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Articolo di ricerca

Effetti dell'allenamento fisico a scuola sulla funzione cognitiva e sulla forma fisica in bambini con disturbo della coordinazione motoria

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DOI:

10.3791/70168

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1 settembre 2026

 , 
1Department of Physical Education, Shanghai University of Medicine and Health Sciences

In questo articolo

Sommario

Questo studio di intervento controllato ha valutato gli effetti di un programma scolastico di esercizio della durata di 12 settimane sulle funzioni cognitive e sulla condizione fisica in bambini con disturbo della coordinazione motoria. Sono stati osservati miglioramenti significativi nelle funzioni esecutive, nella capacità di rotazione mentale, nell'abilità di sprint e nella forza degli arti inferiori, in particolare nei bambini con probabile disturbo della coordinazione motoria (pDCD).

Abstract

Questo studio d'intervento controllato ha esaminato gli effetti di un programma scolastico di allenamento fisico della durata di 12 settimane sulle funzioni cognitive e sulla condizione fisica di bambini con probabile disturbo dello sviluppo della coordinazione (pDCD). Un totale di 116 bambini con pDCD e 60 bambini con sviluppo tipico (TD) sono stati sottoposti a valutazioni pre- e post-intervento. Il gruppo sottoposto all'allenamento (TG) e il gruppo TD hanno partecipato all'intervento di esercizio fisico, mentre il gruppo di controllo (CG) non ha ricevuto alcun allenamento. Gli esiti cognitivi includevano la funzione esecutiva e le prestazioni nel compito di rotazione mentale, mentre gli esiti relativi alla condizione fisica includevano il salto in lungo da fermo (SBJ), la corsa sui 50 m e la corsa navetta sui 50 m × 8. I risultati basali hanno mostrato prestazioni cognitive e motorie significativamente inferiori nei bambini con pDCD rispetto ai bambini TD. Dopo l'intervento sono stati osservati miglioramenti significativi dipendenti dal gruppo. I bambini con pDCD hanno mostrato miglioramenti significativi nella funzione esecutiva, nelle prestazioni di rotazione mentale, nell'abilità di sprint e nella forza esplosiva degli arti inferiori, con miglioramenti cognitivi superiori rispetto ai bambini TD in diversi domini. Questi risultati supportano il ruolo benefico dei programmi strutturati di attività fisica scolastica nel migliorare le prestazioni cognitive e fisiche nei bambini con pDCD.

Introduzione

Il disturbo della coordinazione motoria (DCD) è una condizione neuroevolutiva caratterizzata da un significativo deficit motorio nei bambini, che influisce negativamente sull'acquisizione delle abilità motorie e sul funzionamento evolutivo più ampio1. A livello globale, circa il 5-6% dei bambini in età scolare è affetto da DCD2. Secondo la classificazione del Manuale Diagnostico e Statistico dei Disturbi Mentali (DSM-IV), il DCD è associato a difficoltà nell'esecuzione di diverse attività quotidiane e funzionali, inclusa la partecipazione ad attività ricreative, eventi ludici e compiti scolastici all'interno dell'ambiente scolastico3. Questo disturbo dello sviluppo si manifesta comunemente durante l'infanzia con capacità ridotte nell'autonomia personale e con una minore partecipazione ad attività fisiche4. Oltre alle difficoltà motorie, crescenti evidenze indicano che il DCD è associato anche a deficit in diversi domini cognitivi che contribuiscono alla pianificazione motoria, all'apprendimento e al funzionamento quotidiano.

Si è ipotizzato che il DCD coinvolga una mancanza di controllo predittivo e si manifesti a livello dei sistemi effettori5. Studi precedenti suggeriscono che i bambini con DCD presentano deficit cognitivi significativi, in particolare nella cognizione spaziale e nella funzione esecutiva6,7,8. Questi deficit potrebbero influenzare l'integrazione spaziotemporale, la localizzazione degli oggetti, la pianificazione dei movimenti e la coordinazione motoria rispetto ai coetanei tipicamente sviluppati (TD). La rotazione mentale è la capacità del cervello umano di manipolare oggetti nello spazio; tali oggetti cambiano posizione nello spazio e costituiscono un componente fondamentale della cognizione spaziale9. L'abilità di rotazione mentale è stata inoltre riconosciuta come un predittore della performance motoria e sportiva10. Pertanto, la valutazione della performance nella rotazione mentale potrebbe fornire informazioni importanti sui deficit di funzionamento cognitivo ed elaborazione visuospaziale nei bambini con probabile disturbo dello sviluppo della coordinazione motoria (pDCD). Oltre alla cognizione spaziale, la funzione esecutiva si è rivelata un altro ambito fondamentale del funzionamento cognitivo che potrebbe influenzare la performance motoria e il comportamento adattivo nei bambini con DCD.

Allo stesso tempo, studi hanno dimostrato che i bambini con DCD presentano anche deficit nelle funzioni esecutive11. Le funzioni esecutive sono processi cognitivi di ordine superiore coinvolti nella regolazione dell'attenzione, nel controllo inibitorio, nella memoria di lavoro e nella flessibilità cognitiva. Queste funzioni sono essenziali per il rendimento accademico e il funzionamento quotidiano12. Tuttavia, nonostante la crescente evidenza riguardo alla disfunzione cognitiva nel DCD, non è ancora chiaro se un intervento basato sull'esercizio fisico possa migliorare in modo simile le funzioni esecutive e la cognizione spaziale nei bambini con pDCD rispetto ai coetanei normotipici. Poiché le funzioni cognitive e motorie sono strettamente interconnesse, questi deficit potrebbero contribuire anche a una minore partecipazione all'attività fisica e a livelli inferiori di fitness fisico nei bambini con DCD.

Il livello di fitness fisico dei bambini è un importante predittore indipendente degli esiti sanitari13. Studi recenti suggeriscono che i bambini ai quali è stata diagnosticata una DCD mostrano generalmente livelli inferiori di fitness fisico rispetto ai coetanei con sviluppo tipico. Uno studio di Farhat et al. ha osservato che questi bambini presentavano una ridotta capacità aerobica, che sembrava essere collegata a una funzione polmonare diminuita e a risposte muscolari alterate14. Studi precedenti hanno inoltre riportato differenze nell'endurance muscolare e nei movimenti esplosivi dell'intero corpo tra i bambini con pDCD, sebbene i risultati riguardo alla forza degli arti superiori rimangano discordanti15,16. Pertanto, comprendere la relazione tra le carenze di fitness fisico e i miglioramenti legati all'esercizio nei bambini con pDCD rimane clinicamente importante.

Sebbene studi precedenti abbiano esaminato separatamente i deficit cognitivi, i deficit motori e i benefici legati all'esercizio fisico nei bambini con DCD, esistono prove limitate riguardo alla valutazione simultanea della funzione cognitiva e dei risultati relativi alla condizione fisica dopo un intervento strutturato di esercizio basato sulla scuola. In particolare, non è ancora sufficientemente chiaro in che misura i bambini con pDCD mostrino una risposta all'intervento di esercizio rispetto ai coetanei TD. Pertanto, il presente studio controllato di intervento ha valutato gli effetti di un intervento di esercizio di 12 settimane basato sulla scuola sui risultati relativi alla funzione esecutiva, alla cognizione spaziale e alla condizione fisica nei bambini con pDCD rispetto ai bambini TD. Lo studio ha inoltre confrontato i cambiamenti legati all'intervento tra bambini con pDCD e bambini TD. Si ipotizzava che i bambini con pDCD mostrassero miglioramenti significativi nei risultati cognitivi e della condizione fisica in seguito all'intervento, sebbene l'entità del miglioramento potesse differire da quella osservata nei bambini TD.

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Protocollo

L'approvazione etica per lo studio è stata ottenuta dal Comitato Etico della Shanghai University of Medicine and Health Sciences (Numero di approvazione: 2021-NFC-10-150203198809). Lo studio è stato registrato in via prospettica su ClinicalTrials.gov (ID: NCT06544317).

Popolazione in esame e reclutamento

I partecipanti sono stati reclutati da scuole primarie situate in tre distretti diversi di Shanghai. Prima di avviare il processo di reclutamento, i ricercatori hanno distribuito lettere informative ai genitori dei bambini. Le lettere illustravano gli obiettivi dello studio, la sua importanza e la metodologia, insieme a un modulo di consenso. Ai genitori che accettavano di partecipare è stato chiesto di firmare il modulo di consenso e compilare un questionario online accessibile tramite un codice QR. Le informazioni raccolte includevano il Questionario per il Disturbo della Coordinazione Motoria (DCDQ), la Scala di Valutazione per il Disturbo da Deficit di Attenzione/Iperattività-VI e altri dati demografici sui partecipanti. Le risposte al questionario erano accessibili esclusivamente al team di ricerca. Nel modulo erano inoltre indicati i recapiti del ricercatore responsabile, ai quali i genitori potevano rivolgersi per eventuali domande.

Un totale di 2.761 bambini e dei loro genitori hanno partecipato volontariamente a questo studio. I bambini sono stati inizialmente sottoposti a screening mediante il Developmental Coordination Disorder Questionnaire (DCDQ)17,18. Sulla base delle valutazioni degli insegnanti, sono stati selezionati per una valutazione ulteriore coloro che risultavano potenzialmente affetti da pDCD ma non mostravano segni di deficit intellettivi o cognitivi. Questi candidati sono stati successivamente valutati utilizzando il Movement Assessment Battery for Children, Second Edition19. Durante la fase di screening, sono stati identificati 194 bambini come potenziali candidati per pDCD. Dopo l’esclusione di 78 bambini che non soddisfacevano i criteri di inclusione, 116 bambini hanno soddisfatto i criteri dello studio per pDCD e sono stati assegnati casualmente a un gruppo di allenamento (TG; n = 58) o a un gruppo di controllo (CG; n = 58), mediante un’assegnazione casuale generata al computer da un ricercatore indipendente non coinvolto nella valutazione degli esiti. I risultati dell’assegnazione sono stati tenuti nascosti ai valutatori durante le valutazioni iniziali e quelle successive all’intervento. Inoltre, è stato incluso un gruppo di bambini con sviluppo tipico (TD; età media 10,35 ± 1,87 anni; 48 maschi e 12 femmine) come gruppo di confronto, abbinato per genere. Sia il gruppo TG che il gruppo TD hanno partecipato a un programma di allenamento fisico della durata di 12 settimane, mentre il gruppo CG non ha ricevuto alcun intervento di allenamento. Una rappresentazione schematica generale del disegno dello studio e del flusso sperimentale è presentata in Figura 1.

Criteri di idoneità

I criteri di inclusione utilizzati per il gruppo di bambini con pDCD erano i seguenti: (1) punteggi nel DCDQ così definiti: 8–9 anni: < 56 punti; 10–12 anni: < 58 punti; (2) identificazione di problemi motori mediante la Movement Assessment Battery for Children, Second Edition (MABC-2) (un rango percentile inferiore al 15% in almeno una sottocategoria della MABC-2); (3) età compresa tra 9 e 11 anni (età della scuola primaria); (4) sono stati esclusi dalla partecipazione i bambini con disabilità intellettiva nota, disturbi neurologici o deficit cognitivi clinicamente diagnosticati, segnalati da documenti scolastici, genitori o insegnanti; (5) nessuna segnalazione o storia di altre condizioni neurosviluppative (ad esempio, ADHD) riportata dai genitori. Prima della valutazione, i ricercatori si sono assicurati che i genitori compilassero la scala di valutazione per il disturbo da deficit di attenzione/iperattività (ADHD Rating Scale-VI20). Sono stati esclusi dalla partecipazione i bambini i cui punteggi nella ADHD Rating Scale-VI superavano la soglia del 98° percentile aggiustata per età e sesso, secondo i criteri di screening stabiliti per l'ADHD21. I bambini inclusi nel gruppo TD soddisfacevano inoltre gli stessi criteri di esclusione applicati al gruppo pDCD, inclusa l'assenza di ADHD, disturbi neurologici, disabilità intellettiva o altre condizioni neurosviluppative.

La seconda edizione del Movement Assessment Battery for Children (MABC-2) è destinata all'uso con bambini di età compresa tra i 3 e i 16 anni19. Comprende otto compiti specifici che valutano un'ampia gamma di abilità, tra cui il controllo motorio fine, le abilità motorie globali, l'equilibrio e le funzioni correlate. Ogni compito produce un punteggio grezzo, che viene standardizzato in base all'età del bambino. Questi punteggi standardizzati vengono sommati su tre sottocomponenti per calcolare un punteggio relativo al dominio motorio. Un punteggio più alto indica una migliore coordinazione motoria. L'MABC-2 ha dimostrato un'elevata coerenza interna (α = 0,90) e punteggi totali affidabili nel test–retest (ICC = 0,97)22, oltre a mostrare validità discriminante nell'identificare i disturbi motori23.

Randomizzazione e assegnazione ai gruppi

Tutti i bambini erano destri, come valutato mediante la scala di lateralità di Edimburgo24. Nell'analisi finale sono stati inclusi complessivamente 116 bambini con pDCD (98 maschi e 18 femmine) e 60 bambini normotipici (48 maschi e 12 femmine). I dettagli relativi alla selezione dei partecipanti, alla valutazione dell'idoneità, alla randomizzazione e all'assegnazione ai gruppi sono forniti nel sottosezione Popolazione dello Studio e Reclutamento e riassunti in Figura 1.

Personale addetto alla valutazione e cecità dello studio

Il disegno sperimentale di questo studio è stato attentamente progettato in base allo strumento standard di valutazione MABC-2, e i sperimentatori erano ricercatori formati e autorizzati. L'intero studio è stato condotto in consultazione e collaborazione con esperti di riabilitazione sportiva con esperienza nella formazione pDCD. Gli istruttori e allenatori coinvolti nello studio erano insegnanti di educazione fisica con oltre 5 anni di esperienza didattica. Ogni gruppo comprendeva dieci bambini, con un istruttore che spiegava i movimenti e due addetti alla cura dei bambini durante l'allenamento. Cinque studenti universitari del corso di fisioterapia erano presenti in tutti i test per garantire che i partecipanti nei due test fossero identici. I valutatori degli esiti, incaricati dei test cognitivi e della preparazione fisica, erano all'oscuro dell'assegnazione dei partecipanti ai gruppi. A causa della natura dell'intervento di esercizio, gli istruttori che supervisionavano le sessioni di allenamento non potevano essere resi ciechi.

Programma di prova

Tutti i pretest sono stati completati entro tre giorni prima che i bambini iniziassero l'intervento di esercizio, mentre i post-test sono stati completati entro tre giorni dopo l'ultima sessione di allenamento (a seconda dell'orario di allenamento del gruppo). Questo studio ha utilizzato un disegno sperimentale prospettico controllato.

Procedura

Lo studio ha valutato 176 partecipanti (116 bambini con DCDp e 60 bambini TD) mediante valutazioni cognitive e di fitness fisico prima e dopo l'intervento. Fare riferimento alla Tabella 1 per il programma di allenamento delle abilità motorie. Sono state effettuate una serie di sessioni di allenamento fisico extrascolastico della durata di 90 minuti, tre volte a settimana per 12 settimane. Ogni sessione iniziava con un riscaldamento di 20 minuti, seguito da 60 minuti composti da tre o quattro attività mirate allo sviluppo dell'abilità specifica (allenamento aerobico, allenamento di resistenza, attività per le abilità motorie e l'equilibrio, esercizi di stretching e flessibilità, e esercizi per la forza del tronco e la postura), e si concludeva con un defaticamento di 10 minuti. I bambini sono stati suddivisi in sei gruppi, ciascuno composto da otto a dodici partecipanti. Il programma di intervento è stato standardizzato tra le sessioni e progressivamente adattato in base alla tolleranza dei partecipanti e alle loro prestazioni motorie. L'intensità dell'esercizio è stata monitorata da insegnanti di educazione fisica mediante il controllo del completamento delle sessioni e della partecipazione. La presenza è stata registrata per tutto il periodo dell'intervento.

Procedure di prova e strumentazione

Condizione fisica e misure antropometriche

Sono stati effettuati tre test di fitness fisico, tra cui il salto in lungo da fermo (SBJ), la corsa piana sui 50 m e la corsa avanti-indietro sui 50 m × 825. Agli studenti è stato chiesto di partire da una posizione eretta e di percorrere i 50 m con il massimo sforzo. Il test è stato eseguito due volte e il risultato migliore è stato registrato. Il test SBJ è stato effettuato su una superficie piana per valutare la forza esplosiva degli arti inferiori. La corsa avanti-indietro è stata utilizzata per valutare velocità, agilità e resistenza dei bambini26; ai bambini è stato chiesto di correre avanti e indietro tra due punti nel minor tempo possibile. L'altezza dei partecipanti è stata misurata al più vicino 0,1 cm mediante un astigmatometro, e il loro peso è stato misurato al più vicino 0,1 kg con lo stesso strumento. I bambini sono stati pesati in divisa scolastica leggera e senza scarpe, e tutte le misurazioni antropometriche sono state effettuate dallo stesso valutatore qualificato.

Funzione cognitiva

I compiti cognitivi sono stati informatizzati e somministrati in un contesto di laboratorio standardizzato. Per ogni prova sono stati registrati il tempo di reazione e l'accuratezza della risposta. I partecipanti hanno svolto prove di familiarizzazione prima del test formale. L'ordine di presentazione degli stimoli è stato randomizzato tra le prove.

Compiti di rotazione mentale

Ai bambini è stato chiesto di utilizzare strategie di rotazione mentale basate sugli oggetti, mantenendo il corpo fermo e manipolando mentalmente gli stimoli visivi da una prospettiva stazionaria per applicare trasformazioni basate sugli oggetti27. Due immagini di «giraffe» venivano presentate contemporaneamente, con l'immagine di sinistra fissata come punto di riferimento principale, mentre l'immagine di destra mostrava differenze angolari o speculari. Le differenze angolari erano impostate a 0°, 60°, 120° o 180°. Ai bambini veniva chiesto di determinare, nel modo più rapido e accurato possibile, se le due immagini fossero identiche.

Compito di Stroop modificato

È stato utilizzato un compito computerizzato di Stroop modificato, con due condizioni: denominazione (non esecuzione) ed esecuzione28. Nella condizione di denominazione, mostrare sullo schermo una sequenza di caratteri “XXX” colorati e chiedere ai bambini di premere il tasto corrispondente al colore visualizzato. Nella condizione di esecuzione, presentare un carattere cinese in colore distrattore, blu o rosso, e chiedere ai bambini di premere il tasto corrispondente al colore della parola piuttosto che al suo significato. Definire la condizione come congruente quando colore e significato sono coerenti, e incongruente quando non lo sono.

Analisi statistica

Analisi della condizione fisica

È stata condotta un'analisi della varianza (ANOVA) a disegno misto per ogni variabile, con tre gruppi (TG, CG e TD) che hanno completato misurazioni pre- e post-test per determinare l'efficacia dell'intervento scolastico basato sull'esercizio fisico. Nei test di efficienza fisica, è stata utilizzata un'ANOVA a misure ripetute a disegno misto 3 × 2 (Gruppo [TG, CG e TD] × Tempo [basale e post-intervento]) per analizzare i risultati. Sono stati inoltre utilizzati test t per campioni appaiati per valutare i risultati di ciascun gruppo prima e dopo l'intervento. Confronti post-hoc tra gruppi a coppie sono stati effettuati in seguito a effetti significativi dell'ANOVA.

Assunzioni statistiche

La normalità della distribuzione dei dati è stata valutata utilizzando il test di Shapiro–Wilk, mentre l'omogeneità della varianza è stata verificata mediante il test di Levene. Le assunzioni di sfericità per i fattori a misure ripetute sono state esaminate con il test di Mauchly, e sono state applicate le correzioni di Greenhouse–Geisser quando sono state rilevate violazioni della sfericità.

Analisi delle attività cognitive

Un software computerizzato per test cognitivi è stato utilizzato per raccogliere i dati relativi al tempo di reazione e alla percentuale di risposte corrette nei compiti cognitivi dei bambini. Tutti i tentativi errati e quelli con valori superiori a tre deviazioni standard sono stati eliminati in quanto outlier. È stata condotta un'analisi della varianza a disegno misto 3 × 2 × 2 (Gruppo [TG, CG e TD] × Tempo [basale e post-intervento] × 2 Condizioni [condizioni non esecutive e condizioni esecutive]) per esaminare il tempo di reazione e la percentuale di risposte corrette nel compito di Stroop per ciascun gruppo. Nei compiti di rotazione mentale, è stata effettuata un'analisi della varianza a disegno misto 3 × 2 × 4 (Gruppo [TG, CG e TD] × Tempo [basale e post-intervento] × Disparità angolare [0°, 60°, 120° o 180°]) per valutare le variabili tempo di reazione e tasso di errore. Sono stati eseguiti confronti post hoc a coppie, ove appropriato, in seguito a interazioni significative o effetti di gruppo. Prima dell'esperimento formale, i bambini sono stati familiarizzati con le procedure di test e sono stati invitati a esercitarsi un certo numero di volte. Quando la precisione raggiungeva il 75%, iniziava il test; in tutte le condizioni, lo studio non ha osservato una differenza significativa nella precisione tra i due gruppi. Infine, i ricercatori hanno fissato la soglia di significatività a p < 0,05.  Le dimensioni dell'effetto sono state riportate utilizzando l'eta quadro parziale (η2). I ricercatori hanno analizzato e confrontato statisticamente tutti i dati mediante software di analisi statistica.

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Risultati

Caratteristiche dei partecipanti

Lo studio ha dimostrato differenze significative nei punteggi MABC-2 e DCDQ tra i gruppi pDCD e TD. Come previsto, i confronti post-hoc di minima differenza significativa (LSD) hanno rivelato una differenza significativa tra TG e TD, ma nessuna differenza significativa tra TG e CG (Tabella 2).

Adesione e conformità all'intervento

La presenza e il livello d...

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Discussione

Questo studio ha confrontato la funzione inibitoria, la rotazione mentale e le abilità motorie tra bambini con pDCD e bambini TD. Contemporaneamente, lo studio ha confrontato i cambiamenti nelle prestazioni nei due gruppi di bambini per ciascuna funzione dopo aver partecipato allo stesso intervento di esercizio scolastico della durata di 12 settimane. Lo studio ha evidenziato che, prima dell'intervento di esercizio, le funzioni cognitive dei bambini con pDCD erano inferiori rispetto a quelle dei bambini TD, in particolar...

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno conflitti di interessi da dichiarare.

Ringraziamenti

Gli autori ringraziano per il supporto finanziario fornito dal Progetto Educativo e di Ricerca Scientifica di Shanghai (Grant No. C2022009).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Scala di valutazione del disturbo da deficit di attenzione/iperattività-VIGuilford Press9781609180751Valutazione comportamentale
Software computerizzato per test cognitivi (E-Prime v1.1)Psychology Software ToolsE-Prime 1.1Valutazione del tempo di reazione
Coni/segnapostoDecathlonSet di coni segnaposto per allenamentoConfigurazione della corsa avanti e indietro
Computer desktop/portatileLenovo/Dell/HPN/ASomministrazione di compiti cognitivi
Questionario sul disturbo della coordinazione motoria (DCDQ)CanChild Centre for Childhood Disability ResearchDCDQ’07Questionario di screening
Bilancia pesapersone digitaleSeca GmbHSeca 813Misurazione del peso
Inventario di Edimburgo per la lateralità manualeN/AN/AValutazione della lateralità
Nastro metricoStanley Tools33-425Misurazione del salto in lungo da fermo
Batteria di valutazione del movimento per bambini, seconda edizione (MABC-2)Pearson Assessment9780749136086Valutazione motoria
StadiometroSeca GmbHSeca 213Misurazione dell'altezza
Software per analisi statisticheIBMSPSS Statistics v27Analisi statistiche
CronometroCasioHS-80TW-1DFMisurazione del tempo nei sprint

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