Method Article
Lo sport dell'orienteering si sta affermando come un modo efficace per allenare sia il corpo che il cervello in quanto combina l'attività fisica con la navigazione spaziale. Il presente manoscritto offre una guida su come implementare lo sport dell'orienteering nella ricerca.
Lo sport dell'orienteering combina l'attività fisica con la navigazione spaziale. Utilizzando solo una mappa e una bussola, l'orientista deve individuare una serie di punti di controllo su un terreno sconosciuto utilizzando qualsiasi percorso di navigazione scelga e muovendosi il più rapidamente possibile. Sebbene gli orientisti esperti abbiano una memoria spaziale e capacità di navigazione superiori, anche una singola sessione di orienteering può giovare alla cognizione, suggerendo che l'orienteering può essere un modo promettente per allenare il cervello. Gli interventi di ricerca che coinvolgono l'orienteering possono essere particolarmente utili per allontanare il morbo di Alzheimer e le demenze correlate che sono afflitte da disturbi precoci nell'orientamento e nella cognizione spaziale. Sebbene l'orienteering abbia guadagnato terreno nella letteratura recente, esistono alcune barriere per i ricercatori che non hanno familiarità con lo sport e desiderano attuare un intervento. In particolare, la mancanza di risorse basate sulla ricerca per la creazione di mappe e corsi di orienteering può impedire a coloro che desiderano studiare l'orienteering di progettare un intervento. Pertanto, questo rapporto fornisce le informazioni fondamentali necessarie per sviluppare mappe e corsi di orienteering e come implementare gli interventi di orienteering in un contesto di ricerca.
L'orienteering combina la navigazione spaziale con l'esercizio fisico, prevalentemente sotto forma di corsa. L'obiettivo di questo sport è quello di utilizzare una mappa e una bussola per navigare il più rapidamente possibile verso numerosi punti di controllo in un'area sconosciuta1. Gli orientisti possono scegliere qualsiasi percorso di navigazione che desiderano per individuare una serie di punti di controllo, chiamati corsi di orienteering. I percorsi di orienteering variano nella difficoltà di navigazione; Il livello di sfida è personalizzato in base al livello di abilità del partecipante, garantendo un'esperienza di navigazione appropriata e coinvolgente.
La capacità di localizzare i punti di controllo richiede capacità di elaborazione spaziale e di orientamento, e gli esperti di orienteering di tutte le età riportano strategie spaziali più efficienti durante la navigazione e una migliore elaborazione spaziale rispetto ai controlli non di orientamento 2,3,4. Quando i principianti si dedicano all'orienteering con un'intensità di esercizio vigorosa, anche una singola sessione può migliorare la memoria spaziale e aumentare il fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF), un fattore di crescita che supporta il funzionamento ottimale delle cellule cerebrali5. L'orienteering a intensità moderata può anche migliorare la memoria, ma può richiedere un allenamento costante. Bao e colleghi hanno osservato miglioramenti nella memoria spaziale quando i principianti hanno partecipato all'orienteering di intensità moderata due volte alla settimana per 12 settimane (cioè 24 sessioni).
Sebbene la corsa da sola possa migliorare la struttura e la funzione di regioni cerebrali come l'ippocampo, migliorando lo spazio 7,8,9 e la memoria episodica 10,11,12, la ricerca suggerisce che questi effetti possono essere amplificati quando la corsa è combinata con compiti cognitivamente impegnativi 13,14,15,16,17,18 . Inoltre, l'orienteering comporta spesso un esercizio vigoroso con brevi pause ai punti di controllo, simili all'allenamento a intervalli ad alta intensità (HIIT). È stato dimostrato che questo formato di esercizio aumenta significativamente la funzione cognitiva19, 20 e aumenta il BDNF 21,22,23 in modo più efficace rispetto all'esercizio continuo di intensità moderata. L'esercizio fisico vigoroso può essere particolarmente benefico per la cognizione perché provoca l'accumulo di lattato che può fungere da fonte di carburante per il cervello24 e da attivatore del BDNF per supportare la funzione cognitiva 25,26,27, ma c'è una ricerca limitata che esamina questo percorso negli esseri umani 28,29,30.
Diverse teorie potrebbero spiegare perché l'orienteering avvantaggia la cognizione. Per prima cosa, l'orienteering si basa su processi simili alle attività dei cacciatori-raccoglitori e, secondo l'Adaptive Capacity Model31, il cervello e il corpo possono essere più ricettivi alle attività di allenamento con una parvenza evolutiva. Inoltre, l'orienteering richiede la navigazione spaziale, che è stata in gran parte progettata fuori dalla vita moderna a causa dell'onnipresente tecnologia del sistema di posizionamento globale (GPS)32, e quindi potrebbe anche essere un caso di "usalo o perdilo" 33.
Data la novità e la promessa dell'orienteering di migliorare la cognizione umana, è importante sviluppare risorse e stabilire linee guida che aiutino i ricercatori che non hanno familiarità con lo sport a implementare un intervento di orienteering. Pertanto, l'attuale protocollo mira a fornire ai ricercatori i passaggi necessari per lo sviluppo di mappe, corsi e interventi di orienteering all'interno di un contesto di ricerca.
I dati delineati in questo manoscritto provengono da uno studio precedente che ha ricevuto l'autorizzazione etica dall'Hamilton Integrated Research Ethics Board (#14560).
1. Scegliere una posizione
2. Creazione di una mappa di orienteering
NOTA: Se non esiste una mappa di orienteering per la posizione scelta, crearne una.
Figura 1: Un esempio di mappa di base per l'orienteering con OpenOriententeeringMap. Sono stati evidenziati i pulsanti e gli elementi della mappa necessari per creare mappe semplificate. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
3. Progettare un corso di orienteering
NOTA: Un corso di orienteering è una sequenza di punti di controllo che i partecipanti devono individuare in ordine numerico, scegliendo il percorso che i partecipanti preferiscono. La difficoltà fisica e di navigazione del percorso può essere regolata variando la distanza percorsa e il posizionamento dei punti di controllo (vedi sezione 3.2). La difficoltà del percorso varia in base all'esperienza e all'abilità del partecipante. La lunghezza del percorso (in chilometri) è determinata dal livello di abilità del partecipante (cioè, nello stesso lasso di tempo, gli orientisti avanzati saranno in grado di completare un percorso più lungo di un principiante), dalla corribilità del terreno scelto e dal livello di forma fisica del partecipante. Per gli orientisti alle prime armi nella maggior parte dei terreni, ipotizzare un ritmo medio di movimento di 7-10 minuti al chilometro e regolare la distanza del percorso di conseguenza.
Figura 2: Un esempio di corso di orientamento per principianti creato in OpenOrienteeringMap. Le descrizioni delle posizioni di controllo (indizi) sono state incluse nella mappa in questa figura, ma possono essere stampate come per il passaggio 3.2.1.8. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Un esempio di corso di orienteering di livello intermedio creato in OpenOrienteeringMap. Le descrizioni delle posizioni di controllo (indizi) sono state incluse nella mappa in questa figura, ma possono essere stampate come per il passaggio 3.2.1.8. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Un esempio di corso di orienteering di livello avanzato creato in OpenOrienteeringMap. Le descrizioni delle posizioni di controllo (indizi) sono state incluse nella mappa in questa figura, ma possono essere stampate come per il passaggio 3.2.1.8. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
4. Attuazione di un intervento di orienteering
NOTA: La metodologia per l'implementazione di un intervento di orienteering può variare a seconda dell'esperienza del partecipante con l'orienteering, dei materiali disponibili, dei parametri di esercizio e delle variabili di ricerca di interesse. Il protocollo che segue delinea i passaggi essenziali per implementare un intervento di orienteering in un contesto di ricerca.
5. Attuazione di interventi di orienteering cronico
Tabella 1. Esempio di progressione del programma di orienteering cronico di 6 settimane. La tabella delinea un esempio di piano di lezione per la somministrazione di un intervento di orienteering cronico nell'arco di 6 settimane, con due sessioni di orienteering a settimana. Per ogni sessione sono delineati il livello di difficoltà del corso e le diverse abilità, scopi e obiettivi da insegnare. Clicca qui per scaricare questa tabella.
6. Valutazione delle prestazioni di orienteering
Figura 5: Un esempio di analisi dei percorsi GPS effettuati dai partecipanti all'orienteering utilizzando Google MyMaps. L'immagine include percorsi seguiti da più partecipanti evidenziati con colori diversi e può essere utilizzata per visualizzare le capacità di navigazione durante il percorso di orienteering come descritto nel passaggio 6.1.2. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Prestazioni di orienteering
Il nostro lavoro precedente ha analizzato le prestazioni di navigazione di 41 partecipanti che si sono impegnati nell'orienteering5. Per una comprensione completa della metodologia di studio, fare riferimento a Waddington et al.5.
In questo studio, 19 partecipanti si sono impegnati nell'orienteering a un'intensità vigorosa (corsa), mentre 22 lo hanno eseguito a un'intensità moderata di orienteering (camminata). Le prestazioni di navigazione sono state determinate calcolando il rapporto tra la distanza percorsa dal partecipante e il percorso più ottimale per il percorso di orienteering. Questa analisi presuppone che i partecipanti che viaggiano più lontano del percorso più efficiente stiano commettendo errori di navigazione, estendendo così la distanza percorsa per completare il percorso di orienteering. Un rapporto di 1 indica quindi che il partecipante ha completato il percorso di intervento di orienteering utilizzando il percorso più efficiente senza commettere errori.
Il percorso più ottimale attraverso il percorso di orienteering è stato determinato da un orientista esperto. Questo percorso è stato misurato più volte utilizzando un contatore-metro sia in avanti che in retromarcia da diversi ricercatori per un totale di sei misure. Utilizzando la media di queste misure, il percorso più efficiente del corso di intervento di orienteering è stato determinato in 1300 m.
La distanza media percorsa per completare il percorso di orienteering per i partecipanti che hanno effettuato l'orienteering a un'intensità di esercizio vigorosa è stata di 1415,79 ± 162,25 m e di 1360 ± 149,83 m per coloro che hanno effettuato l'orienteering a intensità moderata. In termini di rapporto tra la distanza percorsa e il percorso più ottimale, il rapporto medio per il gruppo di orienteering di intensità vigorosa è stato di 1,09 ± 0,12 (intervallo: 0,95-1,35) e di 1,05 ± 0,12 (intervallo: 0,96-1,48) per il gruppo di orienteering di intensità moderata (Figura 6). Questi risultati rivelano che i partecipanti che si orientavano a un'intensità vigorosa o moderata hanno viaggiato più lontano del percorso ottimale, indicando la presenza di errori di navigazione tipici per i principianti e che dovrebbero migliorare con l'allenamento. Il confronto di questi valori con il percorso visualizzato catturato dall'orologio sportivo GPS, come nella Figura 5, può indicare ulteriormente le prestazioni di navigazione.
Figura 6: Rapporto di efficienza della navigazione a diverse intensità di esercizio di orienteering. La figura illustra la media ± SD del rapporto di efficienza della navigazione dei partecipanti che hanno completato un corso di orienteering a un'intensità di esercizio moderata o vigorosa. Il rapporto è stato calcolato come la distanza percorsa dal partecipante (come determinato da un orologio sportivo GPS) divisa per la lunghezza ottimale del percorso di 1300 m, e un valore di 1 indica che il percorso è stato completato senza errori di navigazione. I dati sono stati precedentemente riportati in Waddington et al.5. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
L'orienteing, che combina l'esercizio fisico con la sfida cognitiva della navigazione, offre un intervento unico con il potenziale di migliorare il funzionamento cognitivo in domini altamente influenzati dall'età e dalla demenza 2,6. Tuttavia, l'assenza di protocolli standardizzati e una generale mancanza di conoscenza dell'orienteering mina l'utilità clinica di questo sport. Questo documento affronta queste lacune e fornisce un protocollo dettagliato per la progettazione di mappe e materiali per l'implementazione dell'orienteering in un contesto di ricerca per coloro che hanno una conoscenza minima dell'orienteering.
Sebbene gli interventi di orienteering varino in termini di ubicazione e impostazione del corso, questo protocollo fornisce risorse, materiali, siti Web e programmi completi per sviluppare un intervento di orienteering volto a misurarne gli effetti cognitivi. Questa guida è intesa solo a scopo informativo e didattico e viene fornita "così com'è" senza alcuna garanzia, espressa o implicita. Gli autori declinano ogni responsabilità per l'applicazione dei metodi descritti e ogni responsabilità per eventuali esiti avversi o danni derivanti dal loro utilizzo. I ricercatori che utilizzano questa guida per sviluppare i propri interventi di orienteering sono gli unici responsabili della valutazione dei rischi associati alla loro metodologia, dell'ottenimento delle approvazioni istituzionali appropriate e della garanzia del rispetto di tutte le linee guida e i regolamenti etici pertinenti.
La scelta del tipo di mappa nel passaggio 2 dipende dal tempo disponibile, dalle risorse, dalle competenze cartografiche e dal livello di abilità dei partecipanti. Le mappe di orienteering dettagliate create in programmi come OCAD o OpenOrienteeringMapper (passaggio 2.2) sono generalmente consigliate in quanto possono mostrare un livello di dettaglio maggiore ed elaborare dati di elevazione che le mappe semplificate realizzate con OpenOrienteeringMap non sono in grado di mostrare. Poiché gli orientisti di livello esperto riferiscono di essere in grado di elaborare in modo efficiente informazioni spaziali di alto livello durante l'esecuzione2, si consigliano mappe dettagliate per tali partecipanti al fine di abbinare la complessità delle informazioni cartografiche disponibili alle loro capacità. Tuttavia, la creazione di mappe dettagliate per l'orienteering richiede conoscenze di cartografia e più tempo, il che può essere un ostacolo per i ricercatori senza precedenti conoscenze di orienteering, il che può essere un limite all'implementazione di un intervento di orienteering. In questi casi, con OpenOrienteeringMap è possibile realizzare mappe di orienteering semplificate (passaggio 2.1) per tutti i livelli di partecipanti.
Nel passaggio 3, è importante aggiungere in sequenza i punti di controllo in ordine numerico, a partire dalla posizione di partenza e terminando alla posizione di arrivo. In questo modo, l'impostazione del percorso è in grado di tracciare meglio le potenziali opzioni di percorso tra i checkpoint per modificare efficacemente la difficoltà del percorso. Ad esempio, quando si imposta un corso per principianti in ordine sequenziale, l'autore del corso può assicurarsi che ci sia una sola decisione che deve essere presa dai partecipanti da un punto di controllo all'altro.
Quando si insegnano le abilità di base dell'orienteering nel passaggio 4.4, alcuni partecipanti di livello principiante potrebbero richiedere più istruzioni di altri per comprendere i concetti dell'orienteering. La ricerca mostra che gli individui senza esperienza di orienteering si avvicinano alla navigazione e all'elaborazione spaziale in modo diverso e hanno anche capacità di memoria spaziale più scarse rispetto a quelli con esperienza di orienteering 2,3. Ciò evidenzia le differenze individuali nelle abilità di memoria spaziale e il loro impatto sull'apprendimento e sulle prestazioni dell'orienteering. Pertanto, potrebbe essere necessario modificare il protocollo per includere istruzioni di orienteering più elaborate e dettagliate per adattarsi a queste differenze.
Si consiglia di scegliere luoghi di orienteering relativamente sconosciuti ai partecipanti perché le tendenze di navigazione di un individuo possono variare tra terreni non familiari e familiari34. Tuttavia, le considerazioni sulla sicurezza e gli adattamenti sono cruciali quando si implementano interventi di orienteering, in particolare in aree non familiari. Si consiglia una valutazione approfondita del rischio per tutti i terreni utilizzati prima di creare qualsiasi corso di orienteering. Dato che l'orienteering si svolge tipicamente all'aperto e alcuni campi richiedono uno spazio ampio, non tutti i luoghi, i climi o le condizioni meteorologiche potrebbero essere sicuri.
Per motivi di sicurezza, i percorsi dei partecipanti devono essere tracciati continuamente utilizzando un orologio sportivo GPS o un dispositivo simile e devono essere osservati da un ricercatore (senza interferenze) al fine di monitorare il loro tempo e la loro posizione. Al termine dell'intervento di orienteering, come al punto 4.5, è fondamentale che l'orologio sportivo GPS o l'applicazione MapRun in uso acquisiscano un segnale GPS e inizino a registrare correttamente per tracciare il percorso del partecipante per l'intera durata del percorso.
Si raccomandano ulteriori considerazioni sulla sicurezza quando i partecipanti sono impegnati in corsi più lunghi e di livello avanzato. Ciò include la disponibilità di un kit di pronto soccorso e le informazioni di contatto di emergenza dei partecipanti. Ai partecipanti potrebbe anche essere richiesto di portare con sé un dispositivo di comunicazione solo per uso di emergenza. Poiché l'orienteering può essere eseguito ad alta intensità, le valutazioni dello stato di salute di tutti i partecipanti dovrebbero essere completate prima di impegnarsi nell'orienteering per assicurarsi che siano fisicamente in grado di completare il corso di orienteering senza rischi eccessivi. Infine, un'adeguata idratazione e nutrizione dovrebbero essere disponibili per tutta la durata del corso di orienteering e dei parametri di esercizio. Implementando queste misure di sicurezza, il rischio di incidenti ed emergenze può essere notevolmente ridotto. Ai ricercatori viene ricordata la loro responsabilità nella valutazione del rischio e nell'ottenimento dell'approvazione etica necessaria per il loro intervento unico
In conclusione, man mano che il campo della ricerca sull'orienteering si sviluppa, questo protocollo fornisce informazioni che i ricercatori con conoscenze minime di orienteering possono utilizzare per progettare e implementare interventi di orienteering in un ambiente di ricerca. Utilizzando questo protocollo come guida, i futuri ricercatori saranno in grado di creare mappe e corsi di orienteering standardizzati per studiare i risultati desiderati.
Gli autori non segnalano interessi contrastanti.
Vorremmo ringraziare i membri del NeuroFit Lab per il loro continuo supporto mentre iniziamo a esplorare gli effetti dell'orienteering sulla salute e sulla funzione del cervello. Questo studio è stato sostenuto dal Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada nell'ambito della sovvenzione RGPIN-2022-05298 (a J. J. H.).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chest heart rate monitor strap | Polar Electro | https://www.polar.com/ | Or any other device capable of recording heart rate continuously and that can pair with the chosen watch. |
Clipboard | Staples | https://www.staples.com/clipboards | To record any in-field measures. |
Colour printer | HP Laser Colour Printer | https://www.hp.com/ | To print maps. |
Computer | Lenovo IdeaPad | https://www.lenovo.com/in/en/c/laptops/ideapad/ | Ensure the device chosen is capable of running your chosen orienteering map and course making software. |
GPS Sports watch | Polar Electro | https://www.polar.com/ | Or any other GPS watch with a sampling rate of 1–3 s. |
OCAD for Orienteering | OCAD | https://www.ocad.com/en/ | |
OpenOrienteeringMapper | Open orienteering | https://www.openorienteering.org/apps/mapper/ | |
Orienteering Compass (for more advanced orienteers) | Suunto Oy | https://www.suunto.com/en-in/News/Suunto-introduces-stable-and-fast-AIM-compasses-for-competitive-orienteers/ | Or any other compass model capable of orienting to Magnetic North and setting a bearing angle. |
Orienteering control marker OR pin flag OR flagging tape OR pylon | Silva-USA (orienteering control markers) OR Amazon.com | n/a | Choose an item to mark each checkpoint location that is most feasible for your intervention. |
Pen | Staples | https://www.staples.com | To record any in-field measures. |
Plastic paper sleeve | Staples | https://www.staples.com/sheet-protectors/ | To protect maps from weather. |
Smartphone capable of running the MapRun Application | Apple, iPhone 12 | https://www.apple.com/iphone/ | Required if using the MapRun application as per step step 4.2.2. |
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