UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

OLIVIA MORGAN LAPENTA

Efeito da Neuromodulao em ritmo Mu durante Observao e

Mentalizao de Movimentos Biolgicos e No-Biolgicos

So Paulo

2012

OLIVIA MORGAN LAPENTA

Efeito da Neuromodulao em ritmo Mu durante Observao e

Mentalizao de Movimentos Biolgicos e No-Biolgicos

Dissertao de Mestrado apresentada

ao Programa de Ps-Graduao em

Distrbios do Desenvolvimento da

Universidade Presbiteriana Mackenzie

como requisito para obteno do ttulo

de mestre.

Orientador: Prof. Dr. Paulo Srgio Boggio

So Paulo

2012

L311e Lapenta, Olivia Morgan

Efeito da neuromodulao em ritmo Mu durante observao e mentalizao

de movimentos biolgicos e no-biolgicos Olivia Morgan Lapenta. 2012 85 f. : il. ; 30 cm

Dissertao (Mestrado em Distrbios do Desenvolvimento) -

Universidade Presbiteriana Mackenzie, 2012.

Referncias bibliogrficas: f. 69-79.

1. Mentalizao motora. 2. Observao e ao. 3. Ritmo Mu. 4. Estimulao transcraniana por corrente contnua. 5. Sistema neurnios-

espelho. 6. Crtex motor primrio. I. Ttulo.

CDD 611.8

OLIVIA MORGAN LAPENTA

Efeito da Neuromodulao em ritmo Mu durante Observao e

Mentalizao de Movimentos Biolgicos e No-Biolgicos

Dissertao de Mestrado apresentada

ao Programa de Ps-Graduao em

Distrbios do Desenvolvimento da

Universidade Presbiteriana Mackenzie

como requisito para obteno do ttulo

de mestre.

Aprovada em _______________________

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Paulo Srgio Boggio Orientador

Universidade Presbiteriana Mackenzie - UPM

Prof. Dr. Elizeu Coutinho de Macedo

Universidade Presbiteriana Mackenzie UPM

Prof. Dr. Felipe Fregni

Harvard Medical School

AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, Joo Lapenta Neto e Silvia Helena Mele Morgan Lapenta, pela

liberdade de escolha, pelo incentivo, apoio e amor incondicional e minhas irms Bruna

Morgan Lapenta e Julia Morgan Lapenta, por ouvirem milhares de vezes meu trabalho e

o acharem incrvel ainda que tudo que descrevam sobre ele seja: Neurnios-Espelho.

Agradeo especialmente ao Prof. Dr. Paulo Srgio Boggio por permitir que eu ousasse

no tema e por incentivar todos os meus projetos, assim como pelo auxlio e dedicao

em todas as etapas deste e de todos os outros estudos desenvolvidos em seu laboratrio.

Agradeo basicamente ao trabalho impecvel como orientador, pois seria impossvel

descrever minha gratido em termos de crescimento profissional e pessoal.

Ao grupo do laboratrio de Neurocincia Cognitiva e Social da UPM por

transformarem o ambiente de trabalho praticamente em uma segunda casa. Sou grata,

alm da amizade, pelo trabalho cooperativo e todas as discusses e crticas que

engrandeceram esse e tantos outros projetos desenvolvidos pelo grupo. Em especial as

tartarugas velhas Cludia Aparecida Valasek que escreveu comigo o captulo de um

livro que inspirou parte desse trabalho e Nathalia Ishikawa Baptista e Ana Carolina

Alem Giglio por salvarem as ilustraes do trabalho.

Aos integrantes da banca, Prof. Dr. Elizeu Coutinho de Macedo e Prof. Dr. Felipe

Fregni pelas grandes contribuies durante a construo dessa dissertao.

minha irm de corao, Mara De Lamonica Guimares pelas eternas risadas e

grande amiga Patrcia Renn pelo ponto de apoio prximo a faculdade. Agradeo a

ambas pelas sesses de desabafo e os momentos de alegria garantidos. Tudo sempre se

torna mais leve com a presena de vocs!

Yuri Freire Basdadjian pelo apoio, pacincia e carinho nesse caminho que vem sendo

traado.

Por fim agradeo a todos os voluntrios de pesquisa sem os quais este projeto jamais

sairia do papel.

A percepo do desconhecido a mais

fascinante das experincias. O homem que no

tem os olhos abertos para o mistrio passar

pela vida sem ver nada.

Albert Einstein

Apoio:

Resumo

A teoria de simulao mental sugere ativao da rede neural motora durante

mentalizao e execuo de movimentos, de maneira anloga ativao em observao e

execuo de aes, o que mediado pelo Sistema de Neurnios-Espelho. Esta ativao pode ser

mensurada por supresso do ritmo Mu registrado por eletroencefalografia. proposto que a

ativao de reas motoras e, portanto, o aumento de excitabilidade cortical em cortex motor

primrio e a dessincronizao do ritmo Mu ocorram em consequncia de insumo proveniente do

Sistema Neurnios-Espelho pr-motor. A estimulao transcraniana por corrente contnua

consiste numa tcnica de neuromodulao por facilitao e inibio de disparo neuronal levando

a aumento e reduo de excitabilidade cortical, respectivamente. Assim, foi proposto avaliar os

efeitos polaridade dependentes desta tcnica sobre ritmo Mu durante tarefas de observao e

mentalizao de movimentos biolgicos e no biolgicos. Para tal, aplicamos estimulao

andica, catdica e placebo em 21 homens destros (idade mdia de 23.8+3,06), sobre crtex

motor primrio esquerdo (2mA por 20min) e, em seguida foi feito o registro

eletroencefalogrfico considerando os eletrodos C3, C4 e entorno de C3 e C4 e Cz. A anlise de

C3 e C4 apresentou efeitos significativos quanto ao tipo de Movimento (p=0.005) e ainda

quanto as interaes entre tipo de estimulao e hemisfrio (p=0.04) e tipo de estimulao, de

movimento e hemisfrio (p=0.02). A anlise dos eletrodos do entorno revelou efeito

significativo para a interao entre tipo de estimulao, condio da tarefa e tipo de movimento

(p=0.03). Assim, os principais achados do estudo foram i. supresso de Mu para movimento

biolgico (em mentalizao e observao) da regio da mo em hemisfrio contralateral aps

estimulao placebo, ii. efeitos inversos para eletrodos de entorno em condio de mentalizao

e iii. neuromodulao polaridade dependente de ritmo Mu. Os resultados de oscilao de Mu

so discutidos considerando ERD focal/ ERS entorno de acordo com o tipo de tarefa.

Conclumos que h dessincronizao contralateral focal de Mu durante observao e

mentalizao de movimentos biolgicos, acompanhada por sincronizao de reas

motoras no envolvidas na tarefa apenas na condio de mentalizao e que a

estimulao transcraniana por corrente contnua tem efeito sob toda a superfcie do

eletrodo e difere de acordo com a polaridade aplicada. O uso da estimulao

transcraniana por corrente contnua combinada com tarefas de observao e

mentalizao pode conferir uma estratgia interessante de interveno em distrbios

envolvendo comprometimento das habilidades motoras bem como comprometimento de

habilidades de imitao e compreenso das aes do outro.

Palavras-chave: mentalizao motora, observao de ao, ritmo Mu, estimulao

transcraniana por corrente contnua, sistema neurnios-espelho, crtex motor primrio.

Abstract

The Mental Simulation theory suggests activation of the motor network during imagery

and execution of movements, similarly to the activation during observation and execution of

actions, which is mediated by the Mirror Neuron System. This activation can be measured using

eletroencefalography register of Mu rhythm suppression. It is propose that motor network

activation and therefore increase of cortical excitability at primary motor cortex and Mu

dessynchronization are due to premotor Miror-Neuron System inputs. Transcranial direct

current stimulation is a neuromodulation technique that induce facilitation and inhibition of

neural firing leading to enhance or decrease in cortical excitability, respectively. Thus, we

propose to evaluate the polarity dependent effects of this technique in the Mu rhythm during

biological and non-biological movements observation and imagery tasks. Therefore we applied

anodal, cathodal and sham stimulation in 21 male subjects (mean age 23.8+3,06), over left

primary motor cortex (2mA for 20min) and immediately after we registered the

electroencephalography considering the electrodes C3, C4 and surrounding C3 and C4 and Cz.

Analyses of C3 and C4 showed significant effects according to Movement (p=0.005), and also

for the interactions between type of stimulation and hemisphere (p=0.04) and type of

stimulation, movement and hemisphere (p=0.02). Surrounding electrodes analyses revealed

significant effect for the interaction between stimulation type, task condition and movement

type (p=0.03). Thus, the main findings of this study were i. Mu suppression for biological

movement (in both imagery and observation) of the hand region in the contralateral hemisphere

after sham stimulation, ii. reverse effect for the surrounding electrodes during imagery condition

and iii. polarity-dependent neuromodulation of the Mu rhythm. The results are discussed

considering focal ERD/ surrounding ERS according to the type of task. We concluded that there

are contralateral focal Mu dessynchronization during observation and imagery of biological

movements together with syncronizarion of the motor areas not involved in the task only for the

imagery condition and that transcranial direct current stimulation has a significant effect under

the entire electrode and according to the applied polarity. The use of transcranial direct current

stimulation followed by observation and imagery tasks might be an interesting intervention

strategy for disturbances involving motor ability impairment as well as deficits related to

imitation and comprehension of others actions.

Key-words: motor imagery, action observation, Mu rhythm, transcranial direct current

stimulation, mirror-neuron system, primary motor cortex.

LISTA DE ABREVIAES

CP Crtex Parietal

CPD Crtex Parietal Direito

CPE Crtex Parietal Esquerdo

CPP Crtex Parietal Posterior

EEG Eletroencefalografia

EMT - Estimulao Magntica Transcraniana

ERD Dessincronizao Relacionada ao Evento (Event-Related Desynchronization)

ERP Potencial Evocado Relacionado ao Evento (Event-Related Potential)

ERS Sincronizao Relacionada ao Evento (Event-Related Synchronization)

ETCC Estimulao Transcraniana por Corrente Contnua

M1 Crtex Motor Primrio

MB Mentalizao Biolgica

MEP Potencial Motor Evocado (Motor-Evoked Potential)

MM Mentalizao Motora

MNB Mentalizao No-Biolgica

MNS Sistema Neurnios-Espelho (Mirror-Neuron System)

NMDA N-Metil-D-Aspartato

OB Observao Biolgica

ONB Observao No-Biolgica

RMF Ressonncia Magntica Funcional

SNC Sistema Nervoso Central

STS Sulco Temporal Superior

TEA Transtorno do Espectro do Autismo

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1: Desenho Experimental ..................................................................

Figura 2: Poder de Mu nos eletrodos C3 e C4 para Movimento Biolgico

e No-Biolgico ...........................................................................................

Figura 3: Poder de Mu nos eletrodos do entorno para as condies de

Mentalizao e Observao em movimento Biolgico e No-Biolgico ....

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: ANOVA para medidas repetidas relativa ao poder de Mu em

rea envolvida na tarefa ...............................................................................

Tabela 2: ANOVA para medidas repetidas relativa ao poder de Mu em

reas no envolvidas na tarefa ......................................................................

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SUMRIO

1. Introduo ...................................................................................................

1.1 Imagem Mental Motora ................................................................

1.1.1 Mentalizao Motora e o Sistema Neurnios-Espelho ..

1.1.2 Excitabilidade Cortical durante Imagem Mental ..........

1.2 Estimulao transcraniana por corrente contnua (ETCC) ........

1.3Mentalizao Motora, Estimulao No-invasiva e Reabilitao.

1.4 Eletroencefalografia .....................................................................

1.4.1 Frequncia Mu ..............................................................

1.4.2 Supresso das ondas Mu por Mentalizao Motora......

2. Objetivos .....................................................................................................

2.1 Objetivos Gerais ...........................................................................

2.2 Objetivos Especficos ...................................................................

3. Mtodo .......................................................................................................

3.1. Participantes .................................................................................

3.2. Instrumentos ................................................................................

3.2.1 De caracterizao da amostra .......................................

3.2.2 De modulao do processamento neurofisiolgico.........

3.2.3 De Coleta e Anlise de dados Eletroencefalogrficos....

3.2.4 Tarefa de Observao e Mentalizao de Movimento ...

3.3 Procedimento ...............................................................................

3.4 Consideraes ticas ....................................................................

3.5 Anlise Estatstica ........................................................................

4. Resultados ...................................................................................................

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5. Discusso .................................................................................................... 55

6. Concluso ................................................................................................... 67

7. Referncias ................................................................................................. 69

ANEXOS

A.Inventrio de Dominancia Lateral de Edimburgo ........................ 80

B. Termo de Consentimento Livre-Esclarecido ............................... 81

C. Carta de aprovao do Comit de tica ...................................... 83

11

1. Introduo

1.1 Imagem Mental Motora

1.1.1 Mentalizao Motora e o Sistema Neurnios-Espelho

Imagem mental (termo em ingls, imagery) consiste na mentalizao de entradas

sensoriais e motoras, podendo ser definida como um processo ligado percepo em

ausncia de estmulo real externo (ANNETT, 1995; FARAH, 1984; KOSSLYN et al.,

2001). A gerao de uma imagem mental de movimento, referida como mentalizao

motora (MM) (em ingls, motor imagery), baseada em propriocepo e mentalizao

visual.

Para Decety e Grzes (2006), a imaginao, ou produo de imagem mental,

apresenta vantagens adaptativas evolucionrias por permitir planejamento e antecipao

das aes do outro, bem como o estabelecimento de empatia com o outro.

A teoria de simulao mental traz como ideia bsica que a rede neural motora

seja ativada tanto na mentalizao de aes motoras quanto na execuo dessas mesmas

representaes (JEANNEROD, 2001), de maneira anloga ativao em observao e

execuo de aes, o que mediado por um sistema neuronal chamado de Sistema de

Neurnios-Espelho (Mirror Neuron System - MNS) (RIZZOLATTI, FOGASSI,

GALLESE, 2001; RIZZOLATTI, 2005).

Os neurnios-espelho so um tipo especial de neurnios que disparam tanto

quando um indivduo realiza uma ao quanto quando ele observa uma ao semelhante

realizada por outro individuo, ou ainda, na apresentao de palavras relacionadas a ao

(e.g., chutar), que ativa reas cerebrais relacionadas execuo da mesma (HAUK e

PULVERMULLER, 2004) mostrando, dessa forma, integrao multimodal dos sistemas

12

auditivo, visual e motor (RIZZOLATTI, 2005; LE BEL, PINEDA, SHARMA, 2009). O

sistema responsvel por essa ativao foi inicialmente descoberto na rea F5 do crtex

pr-motor de macacos, porm fortes evidncias sugerem a existncia de um sistema

comparvel na regio homloga do crtex pr-motor humano (FADIGA et al., 1995).

O MNS composto por uma rede de reas, incluindo a pars opercularis do giro

frontal inferior e sua rea adjacente ventral (crtex frontal inferior), o lbulo parietal

inferior e o sulco temporal superior (STS), que so ativadas durante a observao e

imitao de uma ao (HADJIKHANI et al., 2006).

Segundo RIZZOLATTI; FOGASSI; GALLESE (2001) este sistema parece

unificar no mesmo mecanismo neural, uma variedade de fenmenos que vo alm dos

comportamentos elementares, como facilitao da resposta, podendo tambm

desempenhar um papel crtico em funes cognitivas superiores, como aprendizado da

imitao e compreenso da ao e desenvolvimento da linguagem. A regio de Broca,

tradicionalmente vista como uma rea relacionada linguagem expressiva (fala), tem se

demonstrado ativa nos estudos de neuroimagem, nos seres humanos, tanto na

observao quanto na execuo de aes sendo identificada como uma das regies

contendo neurnios-espelho (ARBIB, 2005).

Gallese e Goldman (1998) levantaram ainda a hiptese de que alm de ser parte

ou realizar uma funo precursora da habilidade geral de compreender o estado mental

do outro (e.g. percepes, objetivos, crenas e expectativas) por mecanismos similares

de observao e internalizao da ao de outro indivduo, os neurnios-espelho possam

constituir parte de um sistema capaz de modular um plano para a execuo de certa ao

por meio da simulao mental da mesma, ou seja via mentalizao motora (MM).

Estudos de MM abordam duas tcnicas de mentalizao (i) em primeira pessoa

(e.g. imaginar-se realizando aes) e (ii) em terceira pessoa (e.g., imaginar o outro

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realizando aes) (RUBY, DECETY, 2001). Alguns autores no consideram a

mentalizao em terceira pessoa como MM por no produzir no participante a sensao

de realizao do movimento (DECETY, 1996; MUNZERT et al, 2009), outros

demonstram que esse tipo de tarefa apresenta resultados prximos e to relevantes

quanto a mentalizao em primeira pessoa (FOURKAS et al., 2006).

Devido relevncia dos estudos de mentalizao em terceira pessoa e das bases

bem estabelecidas quanto ao funcionamento dos neurnios-espelho e o destaque que

estes estudos vm recebendo, consideraremos MM como tarefas de mentalizao de

movimento prprio e do outro, pois estas MMs bem como a observao de ao, podem

ativar mltiplas reas sensoriais e motoras, parecendo eliciar atividade cortical motora

na ausncia do movimento propriamente dito.

Acredita-se que estas tarefas representem um estgio sutil da execuo da ao

delineada por reas corticais tipicamente envolvidas em planejamento e execuo

motora, como rea motora suplementar, crtex pr-motor e crtex motor primrio (M1)

(JEANNEROD, 2001). Sendo que o crtex pr-motor parece intimamente envolvido a

trs processamentos, (i) execuo motora, (ii) observao da ao (RIZZOLATTI,

CRAIGHERO, 2004) e (iii) mentalizao motora (MICHELON, VETTLE, ZACKS,

2006).

O estudo desses processamentos tem recebido destaque em funo do avano na

compreenso dos mecanismos neuroplsticos consequentes de leses medulares e, por

sua vez, do uso de tcnicas de MM como ferramentas que auxiliam ou funcionam como

guia para efeitos plsticos bem-adaptados.

Na ltima dcada, diversos estudos mostraram os efeitos neuroplsticos mal-

adaptativos ps leso medular (FLOR, NIKOLAJSEN, JENSEN, 2006). Nessa direo,

j bem estabelecido que tarefas motoras com componente supra-espinal podem ser re-

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aprendidas por circuitaria espinal aps leso medular e, dessa forma, as intervenes

visando reabilitao devem considerar aspectos fundamentais do aprendizado motor.

Ademais, o objetivo de toda interveno de reabilitao a de prtica de habilidades

que possam ser transferidas a situaes do cotidiano, para ento, aumentar a funo

efetiva em novas situaes (MARSH et al., 2011). O tipo de treinamento a ser aplicado,

no entanto, desafiador, uma vez que o sistema perifrico est comprometido e

disfuncional.

Pensando na tripla ativao de reas motoras durante mentalizao, observao e

execuo de aes motoras, citada previamente, a MM pode representar uma alternativa

interessante em interveno/reabilitao e esta atividade, bem como observao de ao,

vem sendo crescentemente utilizada como tcnica auxiliar de reabilitao motora, at

porque, o processo de mentalizao da ao no dependente da capacidade de executar

um determinado movimento (DECETY, 1996). Isto abre margem para seu uso no

aprendizado de novas habilidades ou auxlio no direcionamento dos mecanismos

neuroplsticos adaptativos ps leso medular.

Estudos de imagem mental inicialmente utilizavam medidas comportamentais

como tempo reportado para mentalizao da ao e tempo real utilizado para a execuo

da ao em si (e.g. mentalizao e execuo de caminhada). Esses estudos obtiveram

resultados similares de mdia de tempo em ambas as tarefas. Foi demonstrado, tambm,

que artefatos sonoros e de fadiga muscular afetam ambas as situaes em mesma

proporo (para reviso ver MUNZERT et al., 2009).

Os estudos mencionados utilizaram medidas subjetivas por apresentarem a

desvantagem de depender do sujeito para dar a resposta aps tarefa de imagem mental.

Testes mais sofisticados de rotao mental, baseados em medidas implcitas, consistem

em uma extenso de durao mental de movimentos por requererem simulao mental

15

da tarefa de rotao sendo anloga a rotao fsica tanto de objetos no biolgicos (e.g.,

figuras abstratas e letras) (DESROCHER, SMITH, TAYLOR, 1995), quanto de

membros corporais (e.g., mo) (GANIS et al., 2000) no espao. Assim, segue-se a

premissa de que execuo e mentalizao motora de rotao mental apresentam bases

representacionais comuns e so menos propensas alternativas de estratgias. Ademais,

nestes possvel elaborao e registro computadorizado permitindo mensurao

comportamental mais precisa (MUNZERT et al., 2009).

Os avanos em neurocincias na ltima dcada tornaram possvel o estudo das

interaes multimodais (HUETTEL, SONG, McCARTHY, 2004) por meio de medidas

de ativao neural que auxiliam na melhor compreenso quanto a gerao e sustentao

de MM e seu impacto em performance motora posterior.

Diversas tcnicas como ressonncia magntica funcional (RMF) e tomografia

por emisso de psitrons (TEP), por estimulao cerebral no invasiva (EMT e ETCC),

eletroencefalografia (EEG) e magnetoencefalografia (MEG) confirmam ativao de

reas motoras e evidenciam o envolvimento do MNS tanto durante a execuo do

movimento quanto em MM e observao de ao.

Cramer et al. (2007) ilustra essa ativao comparando 10 controles saudveis

com 10 pacientes com leso na medula espinhal e tetra paraplegia. Os dois grupos

foram submetidos avaliao antes e aps 7 dias de treinamento por MM para lngua e

ps. Observando melhora significativa em velocidade do movimento dos msculos no

paralisados e maior recrutamento de estruturas como o putmen esquerdo, registrado

por RMF, demonstrando que a MM melhora o comportamento motor independente de

controle motor voluntrio e feedback perifrico.

Michelon, Vettel e Zacks (2006) em tarefa de mentalizao de movimento de

rotao da mo, observaram ainda, por RMF, ativao contralateral (em relao mo

16

imaginada) em MM e preparao motora bem como em execuo motora em crtex

motor primrio (M1), rea motora suplementar (AMS) e tlamo, e cerebelo ipsilateral.

Esses dados corroboram os achados de Decety et al. (1992) de ativao de AMS em

tarefa de mentalizao de sequncia de movimentos de dgitos indicando que AMS tem

um papel importante para a programao interna e simulao de sequncias motoras

complexas.

H ainda evidncias do envolvimento do crtex parietal posterior (CPP) durante

MM. O CPP parece ser essencial para manter uma representao interna do

estado/posio do membro efetor de movimento (e.g. mo) necessrio para produzir

uma relao consistente durante a execuo da ao, tendo assim papel de unir as

informaes da atividade neural relacionada trajetria e meta do movimento

(DECETY, GREZES, 2006; MULLIKEN, ANDERSEN, 2009). Alm disso, imagem

por TEP tem contribudo para evidenciar que o CPP desempenha um papel

importante na realizao de processos necessrios para a rotao mental

(HARRIS et al., 2000).

Alm disso, estudos com RMF reportam ativao de redes fronto-parietais, pr-

motoras e frontais durante simulao mental de movimentos simples (e.g. flexo e

extenso) e complexos (e.g. tocar piano) tanto em MM quanto na execuo da ao

propriamente dita (DECETY, 1996; MEISTER et al., 2004). Diversas pesquisas nessa

linha demonstraram resultados semelhantes de MM, alm de terapia do movimento,

biofeedback eletromiogrfico e robtica em pacientes com acidente vascular cerebral

(AVC) (para reviso ver RABADI, 2011).

O uso de ferramentas como EMT e ETCC tm sido empregado na compreenso

das estruturas motoras recrutadas em tarefas de mentalizao e observao de ao, dos

valores de excitabilidade cortical e dos mecanismos de neuroplasticidade assim como

17

novas estratgias de reabilitao, ou de aumento na velocidade de aprendizado de novas

habilidades interferindo na melhora de desempenho, seja este comportamental ou

cognitivo em sujeitos normais ou com patologias neurolgicas e dficits

neuropsicolgicos (ROSSI, ROSSINI, 2004; WANG et al., 2010).

1.1.2 Excitabilidade Cortical durante Imagem Mental

As tcnicas de estimulao cerebral no invasiva podem alterar representaes

corticais motoras dos membros e, duas abordagens vm sendo exploradas visando

reabilitao por meio de ETCC e EMT i.e., aumento da excitabilidade cortical do

hemisfrio afetado usando estimulao ipsilateral (FREGNI et al., 2005; HUMMEL,

COHEN, 2006) e reduo da inibio interhemisfrica provocada pelo hemisfrio

preservado sobre o hemisfrio lesionado por meio de estimulao contralateral

(BOGGIO et al., 2007; FREGNI et al., 2005; MANSUR et al., 2005).

A EMT possibilita, alm de neuromodulao, a mensurao de excitabilidade

cortical via potencial motor evocado (motor evoked potential MEP), geralmente

registrado por eletroneuromigrafo em diversos msculos das mos e braos (NAJIB et

al., 2011). EMT de pulso nico permite medir a excitabilidade e condutividade

corticoespinal de vias motoras, quando a mesma aplicada em M1. J EMT de pulso

pareado permite investigar mecanismos intracorticais de facilitao e inibio (ROSSI,

ROSSINI, 2004). Dessa maneira, a EMT confere uma medida biolgica importante de

ativao de reas corticais envolvidas em diversas atividades.

A intensidade do estmulo magntico aplicado para acessar o limiar motor o

minimamente necessrio para evocar MEPs e assim no se espalha para reas

subjacentes (MATSUMOTO et al., 2010). Assim, esta nova tecnologia tem ganhado

espao nessa rea de pesquisa, no apenas por seu potencial de facilitao em

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determinadas tarefas e por apontar reas cruciais de determinadas funes cognitivas e

motoras (via produo de leses virtuais), mas principalmente, no caso da MM por

fornecer uma medida precisa dos efeitos de interveno.

Fadiga et al. (1999), utilizaram EMT para investigar se a excitabilidade do

sistema cortico-espinal seletivamente afetada por MM. Foram realizados registros de

MEP do msculo das mos e braos direito e esquerdo durante simulao mental de

movimentos de flexo e extenso e EMT em crtex motor direito e esquerdo durante

MM de abertura e fechamento contralateral das mos. A MM foi conduzida por som

(i.e., fase de aumento da frequncia sonora indicava que deveriam mentalizar abertura

da mo e em fase de diminuio da frequncia indicava que deveriam mentalizar

fechamento da mo). O padro de excitabilidade durante MM simula de forma dinmica

o ocorrido durante a execuo do movimento, isto , a excitabilidade cortical durante

MM similar ao observado durante movimentao real. Alm disso, EMT no crtex

motor esquerdo aumentou a excitabilidade crtico-espinal em MM ipsilateral e

contralateral e EMT em crtex motor direito levou a facilitao do efeito induzido por

MM apenas nos movimentos contralaterais. Tais resultados mostram, com o uso de

EMT, o papel da MM como estratgia de neuromodulao de estruturas cerebrais

motoras.

Estudo posterior avaliou efeito da MM em movimento abdutor do polegar por

registro de MEPs com EMT. Foi realizada a mensurao no apenas dos msculos

envolvidos na tarefa, no caso o msculo abdutor curto do polegar (ipsilateral e

contralateral), mas tambm de um msculo controle, no envolvido na tarefa, para

averiguar se a mentalizao teria um efeito msculo-especfico de acordo com o

movimento instrudo na tarefa. A mentalizao levou a aumento da amplitude dos

MEPs apenas no msculo do abdutor do polegar contralateral, confirmando

19

especificidade focal. Alm disso, este estudo avaliou ainda o limiar motor antes e aps a

tarefa verificando reduo deste, o que est de acordo com aumento de excitabilidade

cortical (FACCHINI et al., 2002). Essa especificidade muscular confirmada por

aumento de excitabilidade em M1 concomitante a reduo de inibio intracortical tanto

em MM quanto em observao de movimento de flexo de dedo prprio ou de outro

indivduo (PATUZZO, FIASCHI, MANGANOTTI, 2003).

Conforme comprovada a excitabilidade cortical aumentada durante MM em

tarefas simples, pesquisas avanaram para tarefas de imagem mental mais complexas,

envolvendo movimentao biolgica e no biolgica, em primeira e em terceira pessoa,

com e sem envolvimento de objetos e ainda combinando aes dirigidas ou sem sentido.

Nessa direo, Fourkas et al. (2006) comparou MEPs nos msculos intersseo

dorsal e abdutor do dedo mnimo durante a aplicao de EMT de pulso nico durante

quatro tarefas: de MM realizadas em primeira e terceira pessoa, imagem mental visual

(i.e. movimento no biolgico) e imagem mental esttica (i.e., perspectiva, em primeira

pessoa, de mo imvel). MM em relao a imagens estticas resultou em aumento da

excitabilidade no msculo intersseo dorsal, mas no em abdutor do dedo mnimo.

A facilitao demonstrada pelo aumento dos MEPs em msculo intersseo

dorsal foi observada na condio de imagem mental de terceira pessoa (na qual a ao

foi claramente atribuda a outra pessoa). Os autores atribuem os resultados obtidos na

mentalizao do movimento em terceira pessoa ativao do sistema de neurnios-

espelho (FOURKAS et al., 2006).

Roosink e Zijdewind (2010), ao realizarem o estudo comparando a

excitabilidade cortico-espinal durante observao de movimento sequenciado simples e

complexo dos dedos indicador, mdio, anelar e mnimo em trs condies e suas

combinaes (MM, execuo e observao), observaram que a excitabilidade foi

20

aumentada em todas as condies em relao excitabilidade de repouso, sendo este

aumento maior durante a observao ativa em relao a passiva e MM visual ou

cinestsica. A dificuldade da tarefa tambm influencia na mudana da excitabilidade

cortical de modo que tarefas mais complexas resultaram em excitabilidade maior. Os

autores sugerem ainda que o aumento da excitabilidade cortico-espinal encontrado

durante a observao ativa e durante a MM pode ser o resultado de um aumento da

atividade cortical combinado com alteraes a nvel da coluna vertebral.

Ademais, Vargas et al. (2004) demonstraram com uso de EMT que posio

postural compatvel ao movimento a ser mentalizado pode resultar em maximizao do

efeito mensurado por MEPs (i.e., potenciais maiores e abrangendo maior rea) enquanto

posies incompatveis resultam em minimizao deste efeito, tendo ainda correlao

com o tempo levado para execuo da tarefa, i.e., em posturas compatveis a

mentalizao mais rpida.

Shimura e Kasai (2002) propem que a posio facilitatria do membro

aumentaria a excitabilidade cortical e espinal devido a um maior insumo sensorial

perifrico. Ainda que essa hiptese no possa ser excluda, o efeito modulatrio da

posio do membro pode ser decorrente puramente do SNC j que a posio da mo

real daria um sinal discrepante ao da postura a ser mentalizada.

Nas pesquisas com ao dirigida e com uso de objetos so levantadas hipteses

acerca do conhecimento ttil de um objeto ou, ainda, da presena deste em mos durante

a tarefa de imagem mental. interessante ressaltar alguns estudos elaborados visando

avaliar possveis influncias destas circunstncias na excitabilidade crtico-espinal.

Mizuguchi et al. (2009) propuseram que os participantes se imaginassem apertando

uma bola, ora com a bola em mos, ora sem ter nada nas mos. A comparao e

monitoramento de MEPs no msculo dorsal intersseo (mo) nas duas situaes aps a

21

aplicao de EMT no crtex motor permitiu verificar maior amplitude na condio com

bola em mos. Tal resultado sugere que o toque da bola reforce a MM, sendo este

originado por algumas mudanas da via cortico-espinal e no da via aferente do crtex

somatossensorial, uma vez que potenciais evocados somatossensorias foram medidos e

no houve modulao dos mesmos na situao segurando a bola (MIZUGUCHI et al.,

2009).

Seguindo a mesma premissa, Cesari, Pizzolato e Fiorio (2011) sugerem que

durante MM, o sistema cortico-espinal seja modulado de forma msculo-

especfico/compresso especfica. Aps EMT sobre M1, os autores avaliaram os MEPs

dos msculos intersseo dorsal, abdutor do dedo mnimo e flexor superficial dos dedos

em duas tarefas execuo motora de preenso de esferas de diferentes dimenses e

MM de preenso destas mesmas esferas, com o advento que assim j teriam

conhecimento do material e dimenso do objeto que deveriam mentalizar em mos. Foi

observado mesmo padro de ativao para esferas pequenas (i.e. flexor intersseo dorsal

mais ativado em relao ao abdutor do dedo mnimo e flexor superficial) e esferas

grandes (i.e. maior ativao de abdutor do dedo mnimo e flexor superficial) para ambas

as situaes.

Estas ativaes so explicadas pela tendncia de preciso na preenso de objetos

pequenos, levando a preenso em pina e, em contraste, para objetos grandes

necessrio usar os cinco dgitos, gerando este padro de ativao muscular. No caso das

esferas mdias todos os msculos foram ativados de forma similar, um padro ocorrido

quando se utilizam mais de dois dgitos na preenso de objetos (ANSON et al.,2002;

HASEGAWA et al., 2001; TINAZZI et al., 2003).

Aparentemente o processo predominantemente necessrio para planejamento de

preenso ocorre principalmente por ativaes musculares de acordo com as

22

propriedades do tipo de movimento e forma da mo mais adequada para tal movimento

(CESARI, PIZZOLATO, FIORIO, 2011). J em relao aplicao de fora, estudos

indicam que este planejamento ocorra de forma separada j que a ativao motora

obtida neste tipo de tarefa, mais precisa durante execuo da ao em relao a

facilitao registrada durante MM (CESARI, PIZZOLATO, FIORIO, 2011; PARK, LI,

2011).

Enquanto as alteraes de excitabilidade parecem ter sido bem esclarecidas se

tratando de tarefas de movimentos simples de articulao nica, se tratando de

movimentos do dia-a-dia envolvendo diversos msculos, so encontradas divergencias

entre ndivduos quanto a ativao msculo-especfica.

Por meio de projeo de movimentos (i.e., o estmulo previamente filmado era

projetado de forma que o movimento observado parecesse estar sendo realizado pelo

prprio indivduo), foi encontrada maior excitabilidade cortical em relao condio

repouso, porm em diferentes magnitudes de focalidade para cada sujeito. Apesar das

variaes entre indivduos o padro foi constante para todas as tarefas no mesmo

indivduo, sugerindo que alguns indivduos tenham maior habilidade de preciso no

mapeamento dos movimentos observados em seu prprio repertorio motor e que esse

tipo de resposta seja vlida para diversas aes do dia-a-dia, ou ainda que este resultado

se deva a diferentes direcionamentos de ateno durante a observao (HETU et al.,

2010).

Com isso, a partir dos estudos feitos at ento, podemos concluir que a EMT

confere medidas precisas de excitabilidade cortical e confirma o aumento da atividade

bem como a reduo de limiar motor em reas corticais motoras durante o processo de

imagem mental relacionada motricidade. Tais achados so importantes na medida em

23

que sinalizam a possibilidade de estratgias de mentalizao como ferramenta de

neuromodulao e recrutamento de estruturas cerebrais motoras.

Alm das reas motoras, devido tcnica de mentalizao envolver

visualizao mental e controle da trajetria mental dos movimentos, como

mencionado previamente o CPP uma rea tambm envolvida. Alguns estudos com

EMT foram feitos buscando investigar o papel dessa estrutura cortical na MM.

Fleming et al. (2010) realizaram dois experimentos a fim de investigar o

envolvimento do crtex parietal nas funes de MM. No primeiro estudo, participantes

realizaram mentalizao de motricidade de membro superior durante RMF. Os autores

observaram ativao de CPD e CPE. No segundo experimento, os participantes foram

instrudos a imaginar a mesma sequncia de movimentos enquanto recebiam a EMT no

crtex parietal direito ou esquerdo. Ao final de cada mentalizao, deveriam posicionar

o membro no modo correto com a sequncia mentalizada. Os autores observaram

prejuzo no desempenho da tarefa aps EMT ativa em relao a placebo e, com isso,

argumentam que EMT interferiu nos processos de mentalizao da sequncia motora.

Diversos trabalhos com EMT buscaram tambm responder questes de

assimetria inter-hemisfricas relacionadas MM, entretanto os resultados so bastante

divergentes. Fadiga et al. (1999), encontraram maiores efeitos de MEPs no hemisfrio

motor dominante. Outros estudos encontraram maior excitabilidade do hemisfrio no

dominante (YAHAGI, KASAI, 1998; KUHTZ-BUSCHBECK et al., 2003). E, por

vezes, as assimetrias inter-hemisfricas no so observadas (FACCHINI, 2002;

FLEMING et al., 2010).

Considerando que MM induz mudana na excitabilidade cortical sendo est

passvel de mensurao com o uso de EMT, alguns autores tm investigado a relao

entre MM e excitabilidade cortical em algumas patologias especfica.

24

Liepert et al. (2009, 2011) investigaram tal relao em pacientes com paresia

psicognica. Em contraste com os dados de aumento da excitabilidade em M1 e CP

durante tarefas de imagem mental, estudos em sujeitos com paresia psicognica de

membro superior e inferior mostraram diminuio de excitabilidade cortical em M1

durante mentalizao de ao dos membros afetados. Os pacientes em questo

apresentam MEPs de MM inferiores aos MEPs de repouso, sugerindo inibio do

sistema motor durante a tarefa, e aumento regular de excitabilidade motora durante

observao de outro sujeito realizando o mesmo movimento; em consonncia com o

que geralmente encontrado tanto em sujeitos saudveis como em pacientes

neurolgicos. Os autores especulam que essa discrepncia possa constituir o substrato

eletrofisiolgico da inabilidade de se mexer voluntariamente em distrbios de converso

motora, mostrando o envolvimento crucial da mentalizao no planejamento da ao e,

levantam ainda o papel importante da perspectiva em terceira pessoa sugerindo, nesses

casos, que o foco de ateno do paciente em outra pessoa possa ser a melhor forma de

aplicao teraputica (LIERPERT et al.,2009; LIEPERT et al., 2011).

Outra condio que vem sendo investigada dessa forma o autismo. Em estudo

de avaliao dos MEPs em tarefa de observao de movimentao de dedos, realizada

em grupo controle e grupo autista pareados por sexo e idade, foi demonstrado que no

grupo de autistas a excitabilidade cortical significativamente menor em comparao

ao grupo controle e, alm disso, a observao dos movimentos dos dedos facilitou o

potencial evocado motor gerado por EMT no grupo controle, mas no no grupo de

autistas. Os achados so discutidos a luz de estudos prvios sobre o comprometimento

do MNS nesse grupo (THORET et al., 2005). Tais resultados sinalizam novas

possibilidades de se investigar as bases neurais dos dficits cognitivos e sociais

caractersticos no autismo.

25

Sendo assim, os substratos neurais envolvidos na compreenso e realizao

dessas tarefas podem estar comprometidos e as tcnicas de modulao cerebral se

apresentam como ferramentas que modulam a excitabilidade, podendo aument-la

nesses casos, o que possivelmente resultaria em efeito facilitatrio nesses grupos com

funcionamento cortical anormal e, dessa forma, funcionando como ferramenta de

interveno.

1.2 Estimulao transcraniana por corrente contnua (ETCC)

A histria do uso de corrente eltrica aplicada em seres humanos remonta a

perodos anteriores prpria descoberta de como se gera corrente eltrica. Scribonius

Largus, mdico na Roma antiga (43-48 DC) observou sbita letargia transitria e

concomitante alvio de dor ao colocar um peixe eltrico vivo sobre o escalpe de paciente

com dor de cabea, direcionando, desta forma, uma forte corrente eltrica direta.

Plinio, o velho, e Claudius Galeno reproduziram estes resultados, percebendo

que o benefcio deveu-se ao torpor e efeito narctico induzido pela transferncia de

eletricidade do peixe eltrico (PRIORI, 2003).

Alessandro Volta em 1792 reconheceu que o estimulo eltrico de duraes

variadas pode evocar diferentes efeitos fisiolgicos; desenvolveu, ainda, a pilha

voltaica, permitindo a gerao de eletricidade e seu uso sistemtico (BOGGIO, 2006). A

partir dos estudos de Luigi Galvani, na Bolonha (1791-1797), que foram um marco nas

pesquisas com eletricidade, foi criado o termo correntes galvnicas para a induo de

corrente direta em tecidos. Assim, aps estes experimentos, as correntes galvnicas

foram prontamente aplicadas em medicina clnica, particularmente em distrbios

mentais (PRIORI, 2003).

26

Aldini realizou estudos preliminares tambm em cadveres e na cabea de

humanos recentemente guilhotinados, obtendo contrao muscular facial nos mesmos.

Augistin e Grapengiesser tambm utilizaram correntes galvnicas como tcnica de

tratamento por estimulao ou sedao (PRIORI, 2003).

A histria da eletrofisiologia tem inicio com a descoberta dos efeitos biolgicos

da estimulao transcraniana, sendo esta muito efetiva na modulao do disparo

neuronal espontneo (PRIORI, 2003). A renovao e elaborao de novas tcnicas tm

gerado um novo destaque estimulao transcraniana por corrente contnua (ETCC)

nos estudos atuais (BOGGIO, 2006).

A ETCC utilizada como ferramenta no invasiva de neuromodulao via

polarizao cerebral. Utiliza-se o uso de corrente eltrica de baixa densidade (1-2mA)

por meio de dois eletrodos (usualmente 5x7cm ou 5x5cm) no escalpe (BOLOGNINI;

PASCUAL-LEONE; FREGNI, 2009). A carga eltrica flui sem mudana de direo,

polarizando tecidos; at mesmo fraca corrente contnua passa pelo escalpe e influencia a

atividade cerebral humana (PRIORI, 2003).

Os efeitos modulatrios da atividade cerebral decorrente da estimulao direta

no escalpe por corrente eltrica podem surgir atravs de diversos mecanismos bsicos

que concorrem para alterar a funo da membrana neural (ARDOLINO et al., 2005).

O tecido exposto polarizado e a ETCC modifica a excitabilidade e atividade

neuronal espontnea por meio de despolarizao ou hiperpolarizao do potencial de

repouso da membrana (NITSCHE et al., 2008).

Os efeitos de longa durao so dependentes de sntese de protenas

acompanhado de modificaes intracelulares de nveis de clcio e AMPc (NITSCHE et

al., 2008). Mudanas nas propriedades e nmero de canais de ons podem afetar a

27

propagao neuronal da atividade e contribuir para a plasticidade no-sinptica

(ARDOLINO et al., 2005).

Um importante fenmeno induzido por corrente contnua nos tecidos a

eletrlise da gua, H+ e OH- gerados por eletrlise e dissociados poderiam mudar o

balano cido-base pela induo de acidose ou alcalose que, por sua vez, notavelmente

afeta a membrana, o receptor, e a funo da clula. Como as mudanas do pH

intracelular e de [Ca+] so intimamente correlacionadas, a hiptese de N-metil-D-

aspartato (NMDA) como receptor-mediador da depresso sinptica a longo-prazo um

possvel mecanismo. Os resultados devem, entretanto, ser interpretados com cuidado,

pois o dextrometorfano em altas doses pode tambm inibir, de forma no especfica,

canais de voltagem dependente ou no de NMDA (ARDOLINO et al., 2005).

Mudanas de pH sobre a polarizao do eletrodo poderia tambm afetar a funo

da membrana externa da sinapse direta e indiretamente, assim modificando a atividade

do sistema NMDA (ARDOLINO et al., 2005).

Aplicao transcraniana at mesmo com corrente fraca direta induz o fluxo de

corrente intra-cerebral o suficiente para ser eficaz na alterao de atividade neuronal e

comportamental (NITSCHE et al., 2008).

A eficcia nesta modificao depende da densidade da corrente, que determina a

intensidade do campo eltrico induzido, e tamanho do eletrodo. Tambm relevante o

tempo de estimulao, que determina a ocorrncia e durao de efeitos de longo prazo.

Outro parmetro importante a orientao do campo eltrico, que geralmente

definido pelo posicionamento e polaridade dos eletrodos. A corrente flui do eletrodo

carregado negativamente para o eletrodo carregado positivamente, assim do ctodo para

o nodo (NITSCHE et al., 2008). Segundo PURPURA e McMURTRY (1964)

estimulao andica produz uma despolarizao do corpo celular de neurnios

28

piramidais; j a estimulao catdica gera resultados opostos, produzindo uma

hiperpolarizao, assim, estimulao andica do crtex aumenta a excitabilidade

cortical podendo induzir melhora de desempenho em algumas tarefas devido a aumento

da atividade da rea estimulada, enquanto o oposto ocorre pela estimulao catdica

(NITSCHE, PAULUS, 2000).

Evidncias de que a ETCC no escalpe pode tambm induzir mudanas

prolongadas de excitabilidade cerebral que persistem aps o trmino da estimulao,

abre a possibilidade de novos estudos sobre seus efeitos em diferentes distrbios

neurolgicos. Alguns estudos sinalizam que seu efeito pode induzir mudanas

persistentes na excitabilidade cortical podendo durar at cerca de 1h (PRIORI, 2003).

importante, tambm, ressaltar que a tcnica considerada segura e com efeitos

colaterais mnimos. Segundo NITSCHE et al. (2008), a ETCC aplica correntes com

intensidades muito mais baixas, sendo danos ao tecido bastante improvveis.

A gerao de toxinas produzidas e a dissoluo de produtos dos eletrodos

poderiam ocasionar leso cerebral pela formao de produtos txicos causados pela

interao dos eletrodos com o crtex cerebral (NITSCHE et al., 2003), entretanto os

eletrodos da interface eletrodo-tecido esto em contato direto apenas com a pele e no

com o crtex cerebral oferecendo riscos apenas no contato com a pele, pois no h

interface crebro-eletrodo; sendo a tcnica realizada com eletrodos envoltos em esponja

mergulhada em gua salina, as reaes qumicas na interface de pele e eletrodos so

minimizadas, no apresentando riscos (NITSCHE et al., 2008).

POREISZ et al. (2007), revisaram e resumiram os efeitos adversos encontrados

em estudos laboratoriais em 567 sesses de ETCC. Os autores encontraram mais

comumente leve sensao de formigamento, fadiga moderada e coceira leve sob os

eletrodos durante as sesses. Aps a estimulao dores de cabea, nuseas e insnia

29

foram reportadas muito raramente e, em geral, so encontradas tambm aps ETCC

placebo.

Assim, sugerido que a aplicao de ETCC sobre reas corticais motoras e no-

motoras (occiptal, parietal e temporal), seguindo as diretrizes de segurana da tcnica,

provoca efeitos adversos relativamente pequenos em humanos (POREISZ et al., 2007).

1.3 Mentalizao Motora, Estimulao No-invasiva e Reabilitao

Na literatura foram encontrados poucos estudos utilizando ETCC concomitante a

MM. O primeiro estudo nessa direo est relacionado movimentao e mentalizao

motora (QUARTARONE et al., 2004) e outro mais recente aborda o uso concomitante

das tcnicas para o tratamento de dor neuroptica (SOLER et al., 2010).

Investigando os efeitos da ETCC e MM, Quartarone (2004) realizou aplicao

de ETCC sobre M1 correspondente ao primeiro msculo intersseo dorsal direito

avaliando excitabilidade cortical com MEPs de repouso e de MM de abduo do dedo

indicador antes e 10, 20, 30 e 60min aps 5 minutos de ETCC a 1mA (catdica, andica

e placebo) e compararam com o efeito da mesma tarefa de MM sem ETCC. A

estimulao andica (ETCCa) apresentou efeito significativo apenas em MEP de

repouso sem efeitos em MEP de MM. Os autores justificam esses achados considerando

que a MM por si s produz aumento na excitabilidade cortical e que, sendo assim, pode

ter ocorrido efeito teto. J aps a estimulao catdica (ETCCc), foram observadas

reduo de amplitude em 30% em MEP de repouso, e em 50% em MEP com MM.

Aps 10 min de estimulao os MEPs de repouso retornaram aos valores de linha de

base enquanto os MEPs de MM se mantiveram suprimidos por 30 min, mostrando

efeitos mais prolongados na combinao dessas estratgias. A estimulao placebo

30

(ETCCp) no provocou alteraes de MEP em relao ao grupo que realizou

mentalizao sem uso da estimulao (QUARTARONE et al., 2004).

Os autores sugerem ainda, baseados em estudos de neuroreabilitao por

estimulao cortical no invasiva, que a ETCCa possa reforar a fase de aquisio e

consolidao de aprendizado motor em pacientes neurolgicos e, sabendo-se que a MM

auxilia de maneira anloga a estes, a combinao dessas tcnicas pode ainda ser eficaz.

Quanto a ETCCc, discutido seu uso acerca da regulao de excitabilidade durante

tarefas manuais em condies de aumento anormal de disparo neuronal e aprendizado

motor anormal (QUARTARONE et al., 2004).

Na investigao dos efeitos de MM e ETCC sobre dor neuroptica, Soler et al.

(2010) elaboraram uma forma de MM com tcnicas de observao por espelho virtual

i.e., pacientes sentados observavam a parte superior corporal em espelho comum e a

parte inferior corporal em um espelho virtual gerando imagens de caminhada. Pacientes

com leso medular foram divididos em 4 grupos: ETCCa + iluso visual de caminhada

(combinao), ETCCa + iluso controle (ETCC); ETCC placebo + iluso visual de

caminhada (iluso visual) ou ETCCp + iluso controle (placebo). As sesses de

estimulao tiveram durao de 20 minutos e a corrente aplicada foi de 2mA. Foi feita a

comparao dos efeitos de tratamento isolado e combinado de MM e ETCCa sobre M1

por meio de escalas de dor e medidas de excitabilidade cortical, com EMT, antes e

depois do tratamento e ainda na 2, 4 e 12 semana aps o tratamento. Foi constatada

melhora significativamente maior no grupo que recebeu combinao dos tratamentos

em relao a todas as outras situaes, sendo que essa melhora persistiu at a 12

semana. Tal resultado demonstra a eficcia da combinao de neuromodulao por

ETCC com MM no tratamento de dor neuroptica ps leso medular, com efeitos

colaterais mnimos.

31

1.4 Eletroencefalografia

Uma forma no invasiva de mensurar a atividade cerebral por meio da tcnica

de eletroencefalografia (EEG) que mede diretamente a atividade cerebral, registrando os

campos eltricos e magnticos gerados por populaes neurais, atravs da captao por

eletrodos fixados no escalpe sendo, portanto, uma avaliao no-invasiva (OTTEN,

RUGG, 2005). Os dados eletrofisiolgicos apresentam como vantagem principal em

relao a tcnicas de neuroimagem, como a ressonncia magntica funcional, medidas a

alta preciso temporal (MICHEL et al., 2004; LANTZ et al., 2003; MENENDEZ et al.,

2004; ORTIGUE et al., 2004).

Segundo Galambos (1992) h diferentes tipos de atividade oscilatria, ou seja,

de variaes na atividade cerebral que ocorrem por questes fisiolgicas bsicas ou em

decorrncia de alteraes do meio: espontnea (totalmente no relacionada condio

experimental), induzida (relacionada condio experimental, mas no estritamente ao

momento do estmulo) e evocada (estritamente relacionada ao momento da condio

experimental dos eventos apresentados, tem a mesma fase em cada repetio do

estmulo).

Dessa forma, h dois tipos de medidas geralmente analisadas em condio

experimental, os potenciais evocados relacionados a eventos (Evoked-Related Potencial

ERP), que consistem em oscilaes mensuradas em segmentos de milissegundos

relacionadas a fases de processamento de estmulos externos evocados no momento de

apresentao do evento, e dessincronizao/sincronizao relacionada a eventos (Event-

Related Desynchronization/Synchronization ERD/ERS), que consistem em oscilaes

das amplitudes em faixas de frequncia de atividade eltrica cerebral, registradas em

reas especficas do crtex, estas so geralmente analisadas em segmentos de segundos

32

e podem trazer insights sobre correlaes cognitivas funcionais desses sinais induzidos

por condio experimental (RIPPON, 2006).

Ambos os potenciais evocados mencionados consistem em sinais produzidos e

registrados que representam uma somatria de ativaes locais e so importantes para

mensurao e compreenso de processamentos motores e cognitivos (OTTEN, RUGG,

2005), sendo que os potenciais evocados podem ser considerados resultados de

reorganizao das fases dos sinais de EEG em andamento (SAYERS et al.,1974) devido

a estmulos internos e externos.

Em seu primeiro relato sobre EEG, Hans Berger (1929) descreveu as ondas alfa

e beta, estas apresentam oscilaes de aproximadamente 10 Hz e 12-30 Hz,

respectivamente. As ondas alfa parecem associadas a diversos processos cognitivos

sendo os mais importantes: memria, ateno, e conscincia visual. Ainda que

pesquisadores suponham que os geradores de atividade alfa estejam no crtex, eles so

provavelmente orientados por clulas talmicas (HERRMAN, GRIGUTSCH, BUSCH,

2005).

Desde este estudo, sabe-se ainda que certos eventos podem bloquear ou

dessincronizar as ondas cerebrais e, portanto, o padro oscilatrio das frequncias de

ondas, restritos a um perodo (PFURTSCHELLER, LOPES DA SILVA, 1999). Assim,

esses fenmenos relacionados a eventos representam alteraes especficas da atividade

corrente de EEG consistindo, em termos gerais, em diminuio ou aumento do poder

(amplitude) de certa faixa de frequncia, o que parece ser decorrente de diminuio

(ERD) ou aumento da sincronia (ERS) das populaes neurais subjacentes,

respectivamente (PFURTSCHELLER, 1977; PFURTSCHELLER, ARANIBAR, 1977;

PFURTSCHELLER, 1992).

33

Os fatores que determinam as propriedades oscilatrias descritas so: as

propriedades intrnsecas da membrana neuronal e a dinmica do processo sinptico, a

fora ou extenso das interconexes entre elementos da rede, comumente formados por

loops de feedback tlamo-cortical ou crtico-cortical e as influncias de modulao de

sistemas neurotransmissores gerais ou locais (PFURTSCHELLER, LOPES DA SILVA,

1999).

Em resumo, podemos definir que ERPs representam respostas de neurnios

corticais a alteraes de atividade aferente, enquanto ERD/ERS refletem alteraes da

atividade de interaes locais entre neurnios principais e inter-neurnios que controlam

a frequncia dos componentes do EEG em andamento.

1.4.1 Frequncia Mu

Diferentes faixas de frequncia so distinguveis dentro da faixa de extenso de

alfa, sendo definidos dois padres distintos que podem ser observados: dessincronizao

menor de alfa, que consiste em uma faixa de freqncia vai de aproximadamente 7a

10Hz e dessincronizao maior de alfa, que consiste em uma faixa de freqncia de

aproximadamente 10 a 12Hz. A primeira obtida em resposta a quase todo tipo de teste

e topograficamente generalizada na rea recrutada do escalpe, provavelmente

refletindo demanda ao teste e processos atencionais. J a segunda faixa comumente

restrita topograficamente e se desenvolve durante o processamento de informao

sensorial-motora especfica em reas parieto-ociptais (PFURTSCHELLER, LOPES DA

SILVA, 1999). A frequncia alfa (maior e menor) referente a insumos sensrio-motores,

registrada na regio de C3 e C4 por sua especificidade recebeu a nomenclatura prpria

de frequncia Mu.

34

A frequncia Mu foi descrita inicialmente por Gastaut e Bert (1954) e

denominada ritmo mu ou rolndico ou ainda ritmo em arco (rhythms en arceau). Os

autores notaram supresso desse ritmo quando sujeitos se identificavam com

personagens, observados em um filme, que estavam realizando movimentos. Foi ento

denotada como atividade registrada na ausncia de processamento sensorial ou atividade

motora (GASTAUT, BERT, 1954; NEIDERMEYER, 1999; WOLPAW et al., 2002).

H divergncias quanto ao valor adotado da faixa de frequncia de Mu, sendo

mais comumente aceito que as ondas Mu consistem em oscilaes de cerca de 8-13Hz

com durao de curtos perodos (de 0.5s a 2s) (PINEDA, 2008). Como j mencionado,

est na mesma faixa de frequncia das ondas alfa, porm essas ondas recebem diferentes

nomenclaturas por refletirem diferentes atividades e serem registradas em reas

cerebrais distintas (HERRMAN, GRIGUTSCH, BUSCH, 2005).

Essa faixa de frequncia pode ser observada durante estado de repouso em reas

sensrio-motoras e, dados recentes evidenciam que as alteraes desse padro de

frequncia parecem refletir de forma indireta a atividade dos neurnios do crtex pr-

motor (HARI, 2006; PINEDA, 2008; PERKINS et al., 2010).

Os ritmos Mu aparecem geralmente associados com ritmo beta (McFARLAND

et al., 2000; WOLPAW et al., 2002); por vezes estas duas oscilaes se apresentam de

forma harmnica porm, alguns estudos mostram que estes so separveis por

topografia e tempo parecendo caractersticas independentes do EEG (McFARLAND et

al., 2000).

As ondas Beta apresentam faixa de frequncia acerca de 12-30 Hz e so

investigadas no contexto de aes motoras, sendo suprimidas durante a realizao de

movimentos, porm aumentadas aproximadamente 1 s aps o trmino do movimento, o

que denominado de efeito rebote. registrada topograficamente prxima s regies

35

sensrio-motoras da parte corporal envolvida no movimento efetuado (HERRMAN,

GRIGUTSCH, BUSCH, 2005). Sua fonte principal parece ser o cortx motor primrio,

enquanto as fontes geradores das ondas Mu parecem localizados no crtex

somatosensorial (CHEYNE et al., 2003; HARI et al., 1998; ROSSI et al., 2002), ainda

que sua supresso seja um reflexo da atividade do crtex motor primrio.

1.4.2 Supresso das ondas Mu por Mentalizao Motora

A supresso do ritmo mu registrado pelo EEG parece refletir o sistema

subjacente a funes de mentalizao, observao e execuo. Dados neurofisiolgicos

humanos mostraram que a atividade rtmica de reas sensrio-motoras primrias,

especificamente as ondas Beta (~20 Hz) e Mu (~10 Hz), exibem modulao consistente

com a hiptese de que estes substratos neurais tm um papel funcional no sistema

neurnios-espelho humano (HARI et al., 1998; JARVELAINEN et al., 2001;

MUTHUKUMARASWAMY, JOHNSON, 2004).

Em 1994, Pfurtscheller e Neuper relataram que ambos movimento e MM

produzem dessincronizao de Mu e Beta nas reas sensrio-motoras contralaterais

(PFURTSCHELLER, NEUPER, 1994). Assim, a mentalizao vem sido abordada

como uma maneira efetiva de controlar as amplitudes dos ritmos Mu e Beta, podendo

ter um papel importante na comunicao baseada em EEG e, na interface crebro

mquina (WOLPAW, McFARLAND, 1994; McFARLAND et al., 2000) .

McFarland et al. (2000) porm, levantam as diferenas topogrficas das ondas

Mu e Beta, sendo Mu focada em CP3 e CP4 e Beta com foco mais difuso em torno do

vrtex sendo ento argumentado que a atividade de Beta no seja um resultado

harmnico da forma no sinusoidal da atividade rtmica de Mu mas sim uma atividade

36

independente. Dessa forma, iremos priorizar as pesquisas com supresso do ritmo Mu

que vem sendo extensamente estudado desde ento.

A reatividade dos ritmos corticais rolandicos proporciona uma janela acessvel

para a interessante conexo entre percepo e ao e, s relaes do sujeito com o meio

e outras pessoas. Diversos estudos tm utilizado essa medida eletrofisiolgica na

investigao do papel dos neurnios em espelho durante testes motores e cognitivos

avaliando ainda balanceamento inter-hemisfrico e relao entre excitao e inibio

cortical (para reviso ver HARI, 2006).

proposto que o aumento de excitabilidade cortical em M1 e consequentemente

a dessincronizao no ritmo Mu ocorra devido ao insumo proveniente do MNS pr-

motor, pois dados neurofisiolgicos humanos mostram que a atividade rtmica de reas

sensrio-motoras primrias exibe modulao consistente com a hiptese de que estes

substratos neurais tenham papel funcional no MNS humano (JARVELAINEN et al.,

2001; MUTHUKUMARASWAMY, JOHNSON, 2004). A reatividade do cortx motor

reflete, ainda, funes do giro frontal inferior (IFG) que, possivelmente com o lobo

parietal inferior, pode ter um papel de interface para conexes de percepo-ao e para

modelos internos de avano e retrocesso (NISHITANI et al., 2005).

Devido ao ritmo Mu ser um indicador indireto de possvel atividade dos

neurnios-espelho por inferncia de que a dessincronizao de neurnios sensrio-

motores seja decorrente da atividade do MNS, o EEG um dos mtodos que vem sendo

utilizado para investigar a atividade do MNS humano tanto em populao saudvel

quanto em autistas (PERKINS et al., 2010).

A ativao dos neurnios pr-motores e o consequente aumento de

excitabilidade cortical e ERD de Mu ocorre em decorrncia de diversos mecanismos.

Alm da realizao do movimento em si, situaes de observao de movimentos

37

(BUCCINO et al., 2001; MUTHUKUMARASWAMY, JOHNSON, 2004), observao

de pontos de luz agrupados de forma que simulem movimento humano (ULLOA,

PINEDA, 2007), mentalizao de movimentos prprio ou do outro (McFARLAND et

al., 2000; RUBY, DECETY, 2001; FOURKAS et al., 2006; FRANCUZ, ZAPALA,

2011), e at mesmo percepo de movimento em imagens estticas (GIROMINI et al.,

2010; PINEDA et al., 2011) resultam em aumento de excitabilidade cortical do crtex

pr-motor e consequente reduo da amplitude das ondas Mu. Essa atividade provoca

disparos neuronais assincrnicos que resultam em reduo na oscilao do ritmo Mu no

crtex sensrio-motor, ou seja, ERD ou supresso do ritmo Mu.

As correspondncias de ao-percepo intra e inter indivduos, so refletidas na

reatividade do crtex motor j na primeira infncia (FECTEAU et al., 2004; LEPAGE,

THORET, 2006). Lepage e Thoret (2006) investigaram se em crianas com idade

abaixo dos 11 anos j se podia observar a supresso do ritmo Mu identificada em

adultos durante observao de ao/movimento das mos. Os autores observaram um

sistema de observao/execuo relacionado atenuao do ritmo Mu nessa populao,

que sabe-se estar em processo de maturao cerebral.

Francuz e Zapala (2011) elaboraram tarefa de mentalizao baseada na

habilidade de identificar objetivos das aes motoras; um dos principais elementos da

teoria de neurnios espelho (RIZZOLATTI, SINIGAGLIA, 2008). Para tal, os sujeitos

aprendiam movimentos de um peo em tabuleiro de xadrez e ento realizavam tarefa em

duas condies, em observao do movimento completo ou mentalizao, aonde inicio

do movimento era apresentado e o sujeito deveria mentalizar a finalizao do

movimento, sendo que este movimento apresentado poderia ser realizado com o peo

apenas ou com o peo sendo movimentado por mo humana. Os resultados mostram

38

supresso de Mu similar para ambas as condies tendo o efeito maior magnitude na

condio de observao (FRANCUZ, ZAPALA, 2011).

Nessa linha, Oberman et al. (2005, 2007) tambm investigaram a relao de

frequncias entre 8-13Hz durante tarefas de observao e execuo. Em voluntrios

saudveis, observa-se supresso desta banda de frequncia durante execuo e

observao de aes. Porm, estudos com voluntrios autistas, mostram padro

eletrofisiolgico diferente (OBERMAN et al., 2005; BERNIER et al., 2007) e, apesar de

esta supresso anormal de Mu no ser bem conhecida e estabelecida em populao com

autismo (RAYMAEKERS, WIERSEMA, ROEYERS, 2009) os estudos realizados

mostram dados bastante importantes.

Oberman et al. (2005) apresentaram vdeos de movimento biolgico (e.g., mo)

e no biolgico (e.g., esferas) e pediram que os sujeitos realizassem movimentos com

suas mos. O registro eletroencefalogrfico concomitante a essas tarefas foi feito em

participantes com diagnstico de autismo e bom desempenho cognitivo e grupo

controle, pareados por sexo e idade. O grupo controle apresentou supresso no ritmo

Mu tanto na tarefa de observao quanto na de execuo de movimentos com a mo. J

os participantes com diagnstico de autismo apresentaram supresso do ritmo Mu

durante execuo, mas no durante observao, sustentando a hiptese de um MNS

disfuncional no autismo.

Bernier et al. (2007) investigaram os padres de atenuao do ritmo Mu durante

observao, execuo e imitao de movimentos e correlacionaram com testes

comportamentais de imitao. Foram comparados 14 adultos com diagnstico de

autismo de alto funcionamento com 15 adultos pareados por QI e idade. Na tarefa de

imitao, os adultos com autismo apresentaram desempenho pior; na tarefa com EEG,

os dois grupos apresentaram atenuao do ritmo Mu na tarefa de execuo de ao; j

39

para a tarefa de observao, os autistas apresentaram reduo de atenuao significativa

no ritmo Mu quando comparado com o outro grupo; os autores observaram correlao

entre a tarefa de imitao e o grau de atenuao das ondas Mu.

Com isso, os diferentes resultados para supresso de Mu em populao com

autismo sugerem que h uma disfuno no sistema de observao/execuo em pessoas

com autismo e, que isto se relaciona com grau de prejuzo nas habilidades de imitao

(BERNIER et al., 2007), conferindo suporte adicional a teoria do envolvimento dos

neurnios espelho, visto que diversos trabalhos defendem prejuzo nesse sistema para

esta populao especfica (IACOBONI, MAZZIOTA, 2007; CATTANEO,

RIZZOLATTI, 2009; OBERMAN, RAMACHANDRAN, 2007).

Ademais, alguns estudos reportam diferenas inter-hemisfricas quanto a

magnitude do efeito de supresso de Mu (OBERMAN et al., 2007) enquanto outros

reportam que no h diferenas significativas (ULLOA, PINEDA, 2007). Quanto a essa

questo, o estudo de Francuz e Zapala (2011) levanta uma questo metodolgica

importante que parece influenciar esse dado. Ao avaliar diferena de supresso

considerando o registro de 8 eletrodos, em cada hemisfrio, ao redor de C3 e C4 no

foram observadas diferenas enquanto em anlise de apenas dois eletrodos, C3 e C4

propriamente ditos, foi observado efeito mais robusto de mentalizao do lado direito

do escalpe. Para ambas as anlises os demais efeitos observados so os mesmos. Assim,

quanto maior o nmero de eletrodos analisados, maior a varincia e menor a

probabilidade de encontrar diferenas inter-hemisfricas (FRANCUZ, ZAPALA, 2011).

Vale ressaltar, tambm, que a supresso de Mu de 15-20% mais robusta para

observao ao vivo em relao s observadas em vdeo (JARVELAINEN et al., 2001).

Por fim, dado que os sinais eletroencefalogrficos provenientes da MM esto

associados a reas corticais diretamente conectadas aos canais motores cerebrais e estes

40

serem suprimidos em condio de movimento ou preparao para movimento,

particularmente no hemisfrio contralateral (PFURTSCHELLER e NEUPER, 1994;

MCFARLAND et al., 2000), sugerido que o ritmo Mu consista em um bom sinal de

medida de ativao do MNS e, ainda, para comunicao baseada em EEG, podendo

suportar mecanismos de interface entre crebro e mquina (WOLPAW et al., 2002).

Quanto combinao da tcnica de imagem mental com estimulao no-

invasiva, visando maximizar os efeitos j conhecidos, apenas um estudo avaliou este

impacto. Por meio de medidas de EMT e EEG, foi observada maior excitabilidade

cortical em M1 e maior ERD de Mu na condio andica e menor excitabilidade

cortical em M1 e menor ERD na condio catdica em relao ao placebo

(MATSUMOTO et al., 2010).

Portanto, a combinao de ETCC e MM parece uma interessante alternativa.

Contudo, a amostra do trabalho foi de apenas 6 sujeitos e a anlise estatstica foi

realizada de forma pouco criteriosa (e.g., utilizando diferentes tipos de post hoc: ora

LSD, ora teste t). Ademais esses dados no foram comparados a situaes de

observao ou execuo do movimento. Sendo assim, o presente estudo se justifica pela

possibilidade de elucidar os efeitos da ETCC sobre uma amostra maior para possvel

inferncia dos efeitos sobre a populao geral e ainda, verificar os efeitos da ETCC em

ondas Mu na observao do movimento e sua comparao com a situao de

mentalizao.

41

2. Objetivos

2.1 Objetivos Gerais

Avaliar o efeito da estimulao transcraniana por corrente contnua em registro

eletroencefalogrfico de ondas Mu durante tarefa de observao e mentalizao de

movimentos.

2.2 Objetivos Especficos

Avaliar efeitos polaridade dependente de ETCC andica, catdica e placebo em

supresso de ritmo Mu durante condies de observao e mentalizao de

movimento biolgico e no biolgico.

Avaliar a supresso do ritmo Mu durante tarefas de observao e mentalizao

de movimento biolgico comparando com a condio controle.

Avaliar a supresso do ritmo Mu durante tarefas de observao e mentalizao

de movimento no biolgico comparado a situao controle.

Comparar supresso de Mu durante observao e mentalizao de movimento

biolgico e no biolgico.

3. Mtodo

3.1 Participantes

Participaram do estudo 21 voluntrios do sexo masculino, destros (atestado pelo

inventario de lateralidade de Edimburgo reduzido), com idade mdia de 23.8+3,06, com

ensino superior completo ou em curso, viso normal ou corrigida e no portadores de

doenas neurolgicas ou psiquitricas.

42

3.2 Instrumentos

3.2.1 De Caracterizao da Amostra

Foram coletados dados de caracterizao scio-demogrfica por meio de

preenchimento de ficha de dados scio-demograficos e em seguida foi aplicado o

Inventrio de Dominncia Lateral de Edimburgo verso reduzida (anexo A) para

confirmar que os voluntrios recrutados fossem todos destros.

3.2.2 De modulao do processamento neurofisiolgico

Equipamento de estimulao transcraniana por corrente contnua.

O equipamento utilizado para gerar corrente contnua constitudo basicamente

por quatro componentes principais: eletrodos (nodo e ctodo), ampermetro (medidor

de intensidade de corrente eltrica), potencimetro (componente que permite a

manipulao da intensidade da corrente) e um jogo de baterias para gerar a corrente

aplicada.

A fonte de energia eltrica obtida atravs da associao em srie de 3 baterias de

9 volts resultando em uma tenso total de 27 volts. Esta tenso aplicada nos extremos

de um potencimetro (reostato) com resistncia igual a 100 kOhms. A funo do

potencimetro de possibilitar uma tenso ajustvel variando de 0 at 27 volts.

Os eletrodos fazem com que a corrente eltrica se transmita do fio metlico para o

participante; so feitos de borracha condutora de eletricidade e no momento da

estimulao so envolvidos em esponja embebida em soluo fisiolgica. Os eletrodos

utilizados neste experimento tm dimenses de 5cmx7cm.

Utilizam-se, ainda, cintas elsticas para fixar os eletrodos no escalpe.

43

3.2.3 De Coleta e Anlise de dados Eletroencefalogrficos

Equipamento de EEG

a) Aparelho de Eletroencefalografia de 128 canais da marca Electrical

Geodesics, Inc (EUA) modelo EEG System 300.

Este equipamento composto por amplificador modelo Net Amps 300,

transformador com isolamento, brao articulado para suporte do amplificador, licena

para software de aquisio e anlise dos dados Net station, 6 redes de eletrodos modelo

hydrocel da Geodesic (tamanhos: beb, peditrica pequena, peditrica grande, adulto

pequeno, adulto mdio, adulto grande), CPU Macintosh para aquisio dos dados,

monitor de 23 para acompanhamento dos dados, cmera de vdeo digital Sony,

software para clculo de fontes geradores dos sinais (GeoSource Estimation Software),

pacote para Potencial Evocado relacionado a Evento (PST, Inc - EUA), estao de

trabalho E-prime para acoplar ao EEG (Net Station), computador de mesa Dell,

hardware para os experimentos (microfone, caixa de repostas, cabos, adaptador para

barra de resposta para o sistema EGI), monitor LCD 17 com vdeo splitter e switch,

barra de resposta para EGI, single clock, AV device.

b) EGI Net Station software para aquisio, visualizao e anlise dos dados

de EEG coletados.

E-Prime

Software para sincronizao com a coleta do EGG que permite a apresentao

dos estmulos (vdeos) da tarefa.

44

3.2.4 Tarefa de Observao e Mentalizao de Movimento

A tarefa composta por duas condies experimentais uma condio controle

para cada situao (observao e mentalizao), sendo a situao de observao sempre

seguida de sua mentalizao correspondente (e.g., observao de movimento biolgico

seguida de mentalizao de movimento biolgico). Cada condio apresentada por

duas vezes, de forma randomizada. A tarefa total tem durao aproximada de 18minutos

(Figura 01).

Observao

a) Observao de Movimento Biolgico (OB)

Instruo de observar atentamente o movimento e contar quantas vezes o

mesmo pausa. O vdeo consiste em movimento de pina de alta amplitude com

frequncia de aproximadamente 1 Hz, realizado com a mo direita - 2 blocos de

vdeos de 80s, sendo apresentadas de duas a quatro vezes, figuras estticas do

movimento por 1s.

b) Observao de Movimento No-Biolgico (ONB)

Instruo de observar atentamente o movimento e contar quantas vezes o

mesmo pausa. O vdeo consiste em duas esferas de mesmo tamanho se

aproximando e distanciando em mesma angulao da condio biolgica com

frequncia de movimento de 1 Hz - 2 blocos de vdeos de 80s, sendo

apresentadas de duas a quatro vezes, figuras estticas do movimento por 1s.

c) Controle 1

Instruo de observar atentamente o movimento. O vdeo consiste em

rudo branco 2 blocos de vdeos de 80s.

45

Mentalizao

a) Mentalizao de Movimento Biolgico (MB)

Instruo de fechar os olhos e imaginar-se realizando com a mo direita o

movimento de abertura e fechamento em pina na mesma frequncia do

movimento observado na condio de observao de movimento biolgico. Para

guiar a mentalizao foi utilizada pista sonora de metrnomo, constituindo 2

blocos de mentalizao biolgica de 80s, sendo cada sesso apresentada em

seguida da condio de observao de movimento biolgico

b) Mentalizao de Movimento No-Biolgico (MNB)

Instruo de fechar os olhos e imaginar a visualizao do mesmo

movimento de esferas observado na condio de observao, com a mesma

frequncia de tal. Para guiar a mentalizao foi utilizada pista sonora de

metrnomo, constituindo 2 blocos de mentalizao no-biolgica de 80s, sendo

cada sesso apresentada aps cada uma das sesses da condio de observao

no biolgica.

c) Controle 2

Instruo de fechar os olhos e imaginar a visualizao de rudo branco.

Foi utilizada a mesma pista sonora dos demais blocos garantindo que esse fator

no interferisse na avaliao das tarefas. Foram apresentadas 2 blocos de

mentalizao controle de 80s, sendo cada sesso apresentada aps cada uma das

sesses de condio de observao controle.

46

Para evitar efeitos sonoros na tarefa, na condio de observao

apresentado o mesmo som da pista sonora de metrnomo da condio de

mentalizao.

3.3 Procedimento

Participantes que contemplaram todos os critrios de incluso e excluso

descritos anteriormente foram convidados a participar do estudo. Para tal, foi solicitado

o consentimento livre esclarecido de cada participante aps serem-lhe explicados os

objetivos, mtodos, benefcios e riscos potenciais do estudo.

Assim, ao chegarem ao laboratrio os sujeitos responderam a ficha de dados

demogrficos.

Em seguida, os participantes foram encaminhados a uma sala preparada para os

procedimentos, com iluminao adequada e sem interferncia de rudos ou

movimentao/circulao de pessoas. Foi medida a circunferncia da cabea do sujeito

e marcados o vrtex e M1.

Anterior ao registro de EEG, os sujeitos receberam em cada um dos trs dias de

teste um tipo diferente de estimulao (placebo, andica ou catdica), descritas a seguir,

por 20min. A ordem das estimulaes foi randomizada e contrabalanceada entre os

sujeitos. Os participantes foram alertados para o fato de que poderiam receber tanto

estimulao placebo quanto ativa, porm no sabiam em que momento se daria cada

uma delas.

Estimulao andica do crtex motor primrio (ETCCandica) nodo

posicionado em C3 conforme sistema internacional 10-20 de EEG e ctodo supraorbital

contralateral;

47

Estimulao catdica do crtex motor primrio (ETCCcatdica) ctodo

posicionado em C3 conforme sistema internacional 10-20 de EEG e nodo supraorbital

contralateral;

Estimulao placebo (ETCCplacebo) - nodo posicionado em C3 conforme

sistema internacional 10-20 de EEG e ctodo supraorbital contralateral;

Na estimulao placebo, o aparelho de ETCC foi ligado por 20 segundos para

que o participante tivesse as mesmas sensaes das outras etapas e, em seguida o

aparelho foi desligado. Tal procedimento vem sendo continuamente descrito e tem se

mostrado eficaz na conduo de estudos com grupo placebo.

Imediatamente aps a ETCC, foi colocada a touca de 128 canais do EEG na

cabea do voluntario, a touca previamente preparada ficando por 5 min imersa em

soluo 1L de gua morna com 11g de cloreto de potssio e 5ml de xampu neutro

infantil. O tempo para o posicionamento e verificao do funcionamento da touca foi de

10-15min.

O participante sentou-se em poltrona confortvel a 110cm do monitor do

computador, e recebeu instrues orais detalhadas para a execuo da tarefa. Em

seguida, teve inicio a tarefa, que foi realizada trs vezes (em verses randomizadas) por

cada voluntrio em dias diferentes, sendo esses encontros separados por intervalo

mnimo de 48h.

O desenho experimental do estudo est ilustrado na figura 1.

48

Figura 01 Desenho Experimental. A ordem dos vdeos de observao foi randomizada, sendo exibido, em seguida, a mentalizao correspondente. Os eletrodos de entorno so: entorno de C3

(29, 30, 35, 37, 41, 42), Cz e entorno de C4 (87, 93, 103, 105, 110, 111) do sistema de EEG de

128 canais da marca Electrical Geodesics, Inc (EUA) modelo EEG System 300. O smbolo

sonoro indica os momentos em ocorria o estimulo auditivo do metrnomo.

3.4 Consideraes ticas

Os procedimentos experimentais adotados para o estudo obedeceram s normas

estabelecidas pelo Comit de tica em Pesquisa da Universidade Presbiteriana

Mackenzie que aprovou este projeto de pesquisa registrado no SISNEP (Processo

CEP/UPM no 1423/11/2011 e CAAE n

o 0117.0.272.000-11).

Todos os participantes foram orientados, tendo pleno conhecimento dos

objetivos e mtodos do experimento e deveriam ler a carta de informao ao sujeito de

pesquisa e fornecer seu consentimento livre esclarecido por escrito. Foram tambm

devidamente avisados de que todas as informaes fornecidas so estritamente sigilosas.

49

3.5 Anlise Estatstica

O registro do EEG inicialmente passou por uma fase de pr-processamento que

contm: a) filtro de 1Hz (Highpass Filtering); b) filtro de 30Hz (Lowpass Filtering); c)

segmentao - remoo dos 10s iniciais e finais de cada bloco (eliminando a

possibilidade de efeitos transitrios atencionais devido ao incio e trmino do estmulo)

e segmentao do traado em janelas de 2000ms; d) deteco de artefatos - foram

considerados artefatos e, consequentemente removidos: i) os canais com variao Max-

Min maior que 200V, ii) aqueles com mais de 20% de artefatos, iii) segmentos com

mais de 10 canais ruins ou com excessiva piscagem; e) combinao dos segmentos -

gerando uma mdia para os trials de cada condio; f) re-referenciamento dos eletrodos;

g) correo de linha de base a partir de 200ms anteriores a cada segmento.

Aps o pr-processamento foi realizado o ps processamento. Neste momento

foi integrada a taxa de poder de amplitude de 8-11Hz aplicando Wavelet Analyses

(utilizamos janela do tipo Cosinus com comprimento de onda de 0.10s; considerando

frequency step=0.98Hz e frequency scale factor=11.00). Em seguida, o dado foi

extrado e calculamos a razo do poder de Mu durante observao e mentalizao

experimental pelo poder de Mu em controle 1 e controle 2, respectivamente. Por fim,

para todas as condies de ETCC foi aplicado logaritmo de base dois na razo obtida

(condio experimental/condio controle). Esse mtodo tem sido amplamente aplicado

em anlises de poder do ritmo mu (OBERMAN et al., 2005, 2007; GIROMINI et al.,

2010; PINEDA et al., 2011)

A partir dos dados obtidos na fase de ps-processamento, foi realizada anlise

estatstica com o pacote statistica 8. Foram realizadas duas anlises de ANOVA para

medidas repetidas considerando como fatores: ANOVA1 - condio (observao vs.

mentalizao); movimento (biolgico vs. no-biolgico), estimulao (ETCCa vs.

50

ETCCc vs. ETCCp), hemisfrio (C3 (eletrodo 36) vs. C4 (eletrodo 104)); ANOVA2

condio (observao vs. mentalizao); movimento (biolgico vs. no-biolgico),

estimulao (ETCCa vs. ETCCc vs. ETCCp), eletrodos (entorno de C3 (eletrodos 29-

30-35-37-41-42) vs. entorno de C4 (eletrodos 87-93-103-105-110-111) vs. Cz)).

Anlise post hoc foi realizada quando encontrados efeitos significativos. Adotamos

=5%.

4. Resultados

Todos os participantes recrutados completaram o experimento completo e

tiveram seus dados utilizados na anlise. Nenhum participante relatou desconforto ou

apresentou efeitos adversos pela aplicao da ETCC.

A seguir esto apresentados os dados relativos ao poder de Mu considerando

condio, movimento, hemisfrio (eletrodos relacionados rea envolvida na tarefa) e

tipo de estimulao. Esta anlise diz respeito aos efeitos observados nos eletrodos C3 e

C4.

51

Tabela 01 ANOVA1 para medidas repetidas considerando os Fatores ETCC, Condio, Movimento e Hemisfrio (eletrodos das reas motoras envolvidas na tarefa C3 e C4).

Fatores F p p2

ETCC 0.41 0.67 0.02

Condio 1.05 0.32 0.05

Movimento 10.20 0.005 0.34

Hemisfrio 0.22 0.65 0.01

ETCC*Condio 2.70 0.08 0.12

ETCC*Movimento 1.20 0.31 0.06

Condio*Movimento 0.20 0.66 0.01

ETCC*Hemisfrio 3.41 0.04 0.15

Condio*Hemisfrio 0.03 0.85 0.002

Movimento*Hemisfrio 0.92 0.35 0.04

ETCC*Condio*Movimento 1.39 0.26 0.07

ETCC*Condio*Hemisfrio 0.46 0.63 0.02

ETCC*Movimento*Hemisfrio 4.18 0.02 0.17

Condio*Movimento*Hemisfrio 1.42 0.25 0.07

ETCC*Condio*Movimento*Hemisfrio 0.13 0.88 0.006

Como pode ser observado na Tabela 01, foram encontrados efeitos significativos

para o fator Movimento (F1,20=10.2; p=0.005; p2=0.3) e para as interaes

ETCC*Hemisfrio (F2,40=3.4; p=0.04; p2=0.1) e ETCC*Movimento*Hemisfrio

(F2,40=4.2; p=0.02; p2=0.2). Foram realizadas anlises post-hoc com teste Fisher LSD

para as interaes significativas.

Como pode ser observado na Figura 02 a anlise post-hoc para interao

ETCC*Hemisfrio mostrou diferena significativa entre ETCCc e ETCCa no eletrodo

52

C3 (p=0.016), i.e. ETCCc sobre C3 resultou em supresso de Mu nesta rea em relao

ETCCa independente do tipo de movimento.

A anlise post-hoc da interao ETCC*Movimento*Hemisfrio mostrou

diferena significativa entre C3 e C4 no movimento biolgico em ETCCa (p=0.001),

i.e. ausncia de supresso de Mu em C3 concomitante a supresso de Mu