise and Sport Science, International University of Health, Exercise and Sport, Lunex University, Differdange, Luxembourg (Prof. Marco Schieppati).

Attività educazionale 

• Il personale dello CSAM ha pubblicato capitoli di libro, organizza corsi diretti sia ad esterni sia al personale dell’Istituto, partecipa a convegni nazionali e internazionali ed effettua attività di assistenza alla preparazione della tesi dei laureandi in Fisioterapia e della tesi di specializzazione degli specializzandi in Medicina Fisica e Riabilitativa dell’Università degli Studi di Pavia.

• Il responsabile dello CSAM è titolare di corsi di Medicina Fisica e Riabilitativa presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia e presso diversi Corsi di Laurea delle Professioni Sanitarie.

Progetti di Ricerca in corso

• Informazione aptica e integrazione temporale nel controllo della stazione eretta (soggetti vedenti e non vedenti).

• Cammino lungo traiettorie rettilinee e curvilinee: meccanismi, fisiopatologia e interventi riabilitativi.

• Ruolo dei muscoli delle gambe nella propulsione e nel mantenimento dell’equilibrio durante il cammino.

• Organizzazione e controllo dell’equilibrio durante l’inizio del cammino.

• Riabilitazione del cammino lungo traiettorie circolari: effetti additivi della stimolazione podocinetica e della vibrazione dei muscoli assiali.

Progetti di Ricerca in programmazione

• Invecchiamento e specifiche alterazioni della produzione del cammino lungo traiettorie complesse.

• Ruolo della attivazione dei muscoli del tronco nell’inizio del cammino.

• Effetti inesplorati di lesioni spinali sulla organizzazione e coordinazione del movimento volontario dell’arto superiore.

• Costo cognitivo del cammino su terreno rispetto a treadmill.

Metodi messi a punto

• In collaborazione con il Laboratorio di Postura dell’Istituto di Veruno è stato messo a punto un metodo per la riabilitazione dell’equilibrio in condizioni dinamiche. Esso si basa sull’uso di una piattaforma mobile costruita con il contributo del Ministero della Salute.

• È stata progettata e realizzata in collaborazione con la Ditta Lomazzi & Co. una pedana rotante sul piano orizzontale per lo studio ed il training di pattern locomotori lungo traiettorie non rettilinee.

• È stata progettata e realizzata in collaborazione con la Ditta Lomazzi & Co. una cella di carico con attuatore che permette la stimolazione aptica durante la stazione eretta.

Pubblicazioni

• Chia Bejarano N, Pedrocchi A, Nardone A, Schieppati M, Baccinelli W, Monticone M, Ferrigno G, Ferrante S. Tuning of Muscle Synergies During Walking Along Rectilinear and Curvilinear Trajectories in Humans. Ann Biomed Eng 2017;45:1204-18.

• Godi M, Giardini M, Nardone A, Turcato AM, Caligari M, Pisano F, Schieppati M. Curved Walking Rehabilitation with a Rotating Treadmill in Patients with Parkinson's Disease: A Proof of Concept. Front Neurol 2017;8:53.

• Morlino P, Balbi B, Guglielmetti S, Giardini M, Grasso M, Giordano C, Schieppati M, Nardone A. Gait abnormalities of COPD are not directly related to respiratory function. Gait Posture 2017;58:352-357.

• Sozzi S, Crisafulli O, Schieppati M. Haptic Cues for Balance: Use of a Cane Provides Immediate Body Stabilization. Front Neurosci. 2017 Dec 14;11:705.

• Honeine JL, Crisafulli O, Schieppati M. Body sway adaptation to addition but not withdrawal of stabilizing visual information is delayed by a concurrent cognitive task. J Neurophysiol 2017;117:777-785

• Cusin E, Honeine JL, Schieppati M, Rougier PR. A Simple Method for Measuring the Changeable Mechanical Action of Unloader Knee Braces for Osteoarthritis. IRBM, 39, 2018:136-142.

• Giardini M, Nardone A, Godi M, Guglielmetti S, Arcolin I, Pisano F, Schieppati M. Instrumental or Physical-Exercise Rehabilitation of Balance Improves Both Balance and Gait in Parkinson’s Disease. Neural Plast 2018;2018:5614242.

• Turcato AM, Godi M, Giardini M, Arcolin I, Nardone A, Giordano A, Schieppati M. Abnormal gait pattern emerges during curved trajectories in high-functioning Parkinsonian patients walking in line at normal speed. PLoS One 2018;13:e0197264.

• Pascarella A, Fiorenza S, Masotta O, Tibollo V, Vella D, Nardone A, Rossi M, Volanti P, Madonia F, Castronovo G, De Cicco D, Guarnaschelli C, Achilli MP, Chiapparino C, Angelillo MT, Tommasi MA, Pisano F, Grioni G, Vezzadini G, Ferriero G, Salvaderi S, Bellazzi R, Estraneo A. Multicentre registry of brain-injured patients with disorder of consciousness: rationale and preliminary data. Funct Neurol 2018;33:19-30.

• Nardone A, Ferrari EP. Chronic diseases in neuromotor rehabilitation medicine. G Ital Med Lav Ergon 2018;40:48-55.