UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
OLIVIA MORGAN LAPENTA
Efeito da Neuromodulação em ritmo Mu durante Observação e
Mentalização de Movimentos Biológicos e Não-Biológicos
São Paulo
2012
OLIVIA MORGAN LAPENTA
Efeito da Neuromodulação em ritmo Mu durante Observação e
Mentalização de Movimentos Biológicos e Não-Biológicos
Dissertação de Mestrado apresentada
ao Programa de Pós-Graduação em
Distúrbios do Desenvolvimento da
Universidade Presbiteriana Mackenzie
como requisito para obtenção do título
de mestre.
Orientador: Prof. Dr. Paulo Sérgio Boggio
São Paulo
2012
L311e
Lapenta, Olivia Morgan
Efeito da neuromodulação em ritmo Mu durante observação e mentalização
de movimentos biológicos e não-biológicos – Olivia Morgan Lapenta. 2012
85 f. : il. ; 30 cm
Dissertação (Mestrado em Distúrbios do Desenvolvimento) Universidade Presbiteriana Mackenzie, 2012.
Referências bibliográficas: f. 69-79.
1. Mentalização motora. 2. Observação e ação. 3. Ritmo Mu.
4. Estimulação transcraniana por corrente contínua. 5. Sistema neurôniosespelho. 6. Córtex motor primário. I. Título.
CDD 611.8
OLIVIA MORGAN LAPENTA
Efeito da Neuromodulação em ritmo Mu durante Observação e
Mentalização de Movimentos Biológicos e Não-Biológicos
Dissertação de Mestrado apresentada
ao Programa de Pós-Graduação em
Distúrbios do Desenvolvimento da
Universidade Presbiteriana Mackenzie
como requisito para obtenção do título
de mestre.
Aprovada em _______________________
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Paulo Sérgio 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, João Lapenta Neto e Silvia Helena Mele Morgan Lapenta, pela
liberdade de escolha, pelo incentivo, apoio e amor incondicional e minhas irmãs Bruna
Morgan Lapenta e Julia Morgan Lapenta, por ouvirem milhares de vezes meu trabalho e
o acharem incrível ainda que tudo que descrevam sobre ele seja: “Neurônios-Espelho”.
Agradeço especialmente ao Prof. Dr. Paulo Sérgio Boggio por permitir que eu ousasse
no tema e por incentivar todos os meus projetos, assim como pelo auxílio e dedicação
em todas as etapas deste e de todos os outros estudos desenvolvidos em seu laboratório.
Agradeço basicamente ao trabalho impecável como orientador, pois seria impossível
descrever minha gratidão em termos de crescimento profissional e pessoal.
Ao grupo do laboratório de Neurociência Cognitiva e Social da UPM por
transformarem o ambiente de trabalho praticamente em uma segunda casa. Sou grata,
além da amizade, pelo trabalho cooperativo e todas as discussões e críticas que
engrandeceram esse e tantos outros projetos desenvolvidos pelo grupo. Em especial as
“tartarugas velhas” Cláudia Aparecida Valasek que escreveu comigo o capítulo de um
livro que inspirou parte desse trabalho e Nathalia Ishikawa Baptista e Ana Carolina
Alem Giglio por salvarem as ilustrações do trabalho.
Aos integrantes da banca, Prof. Dr. Elizeu Coutinho de Macedo e Prof. Dr. Felipe
Fregni pelas grandes contribuições durante a construção dessa dissertação.
À minha irmã de coração, Maíra De Lamonica Guimarães pelas eternas risadas e à
grande amiga Patrícia Rennó pelo ponto de apoio próximo a faculdade. Agradeço a
ambas pelas sessões de desabafo e os momentos de alegria garantidos. Tudo sempre se
torna mais leve com a presença de vocês!
À Yuri Freire Basdadjian pelo apoio, paciência e carinho nesse caminho que vem sendo
traçado.
Por fim agradeço a todos os voluntários de pesquisa sem os quais este projeto jamais
sairia do papel.
“A percepção do desconhecido é a mais
fascinante das experiências. O homem que não
tem os olhos abertos para o mistério passará
pela vida sem ver nada.”
Albert Einstein
Apoio:
Resumo
A teoria de simulação mental sugere ativação da rede neural motora durante
mentalização e execução de movimentos, de maneira análoga à ativação em observação e
execução de ações, o que é mediado pelo Sistema de Neurônios-Espelho. Esta ativação pode ser
mensurada por supressão do ritmo Mu registrado por eletroencefalografia. É proposto que a
ativação de áreas motoras e, portanto, o aumento de excitabilidade cortical em cortex motor
primário e a dessincronização do ritmo Mu ocorram em consequência de insumo proveniente do
Sistema Neurônios-Espelho pré-motor. A estimulação transcraniana por corrente contínua
consiste numa técnica de neuromodulação por facilitação e inibição de disparo neuronal levando
a aumento e redução de excitabilidade cortical, respectivamente. Assim, foi proposto avaliar os
efeitos polaridade dependentes desta técnica sobre ritmo Mu durante tarefas de observação e
mentalização de movimentos biológicos e não biológicos. Para tal, aplicamos estimulação
anódica, catódica e placebo em 21 homens destros (idade média de 23.8+3,06), sobre córtex
motor primário esquerdo (2mA por 20min) e, em seguida foi feito o registro
eletroencefalográfico considerando os eletrodos C3, C4 e entorno de C3 e C4 e Cz. A análise de
C3 e C4 apresentou efeitos significativos quanto ao tipo de Movimento (p=0.005) e ainda
quanto as interações entre tipo de estimulação e hemisfério (p=0.04) e tipo de estimulação, de
movimento e hemisfério (p=0.02). A análise dos eletrodos do entorno revelou efeito
significativo para a interação entre tipo de estimulação, condição da tarefa e tipo de movimento
(p=0.03). Assim, os principais achados do estudo foram i. supressão de Mu para movimento
biológico (em mentalização e observação) da região da mão em hemisfério contralateral após
estimulação placebo, ii. efeitos inversos para eletrodos de entorno em condição de mentalização
e iii. neuromodulação polaridade dependente de ritmo Mu. Os resultados de oscilação de Mu
são discutidos considerando ERD focal/ ERS entorno de acordo com o tipo de tarefa.
Concluímos que há dessincronização contralateral focal de Mu durante observação e
mentalização de movimentos biológicos, acompanhada por sincronização de áreas
motoras não envolvidas na tarefa apenas na condição de mentalização e que a
estimulação transcraniana por corrente contínua tem efeito sob toda a superfície do
eletrodo e difere de acordo com a polaridade aplicada. O uso da estimulação
transcraniana por corrente contínua combinada com tarefas de observação e
mentalização pode conferir uma estratégia interessante de intervenção em distúrbios
envolvendo comprometimento das habilidades motoras bem como comprometimento de
habilidades de imitação e compreensão das ações do outro.
Palavras-chave: mentalização motora, observação de ação, ritmo Mu, estimulação
transcraniana por corrente contínua, sistema neurônios-espelho, córtex motor primário.
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 other’s actions.
Key-words: motor imagery, action observation, Mu rhythm, transcranial direct current
stimulation, mirror-neuron system, primary motor cortex.
LISTA DE ABREVIAÇÕES
CP – Córtex Parietal
CPD – Córtex Parietal Direito
CPE – Córtex Parietal Esquerdo
CPP – Córtex Parietal Posterior
EEG – Eletroencefalografia
EMT - Estimulação Magnética Transcraniana
ERD – Dessincronização Relacionada ao Evento (Event-Related Desynchronization)
ERP – Potencial Evocado Relacionado ao Evento (Event-Related Potential)
ERS – Sincronização Relacionada ao Evento (Event-Related Synchronization)
ETCC – Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua
M1 – Córtex Motor Primário
MB – Mentalização Biológica
MEP – Potencial Motor Evocado (Motor-Evoked Potential)
MM – Mentalização Motora
MNB – Mentalização Não-Biológica
MNS – Sistema Neurônios-Espelho (Mirror-Neuron System)
NMDA – N-Metil-D-Aspartato
OB – Observação Biológica
ONB – Observação Não-Biológica
RMF – Ressonância Magnética Funcional
SNC – Sistema Nervoso Central
STS – Sulco Temporal Superior
TEA – Transtorno do Espectro do Autismo
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Desenho Experimental .................................................................. 48
Figura 2: Poder de Mu nos eletrodos C3 e C4 para Movimento Biológico
e Não-Biológico ...........................................................................................
53
Figura 3: Poder de Mu nos eletrodos do entorno para as condições de
Mentalização e Observação em movimento Biológico e Não-Biológico .... 55
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: ANOVA para medidas repetidas relativa ao poder de Mu em
área envolvida na tarefa ...............................................................................
51
Tabela 2: ANOVA para medidas repetidas relativa ao poder de Mu em
áreas não envolvidas na tarefa ...................................................................... 54
SUMÁRIO
1. Introdução ................................................................................................... 11
1.1 Imagem Mental Motora ................................................................
11
1.1.1 Mentalização Motora e o Sistema Neurônios-Espelho ..
11
1.1.2 Excitabilidade Cortical durante Imagem Mental ..........
17
1.2 Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) ........
25
1.3Mentalização Motora, Estimulação Não-invasiva e Reabilitação.
29
1.4 Eletroencefalografia .....................................................................
31
1.4.1 Frequência Mu ..............................................................
33
1.4.2 Supressão das ondas Mu por Mentalização Motora......
35
2. Objetivos ..................................................................................................... 41
2.1 Objetivos Gerais ...........................................................................
41
2.2 Objetivos Específicos ...................................................................
41
3. Método .......................................................................................................
41
3.1. Participantes ................................................................................. 41
3.2. Instrumentos ................................................................................
42
3.2.1 De caracterização da amostra .......................................
42
3.2.2 De modulação do processamento neurofisiológico......... 42
3.2.3 De Coleta e Análise de dados Eletroencefalográficos....
43
3.2.4 Tarefa de Observação e Mentalização de Movimento ... 44
3.3 Procedimento ...............................................................................
46
3.4 Considerações Éticas .................................................................... 48
3.5 Análise Estatística ........................................................................
49
4. Resultados ................................................................................................... 50
5. Discussão ....................................................................................................
55
6. Conclusão ...................................................................................................
67
7. Referências .................................................................................................
69
ANEXOS
A.Inventário de Dominancia Lateral de Edimburgo ........................
80
B. Termo de Consentimento Livre-Esclarecido ...............................
81
C. Carta de aprovação do Comitê de Ética ......................................
83
11
1. Introdução
1.1 Imagem Mental Motora
1.1.1 Mentalização Motora e o Sistema Neurônios-Espelho
Imagem mental (termo em inglês, imagery) consiste na mentalização de entradas
sensoriais e motoras, podendo ser definida como um processo ligado à percepção em
ausência de estímulo real externo (ANNETT, 1995; FARAH, 1984; KOSSLYN et al.,
2001). A geração de uma imagem mental de movimento, referida como mentalização
motora (MM) (em inglês, motor imagery), é baseada em propriocepção e mentalização
visual.
Para Decety e Grézes (2006), a imaginação, ou produção de imagem mental,
apresenta vantagens adaptativas evolucionárias por permitir planejamento e antecipação
das ações do outro, bem como o estabelecimento de empatia com o outro.
A teoria de simulação mental traz como ideia básica que a rede neural motora
seja ativada tanto na mentalização de ações motoras quanto na execução dessas mesmas
representações (JEANNEROD, 2001), de maneira análoga à ativação em observação e
execução de ações, o que é mediado por um sistema neuronal chamado de Sistema de
Neurônios-Espelho (Mirror Neuron System - MNS) (RIZZOLATTI, FOGASSI,
GALLESE, 2001; RIZZOLATTI, 2005).
Os neurônios-espelho são um tipo especial de neurônios que disparam tanto
quando um indivíduo realiza uma ação quanto quando ele observa uma ação semelhante
realizada por outro individuo, ou ainda, na apresentação de palavras relacionadas a ação
(e.g., chutar), que ativa áreas cerebrais relacionadas à execução da mesma (HAUK e
PULVERMULLER, 2004) mostrando, dessa forma, integração multimodal dos sistemas
12
auditivo, visual e motor (RIZZOLATTI, 2005; LE BEL, PINEDA, SHARMA, 2009). O
sistema responsável por essa ativação foi inicialmente descoberto na área F5 do córtex
pré-motor de macacos, porém fortes evidências sugerem a existência de um sistema
comparável na região homóloga do córtex pré-motor humano (FADIGA et al., 1995).
O MNS é composto por uma rede de áreas, incluindo a pars opercularis do giro
frontal inferior e sua área adjacente ventral (córtex frontal inferior), o lóbulo parietal
inferior e o sulco temporal superior (STS), que são ativadas durante a observação e
imitação de uma ação (HADJIKHANI et al., 2006).
Segundo RIZZOLATTI; FOGASSI; GALLESE (2001) este sistema parece
unificar no mesmo mecanismo neural, uma variedade de fenômenos que vão além dos
comportamentos elementares, como facilitação da resposta, podendo também
desempenhar um papel crítico em funções cognitivas superiores, como aprendizado da
imitação e compreensão da ação e desenvolvimento da linguagem. A região de Broca,
tradicionalmente vista como uma área relacionada à linguagem expressiva (fala), tem se
demonstrado ativa nos estudos de neuroimagem, nos seres humanos, tanto na
observação quanto na execução de ações sendo identificada como uma das regiões
contendo neurônios-espelho (ARBIB, 2005).
Gallese e Goldman (1998) levantaram ainda a hipótese de que além de ser parte
ou realizar uma função precursora da habilidade geral de compreender o estado mental
do outro (e.g. percepções, objetivos, crenças e expectativas) por mecanismos similares
de observação e internalização da ação de outro indivíduo, os neurônios-espelho possam
constituir parte de um sistema capaz de modular um plano para a execução de certa ação
por meio da simulação mental da mesma, ou seja via mentalização motora (MM).
Estudos de MM abordam duas técnicas de mentalização (i) em primeira pessoa
(e.g. imaginar-se realizando ações) e (ii) em terceira pessoa (e.g., imaginar o outro
13
realizando ações) (RUBY, DECETY, 2001). Alguns autores não consideram a
mentalização em terceira pessoa como MM por não produzir no participante a sensação
de realização do movimento (DECETY, 1996; MUNZERT et al, 2009), outros
demonstram que esse tipo de tarefa apresenta resultados próximos e tão relevantes
quanto a mentalização em primeira pessoa (FOURKAS et al., 2006).
Devido à relevância dos estudos de mentalização em terceira pessoa e das bases
bem estabelecidas quanto ao funcionamento dos neurônios-espelho e o destaque que
estes estudos vêm recebendo, consideraremos MM como tarefas de mentalização de
movimento próprio e do outro, pois estas MMs bem como a observação de ação, podem
ativar múltiplas áreas sensoriais e motoras, parecendo eliciar atividade cortical motora
na ausência do movimento propriamente dito.
Acredita-se que estas tarefas representem um estágio sutil da execução da ação
delineada por áreas corticais tipicamente envolvidas em planejamento e execução
motora, como área motora suplementar, córtex pré-motor e córtex motor primário (M1)
(JEANNEROD, 2001). Sendo que o córtex pré-motor parece intimamente envolvido a
três processamentos, (i) execução motora, (ii) observação da ação (RIZZOLATTI,
CRAIGHERO, 2004) e (iii) mentalização motora (MICHELON, VETTLE, ZACKS,
2006).
O estudo desses processamentos tem recebido destaque em função do avanço na
compreensão dos mecanismos neuroplásticos consequentes de lesões medulares e, por
sua vez, do uso de técnicas de MM como ferramentas que auxiliam ou funcionam como
guia para efeitos plásticos bem-adaptados.
Na última década, diversos estudos mostraram os efeitos neuroplásticos maladaptativos pós lesão medular (FLOR, NIKOLAJSEN, JENSEN, 2006). Nessa direção,
já é bem estabelecido que tarefas motoras com componente supra-espinal podem ser re-
14
aprendidas por circuitaria espinal após lesão medular e, dessa forma, as intervenções
visando reabilitação devem considerar aspectos fundamentais do aprendizado motor.
Ademais, o objetivo de toda intervenção de reabilitação é a de prática de habilidades
que possam ser transferidas a situações do cotidiano, para então, aumentar a função
efetiva em novas situações (MARSH et al., 2011). O tipo de treinamento a ser aplicado,
no entanto, é desafiador, uma vez que o sistema periférico está comprometido e
disfuncional.
Pensando na tripla ativação de áreas motoras durante mentalização, observação e
execução de ações motoras, citada previamente, a MM pode representar uma alternativa
interessante em intervenção/reabilitação e esta atividade, bem como observação de ação,
vem sendo crescentemente utilizada como técnica auxiliar de reabilitação motora, até
porque, o processo de mentalização da ação não é dependente da capacidade de executar
um determinado movimento (DECETY, 1996). Isto abre margem para seu uso no
aprendizado de novas habilidades ou auxílio no direcionamento dos mecanismos
neuroplásticos adaptativos pós lesão medular.
Estudos de imagem mental inicialmente utilizavam medidas comportamentais
como tempo reportado para mentalização da ação e tempo real utilizado para a execução
da ação em si (e.g. mentalização e execução de caminhada). Esses estudos obtiveram
resultados similares de média de tempo em ambas as tarefas. Foi demonstrado, também,
que artefatos sonoros e de fadiga muscular afetam ambas as situações em mesma
proporção (para revisão ver MUNZERT et al., 2009).
Os estudos mencionados utilizaram medidas subjetivas por apresentarem a
desvantagem de depender do sujeito para dar a resposta após tarefa de imagem mental.
Testes mais sofisticados de rotação mental, baseados em medidas implícitas, consistem
em uma extensão de duração mental de movimentos por requererem simulação mental
15
da tarefa de rotação sendo análoga a rotação física tanto de objetos não biológicos (e.g.,
figuras abstratas e letras) (DESROCHER, SMITH, TAYLOR, 1995), quanto de
membros corporais (e.g., mão) (GANIS et al., 2000) no espaço. Assim, segue-se a
premissa de que execução e mentalização motora de rotação mental apresentam bases
representacionais comuns e são menos propensas à alternativas de estratégias. Ademais,
nestes é possível elaboração e registro computadorizado permitindo mensuração
comportamental mais precisa (MUNZERT et al., 2009).
Os avanços em neurociências na última década tornaram possível o estudo das
interações multimodais (HUETTEL, SONG, McCARTHY, 2004) por meio de medidas
de ativação neural que auxiliam na melhor compreensão quanto a geração e sustentação
de MM e seu impacto em performance motora posterior.
Diversas técnicas como ressonância magnética funcional (RMF) e tomografia
por emissão de pósitrons (TEP), por estimulação cerebral não invasiva (EMT e ETCC),
eletroencefalografia (EEG) e magnetoencefalografia (MEG) confirmam ativação de
áreas motoras e evidenciam o envolvimento do MNS tanto durante a execução do
movimento quanto em MM e observação de ação.
Cramer et al. (2007) ilustra essa ativação comparando 10 controles saudáveis
com 10 pacientes com lesão na medula espinhal e tetra paraplegia. Os dois grupos
foram submetidos à avaliação antes e após 7 dias de treinamento por MM para língua e
pés. Observando melhora significativa em velocidade do movimento dos músculos não
paralisados e maior recrutamento de estruturas como o putâmen esquerdo, registrado
por RMF, demonstrando que a MM melhora o comportamento motor independente de
controle motor voluntário e feedback periférico.
Michelon, Vettel e Zacks (2006) em tarefa de mentalização de movimento de
rotação da mão, observaram ainda, por RMF, ativação contralateral (em relação à mão
16
imaginada) em MM e preparação motora bem como em execução motora em córtex
motor primário (M1), área motora suplementar (AMS) e tálamo, e cerebelo ipsilateral.
Esses dados corroboram os achados de Decety et al. (1992) de ativação de AMS em
tarefa de mentalização de sequência de movimentos de dígitos indicando que AMS tem
um papel importante para a programação interna e simulação de sequências motoras
complexas.
Há ainda evidências do envolvimento do córtex parietal posterior (CPP) durante
MM. O CPP parece ser essencial para manter uma representação interna do
estado/posição do membro efetor de movimento (e.g. mão) necessário para produzir
uma relação consistente durante a execução da ação, tendo assim papel de unir as
informações da atividade neural relacionada à trajetória e meta do movimento
(DECETY, GREZES, 2006; MULLIKEN, ANDERSEN, 2009). Além disso, imagem
por TEP tem contribuído para evidenciar
importante na realização
de
que o CPP desempenha um papel
processos necessários para a
rotação mental
(HARRIS et al., 2000).
Além disso, estudos com RMF reportam ativação de redes fronto-parietais, prémotoras e frontais durante simulação mental de movimentos simples (e.g. flexão e
extensão) e complexos (e.g. tocar piano) tanto em MM quanto na execução da ação
propriamente dita (DECETY, 1996; MEISTER et al., 2004). Diversas pesquisas nessa
linha demonstraram resultados semelhantes de MM, além de terapia do movimento,
biofeedback eletromiográfico e robótica em pacientes com acidente vascular cerebral
(AVC) (para revisão ver RABADI, 2011).
O uso de ferramentas como EMT e ETCC têm sido empregado na compreensão
das estruturas motoras recrutadas em tarefas de mentalização e observação de ação, dos
valores de excitabilidade cortical e dos mecanismos de neuroplasticidade assim como
17
novas estratégias de reabilitação, 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 neurológicas e déficits
neuropsicológicos (ROSSI, ROSSINI, 2004; WANG et al., 2010).
1.1.2 Excitabilidade Cortical durante Imagem Mental
As técnicas de estimulação cerebral não invasiva podem alterar representações
corticais motoras dos membros e, duas abordagens vêm sendo exploradas visando
reabilitação por meio de ETCC e EMT i.e., aumento da excitabilidade cortical do
hemisfério afetado usando estimulação ipsilateral (FREGNI et al., 2005; HUMMEL,
COHEN, 2006) e redução da inibição interhemisférica provocada pelo hemisfério
preservado sobre o hemisfério lesionado por meio de estimulação contralateral
(BOGGIO et al., 2007; FREGNI et al., 2005; MANSUR et al., 2005).
A EMT possibilita, além de neuromodulação, a mensuração de excitabilidade
cortical via potencial motor evocado (motor evoked potential – MEP), geralmente
registrado por eletroneuromiógrafo em diversos músculos das mãos e braços (NAJIB et
al., 2011). EMT de pulso único permite medir a excitabilidade e condutividade
corticoespinal de vias motoras, quando a mesma é aplicada em M1. Já EMT de pulso
pareado permite investigar mecanismos intracorticais de facilitação e inibição (ROSSI,
ROSSINI, 2004). Dessa maneira, a EMT confere uma medida biológica importante de
ativação de áreas corticais envolvidas em diversas atividades.
A intensidade do estímulo magnético aplicado para acessar o limiar motor é o
minimamente necessário para evocar MEPs e assim não se espalha para áreas
subjacentes (MATSUMOTO et al., 2010). Assim, esta nova tecnologia tem ganhado
espaço nessa área de pesquisa, não apenas por seu potencial de facilitação em
18
determinadas tarefas e por apontar áreas cruciais de determinadas funções cognitivas e
motoras (via produção de lesões virtuais), mas principalmente, no caso da MM por
fornecer uma medida precisa dos efeitos de intervenção.
Fadiga et al. (1999), utilizaram EMT para investigar se a excitabilidade do
sistema cortico-espinal é seletivamente afetada por MM. Foram realizados registros de
MEP do músculo das mãos e braços direito e esquerdo durante simulação mental de
movimentos de flexão e extensão e EMT em córtex motor direito e esquerdo durante
MM de abertura e fechamento contralateral das mãos. A MM foi conduzida por som
(i.e., fase de aumento da frequência sonora indicava que deveriam mentalizar abertura
da mão e em fase de diminuição da frequência indicava que deveriam mentalizar
fechamento da mão). O padrão de excitabilidade durante MM simula de forma dinâmica
o ocorrido durante a execução do movimento, isto é, a excitabilidade cortical durante
MM é similar ao observado durante movimentação real. Além disso, EMT no córtex
motor esquerdo aumentou a excitabilidade córtico-espinal em MM ipsilateral e
contralateral e EMT em córtex motor direito levou a facilitação do efeito induzido por
MM apenas nos movimentos contralaterais. Tais resultados mostram, com o uso de
EMT, o papel da MM como estratégia de neuromodulação de estruturas cerebrais
motoras.
Estudo posterior avaliou efeito da MM em movimento abdutor do polegar por
registro de MEPs com EMT. Foi realizada a mensuração não apenas dos músculos
envolvidos na tarefa, no caso o músculo abdutor curto do polegar (ipsilateral e
contralateral), mas também de um músculo “controle”, não envolvido na tarefa, para
averiguar se a mentalização teria um efeito músculo-específico de acordo com o
movimento instruído na tarefa. A mentalização levou a aumento da amplitude dos
MEPs apenas no músculo do abdutor do polegar contralateral, confirmando
19
especificidade focal. Além disso, este estudo avaliou ainda o limiar motor antes e após a
tarefa verificando redução deste, o que está de acordo com aumento de excitabilidade
cortical (FACCHINI et al., 2002). Essa especificidade muscular é confirmada por
aumento de excitabilidade em M1 concomitante a redução de inibição intracortical tanto
em MM quanto em observação de movimento de flexão de dedo próprio ou de outro
indivíduo (PATUZZO, FIASCHI, MANGANOTTI, 2003).
Conforme comprovada a excitabilidade cortical aumentada durante MM em
tarefas simples, pesquisas avançaram para tarefas de imagem mental mais complexas,
envolvendo movimentação biológica e não biológica, em primeira e em terceira pessoa,
com e sem envolvimento de objetos e ainda combinando ações dirigidas ou sem sentido.
Nessa direção, Fourkas et al. (2006) comparou MEPs nos músculos interósseo
dorsal e abdutor do dedo mínimo durante a aplicação de EMT de pulso único durante
quatro tarefas: de MM realizadas em primeira e terceira pessoa, imagem mental visual
(i.e. movimento não biológico) e imagem mental estática (i.e., perspectiva, em primeira
pessoa, de mão imóvel). MM em relação a imagens estáticas resultou em aumento da
excitabilidade no músculo interósseo dorsal, mas não em abdutor do dedo mínimo.
A facilitação demonstrada pelo aumento dos MEPs em músculo interósseo
dorsal foi observada na condição de imagem mental de terceira pessoa (na qual a ação
foi claramente atribuída a outra pessoa). Os autores atribuem os resultados obtidos na
mentalização do movimento em terceira pessoa à ativação do sistema de neurôniosespelho (FOURKAS et al., 2006).
Roosink e Zijdewind (2010), ao realizarem o estudo comparando a
excitabilidade cortico-espinal durante observação de movimento sequenciado simples e
complexo dos dedos indicador, médio, anelar e mínimo em três condições e suas
combinações (MM, execução e observação), observaram que a excitabilidade foi
20
aumentada em todas as condições em relação à excitabilidade de repouso, sendo este
aumento maior durante a observação ativa em relação a passiva e MM visual ou
cinestésica. A dificuldade da tarefa também influencia na mudança 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 observação ativa e durante a MM pode ser o resultado de um aumento da
atividade cortical combinado com alterações a nível da coluna vertebral.
Ademais, Vargas et al. (2004) demonstraram com uso de EMT que posição
postural compatível ao movimento a ser mentalizado pode resultar em maximização do
efeito mensurado por MEPs (i.e., potenciais maiores e abrangendo maior área) enquanto
posições incompatíveis resultam em minimização deste efeito, tendo ainda correlação
com o tempo levado para execução da tarefa, i.e., em posturas compatíveis a
mentalização é mais rápida.
Shimura e Kasai (2002) propõem que a posição facilitatória do membro
aumentaria a excitabilidade cortical e espinal devido a um maior insumo sensorial
periférico. Ainda que essa hipótese não possa ser excluída, o efeito modulatório da
posição do membro pode ser decorrente puramente do SNC já que a posição da mão
real daria um sinal discrepante ao da postura a ser mentalizada.
Nas pesquisas com ação dirigida e com uso de objetos são levantadas hipóteses
acerca do conhecimento tátil de um objeto ou, ainda, da presença deste em mãos durante
a tarefa de imagem mental. É interessante ressaltar alguns estudos elaborados visando
avaliar possíveis influências destas circunstâncias na excitabilidade córtico-espinal.
Mizuguchi et al. (2009) propuseram que os participantes se imaginassem apertando
uma bola, ora com a bola em mãos, ora sem ter nada nas mãos. A comparação e
monitoramento de MEPs no músculo dorsal interósseo (mão) nas duas situações após a
21
aplicação de EMT no córtex motor permitiu verificar maior amplitude na condição com
bola em mãos. Tal resultado sugere que o toque da bola reforce a MM, sendo este
originado por algumas mudanças da via cortico-espinal e não da via aferente do córtex
somatossensorial, uma vez que potenciais evocados somatossensorias foram medidos e
não houve modulação dos mesmos na situação “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 músculoespecífico/compressão específica. Após EMT sobre M1, os autores avaliaram os MEPs
dos músculos interósseo dorsal, abdutor do dedo mínimo e flexor superficial dos dedos
em duas tarefas – execução motora de preensão de esferas de diferentes dimensões e
MM de preensão destas mesmas esferas, com o advento que assim já teriam
conhecimento do material e dimensão do objeto que deveriam mentalizar em mãos. Foi
observado mesmo padrão de ativação para esferas pequenas (i.e. flexor interósseo dorsal
mais ativado em relação ao abdutor do dedo mínimo e flexor superficial) e esferas
grandes (i.e. maior ativação de abdutor do dedo mínimo e flexor superficial) para ambas
as situações.
Estas ativações são explicadas pela tendência de precisão na preensão de objetos
pequenos, levando a preensão em pinça e, em contraste, para objetos grandes é
necessário usar os cinco dígitos, gerando este padrão de ativação muscular. No caso das
esferas médias todos os músculos foram ativados de forma similar, um padrão ocorrido
quando se utilizam mais de dois dígitos na preensão de objetos (ANSON et al.,2002;
HASEGAWA et al., 2001; TINAZZI et al., 2003).
Aparentemente o processo predominantemente necessário para planejamento de
preensão ocorre principalmente por ativações musculares de acordo com as
22
propriedades do tipo de movimento e forma da mão mais adequada para tal movimento
(CESARI, PIZZOLATO, FIORIO, 2011). Já em relação à aplicação de força, estudos
indicam que este planejamento ocorra de forma separada já que a ativação motora
obtida neste tipo de tarefa, é mais precisa durante execução da ação em relação a
facilitação registrada durante MM (CESARI, PIZZOLATO, FIORIO, 2011; PARK, LI,
2011).
Enquanto as alterações de excitabilidade parecem ter sido bem esclarecidas se
tratando de tarefas de movimentos simples de articulação única, se tratando de
movimentos do dia-a-dia envolvendo diversos músculos, são encontradas divergencias
entre índivíduos quanto a ativação músculo-específica.
Por meio de projeção de movimentos (i.e., o estímulo previamente filmado era
projetado de forma que o movimento observado parecesse estar sendo realizado pelo
próprio indivíduo), foi encontrada maior excitabilidade cortical em relação à condição
repouso, porém em diferentes magnitudes de focalidade para cada sujeito. Apesar das
variações entre indivíduos o padrão foi constante para todas as tarefas no mesmo
indivíduo, sugerindo que alguns indivíduos tenham maior habilidade de precisão no
mapeamento dos movimentos observados em seu próprio repertorio motor e que esse
tipo de resposta seja válida para diversas ações do dia-a-dia, ou ainda que este resultado
se deva a diferentes direcionamentos de atenção durante a observação (HETU et al.,
2010).
Com isso, a partir dos estudos feitos até então, podemos concluir que a EMT
confere medidas precisas de excitabilidade cortical e confirma o aumento da atividade
bem como a redução de limiar motor em áreas corticais motoras durante o processo de
imagem mental relacionada à motricidade. Tais achados são importantes na medida em
23
que sinalizam a possibilidade de estratégias de mentalização como ferramenta de
neuromodulação e recrutamento de estruturas cerebrais motoras.
Além das áreas motoras, devido à técnica de mentalização envolver
“visualização mental” e controle da trajetória mental dos movimentos, como
mencionado previamente o CPP é uma área também 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 córtex parietal nas funções de MM. No primeiro estudo, participantes
realizaram mentalização de motricidade de membro superior durante RMF. Os autores
observaram ativação de CPD e CPE. No segundo experimento, os participantes foram
instruídos a imaginar a mesma sequência de movimentos enquanto recebiam a EMT no
córtex parietal direito ou esquerdo. Ao final de cada mentalização, deveriam posicionar
o membro no modo correto com a sequência mentalizada. Os autores observaram
prejuízo no desempenho da tarefa após EMT ativa em relação a placebo e, com isso,
argumentam que EMT interferiu nos processos de mentalização da sequência motora.
Diversos trabalhos com EMT buscaram também responder questões de
assimetria inter-hemisféricas relacionadas à MM, entretanto os resultados são bastante
divergentes. Fadiga et al. (1999), encontraram maiores efeitos de MEPs no hemisfério
motor dominante. Outros estudos encontraram maior excitabilidade do hemisfério não
dominante (YAHAGI, KASAI, 1998; KUHTZ-BUSCHBECK et al., 2003). E, por
vezes, as assimetrias inter-hemisféricas não são observadas (FACCHINI, 2002;
FLEMING et al., 2010).
Considerando que MM induz mudança na excitabilidade cortical sendo está
passível de mensuração com o uso de EMT, alguns autores têm investigado a relação
entre MM e excitabilidade cortical em algumas patologias específica.
24
Liepert et al. (2009, 2011) investigaram tal relação em pacientes com paresia
psicogênica. Em contraste com os dados de aumento da excitabilidade em M1 e CP
durante tarefas de imagem mental, estudos em sujeitos com paresia psicogênica de
membro superior e inferior mostraram diminuição de excitabilidade cortical em M1
durante mentalização de ação dos membros afetados. Os pacientes em questão
apresentam MEPs de MM inferiores aos MEPs de repouso, sugerindo inibição do
sistema motor durante a tarefa, e aumento regular de excitabilidade motora durante
observação de outro sujeito realizando o mesmo movimento; em consonância com o
que é geralmente encontrado tanto em sujeitos saudáveis como em pacientes
neurológicos. Os autores especulam que essa discrepância possa constituir o substrato
eletrofisiológico da inabilidade de se mexer voluntariamente em distúrbios de conversão
motora, mostrando o envolvimento crucial da mentalização no planejamento da ação e,
levantam ainda o papel importante da perspectiva em terceira pessoa sugerindo, nesses
casos, que o foco de atenção do paciente em outra pessoa possa ser a melhor forma de
aplicação terapêutica (LIERPERT et al.,2009; LIEPERT et al., 2011).
Outra condição que vem sendo investigada dessa forma é o autismo. Em estudo
de avaliação dos MEPs em tarefa de observação de movimentação de dedos, realizada
em grupo controle e grupo autista pareados por sexo e idade, foi demonstrado que no
grupo de autistas a excitabilidade cortical é significativamente menor em comparação
ao grupo controle e, além disso, a observação dos movimentos dos dedos facilitou o
potencial evocado motor gerado por EMT no grupo controle, mas não no grupo de
autistas. Os achados são discutidos a luz de estudos prévios sobre o comprometimento
do MNS nesse grupo (THÉORET et al., 2005).
Tais resultados sinalizam novas
possibilidades de se investigar as bases neurais dos déficits cognitivos e sociais
característicos no autismo.
25
Sendo assim, os substratos neurais envolvidos na compreensão e realização
dessas tarefas podem estar comprometidos e as técnicas de modulação cerebral se
apresentam como ferramentas que modulam a excitabilidade, podendo aumentá-la
nesses casos, o que possivelmente resultaria em efeito facilitatório nesses grupos com
funcionamento cortical anormal e, dessa forma, funcionando como ferramenta de
intervenção.
1.2 Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC)
A história do uso de corrente elétrica aplicada em seres humanos remonta a
períodos anteriores à própria descoberta de como se gera corrente elétrica. Scribonius
Largus, médico na Roma antiga (43-48 DC) observou súbita letargia transitória e
concomitante alívio de dor ao colocar um peixe elétrico vivo sobre o escalpe de paciente
com dor de cabeça, direcionando, desta forma, uma forte corrente elétrica direta.
Plinio, o velho, e Claudius Galeno reproduziram estes resultados, percebendo
que o benefício deveu-se ao torpor e efeito narcótico induzido pela transferência de
eletricidade do peixe elétrico (PRIORI, 2003).
Alessandro Volta em 1792 reconheceu que o estimulo elétrico de durações
variadas pode evocar diferentes efeitos fisiológicos; desenvolveu, ainda, a pilha
voltaica, permitindo a geração de eletricidade e seu uso sistemático (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 galvânicas” para a indução de
corrente direta em tecidos. Assim, após estes experimentos, as correntes galvânicas
foram prontamente aplicadas em medicina clínica, particularmente em distúrbios
mentais (PRIORI, 2003).
26
Aldini realizou estudos preliminares também em cadáveres e na cabeça de
humanos recentemente guilhotinados, obtendo contração muscular facial nos mesmos.
Augistin e Grapengiesser também utilizaram correntes galvânicas como técnica de
tratamento por estimulação ou sedação (PRIORI, 2003).
A história da eletrofisiologia tem inicio com a descoberta dos efeitos biológicos
da estimulação transcraniana, sendo esta muito efetiva na modulação do disparo
neuronal espontâneo (PRIORI, 2003). A renovação e elaboração de novas técnicas têm
gerado um novo destaque à estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC)
nos estudos atuais (BOGGIO, 2006).
A ETCC é utilizada como ferramenta não invasiva de neuromodulação via
polarização cerebral. Utiliza-se o uso de corrente elétrica de baixa densidade (1-2mA)
por meio de dois eletrodos (usualmente 5x7cm ou 5x5cm) no escalpe (BOLOGNINI;
PASCUAL-LEONE; FREGNI, 2009). A carga elétrica flui sem mudança de direção,
polarizando tecidos; até mesmo fraca corrente contínua passa pelo escalpe e influencia a
atividade cerebral humana (PRIORI, 2003).
Os efeitos modulatórios da atividade cerebral decorrente da estimulação direta
no escalpe por corrente elétrica podem surgir através de diversos mecanismos básicos
que concorrem para alterar a função da membrana neural (ARDOLINO et al., 2005).
O tecido exposto é polarizado e a ETCC modifica a excitabilidade e atividade
neuronal espontânea por meio de despolarização ou hiperpolarização do potencial de
repouso da membrana (NITSCHE et al., 2008).
Os efeitos de longa duração são dependentes de síntese de proteínas
acompanhado de modificações intracelulares de níveis de cálcio e AMPc (NITSCHE et
al., 2008). Mudanças nas propriedades e número de canais de íons podem afetar a
27
propagação neuronal da atividade e contribuir para a plasticidade não-sináptica
(ARDOLINO et al., 2005).
Um importante fenômeno induzido por corrente contínua nos tecidos é a
eletrólise da água, H+ e OH- gerados por eletrólise e dissociados poderiam mudar o
balanço ácido-base pela indução de acidose ou alcalose que, por sua vez, notavelmente
afeta a membrana, o receptor, e a função da célula. Como as mudanças do pH
intracelular e de [Ca²+] são intimamente correlacionadas, a hipótese de N-metil-Daspartato (NMDA) como receptor-mediador da depressão sináptica a longo-prazo é um
possível mecanismo. Os resultados devem, entretanto, ser interpretados com cuidado,
pois o dextrometorfano em altas doses pode também inibir, de forma não específica,
canais de voltagem dependente ou não de NMDA (ARDOLINO et al., 2005).
Mudanças de pH sobre a polarização do eletrodo poderia também afetar a função
da membrana externa da sinapse direta e indiretamente, assim modificando a atividade
do sistema NMDA (ARDOLINO et al., 2005).
Aplicação transcraniana até mesmo com corrente fraca direta induz o fluxo de
corrente intra-cerebral o suficiente para ser eficaz na alteração de atividade neuronal e
comportamental (NITSCHE et al., 2008).
A eficácia nesta modificação depende da densidade da corrente, que determina a
intensidade do campo elétrico induzido, e tamanho do eletrodo. Também é relevante o
tempo de estimulação, que determina a ocorrência e duração de efeitos de longo prazo.
Outro parâmetro importante é a orientação do campo elétrico, que é geralmente
definido pelo posicionamento e polaridade dos eletrodos. A corrente flui do eletrodo
carregado negativamente para o eletrodo carregado positivamente, assim do cátodo para
o ânodo (NITSCHE et al., 2008). Segundo PURPURA e McMURTRY (1964)
estimulação anódica produz uma despolarização do corpo celular de neurônios
28
piramidais; já a estimulação catódica gera resultados opostos, produzindo uma
hiperpolarização, assim, estimulação anódica do córtex aumenta a excitabilidade
cortical podendo induzir melhora de desempenho em algumas tarefas devido a aumento
da atividade da área estimulada, enquanto o oposto ocorre pela estimulação catódica
(NITSCHE, PAULUS, 2000).
Evidências de que a ETCC no escalpe pode também induzir mudanças
prolongadas de excitabilidade cerebral que persistem após o término da estimulação,
abre a possibilidade de novos estudos sobre seus efeitos em diferentes distúrbios
neurológicos. Alguns estudos sinalizam que seu efeito pode induzir mudanças
persistentes na excitabilidade cortical podendo durar até cerca de 1h (PRIORI, 2003).
É importante, também, ressaltar que a técnica é considerada segura e com efeitos
colaterais mínimos. Segundo NITSCHE et al. (2008), a ETCC aplica correntes com
intensidades muito mais baixas, sendo danos ao tecido bastante improváveis.
A geração de toxinas produzidas e a dissolução de produtos dos eletrodos
poderiam ocasionar lesão cerebral pela formação de produtos tóxicos causados pela
interação dos eletrodos com o córtex cerebral (NITSCHE et al., 2003), entretanto os
eletrodos da interface eletrodo-tecido estão em contato direto apenas com a pele e não
com o córtex cerebral oferecendo riscos apenas no contato com a pele, pois não há
interface cérebro-eletrodo; sendo a técnica realizada com eletrodos envoltos em esponja
mergulhada em água salina, as reações químicas na interface de pele e eletrodos são
minimizadas, não apresentando riscos (NITSCHE et al., 2008).
POREISZ et al. (2007), revisaram e resumiram os efeitos adversos encontrados
em estudos laboratoriais em 567 sessões de ETCC. Os autores encontraram mais
comumente leve sensação de formigamento, fadiga moderada e coceira leve sob os
eletrodos durante as sessões. Após a estimulação dores de cabeça, náuseas e insônia
29
foram reportadas muito raramente e, em geral, são encontradas também após ETCC
placebo.
Assim, é sugerido que a aplicação de ETCC sobre áreas corticais motoras e nãomotoras (occiptal, parietal e temporal), seguindo as diretrizes de segurança da técnica,
provoca efeitos adversos relativamente pequenos em humanos (POREISZ et al., 2007).
1.3 Mentalização Motora, Estimulação Não-invasiva e Reabilitação
Na literatura foram encontrados poucos estudos utilizando ETCC concomitante a
MM. O primeiro estudo nessa direção está relacionado à movimentação e mentalização
motora (QUARTARONE et al., 2004) e outro mais recente aborda o uso concomitante
das técnicas para o tratamento de dor neuropática (SOLER et al., 2010).
Investigando os efeitos da ETCC e MM, Quartarone (2004) realizou aplicação
de ETCC sobre M1 correspondente ao primeiro músculo interósseo dorsal direito
avaliando excitabilidade cortical com MEPs de repouso e de MM de abdução do dedo
indicador antes e 10, 20, 30 e 60min após 5 minutos de ETCC a 1mA (catódica, anódica
e placebo) e compararam com o efeito da mesma tarefa de MM sem ETCC. A
estimulação anódica (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 só produz aumento na excitabilidade cortical e que, sendo assim, pode
ter ocorrido efeito teto. Já após a estimulação catódica (ETCCc), foram observadas
redução de amplitude em 30% em MEP de repouso, e em 50% em MEP com MM.
Após 10 min de estimulação 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 combinação dessas estratégias. A estimulação placebo
30
(ETCCp) não provocou alterações de MEP em relação ao grupo que realizou
mentalização sem uso da estimulação (QUARTARONE et al., 2004).
Os autores sugerem ainda, baseados em estudos de neuroreabilitação por
estimulação cortical não invasiva, que a ETCCa possa reforçar a fase de aquisição e
consolidação de aprendizado motor em pacientes neurológicos e, sabendo-se que a MM
auxilia de maneira análoga a estes, a combinação dessas técnicas pode ainda ser eficaz.
Quanto a ETCCc, é discutido seu uso acerca da regulação de excitabilidade durante
tarefas manuais em condições de aumento anormal de disparo neuronal e aprendizado
motor anormal (QUARTARONE et al., 2004).
Na investigação dos efeitos de MM e ETCC sobre dor neuropática, Soler et al.
(2010) elaboraram uma forma de MM com técnicas de observação 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 lesão medular foram divididos em 4 grupos: ETCCa + ilusão visual de caminhada
(combinação), ETCCa + ilusão controle (ETCC); ETCC placebo + ilusão visual de
caminhada (ilusão visual) ou ETCCp + ilusão
controle (placebo). As sessões de
estimulação tiveram duração de 20 minutos e a corrente aplicada foi de 2mA. Foi feita a
comparação 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 2ª, 4ª e 12ª semana após o tratamento. Foi constatada
melhora significativamente maior no grupo que recebeu combinação dos tratamentos
em relação a todas as outras situações, sendo que essa melhora persistiu até a 12ª
semana. Tal resultado demonstra a eficácia da combinação de neuromodulação por
ETCC com MM no tratamento de dor neuropática pós lesão medular, com efeitos
colaterais mínimos.
31
1.4 Eletroencefalografia
Uma forma não invasiva de mensurar a atividade cerebral é por meio da técnica
de eletroencefalografia (EEG) que mede diretamente a atividade cerebral, registrando os
campos elétricos e magnéticos gerados por populações neurais, através da captação por
eletrodos fixados no escalpe sendo, portanto, uma avaliação não-invasiva (OTTEN,
RUGG, 2005). Os dados eletrofisiológicos apresentam como vantagem principal em
relação a técnicas de neuroimagem, como a ressonância magnética funcional, medidas a
alta precisão temporal (MICHEL et al., 2004; LANTZ et al., 2003; MENENDEZ et al.,
2004; ORTIGUE et al., 2004).
Segundo Galambos (1992) há diferentes tipos de atividade oscilatória, ou seja,
de variações na atividade cerebral que ocorrem por questões fisiológicas básicas ou em
decorrência de alterações do meio: espontânea (totalmente não relacionada à condição
experimental), induzida (relacionada à condição experimental, mas não estritamente ao
momento do estímulo) e evocada (estritamente relacionada ao momento da condição
experimental dos eventos apresentados, tem a mesma fase em cada repetição do
estímulo).
Dessa forma, há dois tipos de medidas geralmente analisadas em condição
experimental, os potenciais evocados relacionados a eventos (Evoked-Related Potencial
– ERP), que consistem em oscilações mensuradas em segmentos de milissegundos
relacionadas a fases de processamento de estímulos externos evocados no momento de
apresentação do evento, e dessincronização/sincronização relacionada a eventos (EventRelated Desynchronization/Synchronization – ERD/ERS), que consistem em oscilações
das amplitudes em faixas de frequência de atividade elétrica cerebral, registradas em
áreas específicas do córtex, estas são geralmente analisadas em segmentos de segundos
32
e podem trazer insights sobre correlações cognitivas funcionais desses sinais induzidos
por condição experimental (RIPPON, 2006).
Ambos os potenciais evocados mencionados consistem em sinais produzidos e
registrados que representam uma somatória de ativações locais e são importantes para
mensuração e compreensão de processamentos motores e cognitivos (OTTEN, RUGG,
2005), sendo que os potenciais evocados podem ser considerados resultados de
reorganização das fases dos sinais de EEG em andamento (SAYERS et al.,1974) devido
a estímulos internos e externos.
Em seu primeiro relato sobre EEG, Hans Berger (1929) descreveu as ondas alfa
e beta, estas apresentam oscilações de aproximadamente 10 Hz e 12-30 Hz,
respectivamente. As ondas alfa parecem associadas a diversos processos cognitivos
sendo os mais importantes: memória, atenção, e consciência visual. Ainda que
pesquisadores suponham que os geradores de atividade alfa estejam no córtex, eles são
provavelmente orientados por células talâmicas (HERRMAN, GRIGUTSCH, BUSCH,
2005).
Desde este estudo, sabe-se ainda que certos eventos podem bloquear ou
dessincronizar as ondas cerebrais e, portanto, o padrão oscilatório das frequências de
ondas, restritos a um período (PFURTSCHELLER, LOPES DA SILVA, 1999). Assim,
esses fenômenos relacionados a eventos representam alterações específicas da atividade
corrente de EEG consistindo, em termos gerais, em diminuição ou aumento do poder
(amplitude) de certa faixa de frequência, o que parece ser decorrente de diminuição
(ERD) ou aumento da sincronia (ERS) das populações neurais subjacentes,
respectivamente (PFURTSCHELLER, 1977; PFURTSCHELLER, ARANIBAR, 1977;
PFURTSCHELLER, 1992).
33
Os fatores que determinam as propriedades oscilatórias descritas são: as
propriedades intrínsecas da membrana neuronal e a dinâmica do processo sináptico, a
força ou extensão das interconexões entre elementos da rede, comumente formados por
loops de feedback tálamo-cortical ou córtico-cortical e as influências de modulação de
sistemas neurotransmissores gerais ou locais (PFURTSCHELLER, LOPES DA SILVA,
1999).
Em resumo, podemos definir que ERPs representam respostas de neurônios
corticais a alterações de atividade aferente, enquanto ERD/ERS refletem alterações da
atividade de interações locais entre neurônios principais e inter-neurônios que controlam
a frequência dos componentes do EEG em andamento.
1.4.1 Frequência Mu
Diferentes faixas de frequência são distinguíveis dentro da faixa de extensão de
alfa, sendo definidos dois padrões distintos que podem ser observados: dessincronização
menor de alfa, que consiste em uma faixa de freqüência vai de aproximadamente 7a
10Hz e dessincronização maior de alfa, que consiste em uma faixa de freqüência de
aproximadamente 10 a 12Hz. A primeira é obtida em resposta a quase todo tipo de teste
e é topograficamente generalizada na área recrutada do escalpe, provavelmente
refletindo demanda ao teste e processos atencionais. Já a segunda faixa é comumente
restrita topograficamente e se desenvolve durante o processamento de informação
sensorial-motora específica em áreas parieto-ociptais (PFURTSCHELLER, LOPES DA
SILVA, 1999). A frequência alfa (maior e menor) referente a insumos sensório-motores,
registrada na região de C3 e C4 por sua especificidade recebeu a nomenclatura própria
de frequência Mu.
34
A frequência Mu foi descrita inicialmente por Gastaut e Bert (1954) e
denominada ritmo mu ou rolândico ou ainda ritmo em arco (“rhythms en arceau”). Os
autores notaram supressão desse ritmo quando sujeitos se identificavam com
personagens, observados em um filme, que estavam realizando movimentos. Foi então
denotada como atividade registrada na ausência de processamento sensorial ou atividade
motora (GASTAUT, BERT, 1954; NEIDERMEYER, 1999; WOLPAW et al., 2002).
Há divergências quanto ao valor adotado da faixa de frequência de Mu, sendo
mais comumente aceito que as ondas Mu consistem em oscilações de cerca de 8-13Hz
com duração de curtos períodos (de 0.5s a 2s) (PINEDA, 2008). Como já mencionado,
está na mesma faixa de frequência das ondas alfa, porém essas ondas recebem diferentes
nomenclaturas por refletirem diferentes atividades e serem registradas em áreas
cerebrais distintas (HERRMAN, GRIGUTSCH, BUSCH, 2005).
Essa faixa de frequência pode ser observada durante estado de repouso em áreas
sensório-motoras e, dados recentes evidenciam que as alterações desse padrão de
frequência parecem refletir de forma indireta a atividade dos neurônios do córtex prémotor (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 oscilações se apresentam de
forma harmônica porém, alguns estudos mostram que estes são separáveis por
topografia e tempo parecendo características independentes do EEG (McFARLAND et
al., 2000).
As ondas Beta apresentam faixa de frequência acerca de 12-30 Hz e são
investigadas no contexto de ações motoras, sendo suprimidas durante a realização de
movimentos, porém aumentadas aproximadamente 1 s após o término do movimento, o
que é denominado de efeito rebote. É registrada topograficamente próxima às regiões
35
sensório-motoras da parte corporal envolvida no movimento efetuado (HERRMAN,
GRIGUTSCH, BUSCH, 2005). Sua fonte principal parece ser o cortéx motor primário,
enquanto as fontes geradores das ondas Mu parecem localizados no córtex
somatosensorial (CHEYNE et al., 2003; HARI et al., 1998; ROSSI et al., 2002), ainda
que sua supressão seja um reflexo da atividade do córtex motor primário.
1.4.2 Supressão das ondas Mu por Mentalização Motora
A supressão do ritmo mu registrado pelo EEG parece refletir o sistema
subjacente a funções de mentalização, observação e execução. Dados neurofisiológicos
humanos mostraram que a atividade rítmica de áreas sensório-motoras primárias,
especificamente as ondas Beta (~20 Hz) e Mu (~10 Hz), exibem modulação consistente
com a hipótese de que estes substratos neurais têm um papel funcional no sistema
neurônios-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 dessincronização de Mu e Beta nas áreas sensório-motoras contralaterais
(PFURTSCHELLER, NEUPER, 1994). Assim, a mentalização vem sido abordada
como uma maneira efetiva de controlar as amplitudes dos ritmos Mu e Beta, podendo
ter um papel importante na comunicação baseada em EEG e, na interface cérebro
máquina (WOLPAW, McFARLAND, 1994; McFARLAND et al., 2000) .
McFarland et al. (2000) porém, levantam as diferenças topográficas das ondas
Mu e Beta, sendo Mu focada em CP3 e CP4 e Beta com foco mais difuso em torno do
vértex sendo então argumentado que a atividade de Beta não seja um resultado
harmônico da forma não sinusoidal da atividade rítmica de Mu mas sim uma atividade
36
independente. Dessa forma, iremos priorizar as pesquisas com supressão do ritmo Mu
que vem sendo extensamente estudado desde então.
A reatividade dos ritmos corticais rolandicos proporciona uma janela acessível
para a interessante conexão entre percepção e ação e, às relações do sujeito com o meio
e outras pessoas. Diversos estudos têm utilizado essa medida eletrofisiológica na
investigação do papel dos neurônios em espelho durante testes motores e cognitivos
avaliando ainda balanceamento inter-hemisférico e relação entre excitação e inibição
cortical (para revisão ver HARI, 2006).
É proposto que o aumento de excitabilidade cortical em M1 e consequentemente
a dessincronização no ritmo Mu ocorra devido ao insumo proveniente do MNS prémotor, pois dados neurofisiológicos humanos mostram que a atividade rítmica de áreas
sensório-motoras primárias exibe modulação consistente com a hipótese de que estes
substratos neurais tenham papel funcional no MNS humano (JARVELAINEN et al.,
2001; MUTHUKUMARASWAMY, JOHNSON, 2004). A reatividade do cortéx motor
reflete, ainda, funções do giro frontal inferior (IFG) que, possivelmente com o lobo
parietal inferior, pode ter um papel de interface para conexões de percepção-ação e para
modelos internos de avanço e retrocesso (NISHITANI et al., 2005).
Devido ao ritmo Mu ser um indicador indireto de possível atividade dos
neurônios-espelho por inferência de que a dessincronização de neurônios sensóriomotores seja decorrente da atividade do MNS, o EEG é um dos métodos que vem sendo
utilizado para investigar a atividade do MNS humano tanto em população saudável
quanto em autistas (PERKINS et al., 2010).
A ativação dos neurônios pré-motores e o consequente aumento de
excitabilidade cortical e ERD de Mu ocorre em decorrência de diversos mecanismos.
Além da realização do movimento em si, situações de observação de movimentos
37
(BUCCINO et al., 2001; MUTHUKUMARASWAMY, JOHNSON, 2004), observação
de pontos de luz agrupados de forma que simulem movimento humano (ULLOA,
PINEDA, 2007), mentalização de movimentos próprio ou do outro (McFARLAND et
al., 2000; RUBY, DECETY, 2001; FOURKAS et al., 2006; FRANCUZ, ZAPALA,
2011), e até mesmo percepção de movimento em imagens estáticas (GIROMINI et al.,
2010; PINEDA et al., 2011) resultam em aumento de excitabilidade cortical do córtex
pré-motor e consequente redução da amplitude das ondas Mu. Essa atividade provoca
disparos neuronais assincrônicos que resultam em redução na oscilação do ritmo Mu no
córtex sensório-motor, ou seja, ERD ou supressão do ritmo Mu.
As correspondências de ação-percepção intra e inter indivíduos, são refletidas na
reatividade do córtex motor já na primeira infância (FECTEAU et al., 2004; LEPAGE,
THÉORET, 2006). Lepage e Théoret (2006) investigaram se em crianças com idade
abaixo dos 11 anos já se podia observar a supressão do ritmo Mu identificada em
adultos durante observação de ação/movimento das mãos. Os autores observaram um
sistema de observação/execução relacionado à atenuação do ritmo Mu nessa população,
que sabe-se estar em processo de maturação cerebral.
Francuz e Zapala (2011) elaboraram tarefa de mentalização baseada na
habilidade de identificar objetivos das ações motoras; um dos principais elementos da
teoria de neurônios espelho (RIZZOLATTI, SINIGAGLIA, 2008). Para tal, os sujeitos
aprendiam movimentos de um peão em tabuleiro de xadrez e então realizavam tarefa em
duas condições, em observação do movimento completo ou mentalização, aonde inicio
do movimento era apresentado e o sujeito deveria mentalizar a finalização do
movimento, sendo que este movimento apresentado poderia ser realizado com o peão
apenas ou com o peão sendo movimentado por mão humana. Os resultados mostram
38
supressão de Mu similar para ambas as condições tendo o efeito maior magnitude na
condição de observação (FRANCUZ, ZAPALA, 2011).
Nessa linha, Oberman et al. (2005, 2007) também investigaram a relação de
frequências entre 8-13Hz durante tarefas de observação e execução. Em voluntários
saudáveis, observa-se supressão desta banda de frequência durante execução e
observação de ações. Porém, estudos com voluntários autistas, mostram padrão
eletrofisiológico diferente (OBERMAN et al., 2005; BERNIER et al., 2007) e, apesar de
esta supressão anormal de Mu não ser bem conhecida e estabelecida em população com
autismo (RAYMAEKERS, WIERSEMA, ROEYERS, 2009) os estudos realizados
mostram dados bastante importantes.
Oberman et al. (2005) apresentaram vídeos de movimento biológico (e.g., mão)
e não biológico (e.g., esferas) e pediram que os sujeitos realizassem movimentos com
suas mãos. O registro eletroencefalográfico concomitante a essas tarefas foi feito em
participantes com diagnóstico de autismo e bom desempenho cognitivo e grupo
controle, pareados por sexo e idade. O grupo controle apresentou supressão no ritmo
Mu tanto na tarefa de observação quanto na de execução de movimentos com a mão. Já
os participantes com diagnóstico de autismo apresentaram supressão do ritmo Mu
durante execução, mas não durante observação, sustentando a hipótese de um MNS
disfuncional no autismo.
Bernier et al. (2007) investigaram os padrões de atenuação do ritmo Mu durante
observação, execução e imitação de movimentos e correlacionaram com testes
comportamentais de imitação. Foram comparados 14 adultos com diagnóstico de
autismo de alto funcionamento com 15 adultos pareados por QI e idade. Na tarefa de
imitação, os adultos com autismo apresentaram desempenho pior; na tarefa com EEG,
os dois grupos apresentaram atenuação do ritmo Mu na tarefa de execução de ação; já
39
para a tarefa de observação, os autistas apresentaram redução de atenuação significativa
no ritmo Mu quando comparado com o outro grupo; os autores observaram correlação
entre a tarefa de imitação e o grau de atenuação das ondas Mu.
Com isso, os diferentes resultados para supressão de Mu em população com
autismo sugerem que há uma disfunção no sistema de observação/execução em pessoas
com autismo e, que isto se relaciona com grau de prejuízo nas habilidades de imitação
(BERNIER et al., 2007), conferindo suporte adicional a teoria do envolvimento dos
neurônios espelho, visto que diversos trabalhos defendem prejuízo nesse sistema para
esta
população
específica
(IACOBONI,
MAZZIOTA,
2007;
CATTANEO,
RIZZOLATTI, 2009; OBERMAN, RAMACHANDRAN, 2007).
Ademais, alguns estudos reportam diferenças inter-hemisféricas quanto a
magnitude do efeito de supressão de Mu (OBERMAN et al., 2007) enquanto outros
reportam que não há diferenças significativas (ULLOA, PINEDA, 2007). Quanto a essa
questão, o estudo de Francuz e Zapala (2011) levanta uma questão metodológica
importante que parece influenciar esse dado. Ao avaliar diferença de supressão
considerando o registro de 8 eletrodos, em cada hemisfério, ao redor de C3 e C4 não
foram observadas diferenças enquanto em análise de apenas dois eletrodos, C3 e C4
propriamente ditos, foi observado efeito mais robusto de mentalização do lado direito
do escalpe. Para ambas as análises os demais efeitos observados são os mesmos. Assim,
quanto maior o número de eletrodos analisados, maior a variância e menor a
probabilidade de encontrar diferenças inter-hemisféricas (FRANCUZ, ZAPALA, 2011).
Vale ressaltar, também, que a supressão de Mu é de 15-20% mais robusta para
observação ao vivo em relação às observadas em vídeo (JARVELAINEN et al., 2001).
Por fim, dado que os sinais eletroencefalográficos provenientes da MM estão
associados a áreas corticais diretamente conectadas aos canais motores cerebrais e estes
40
serem suprimidos em condição de movimento ou preparação para movimento,
particularmente no hemisfério contralateral (PFURTSCHELLER e NEUPER, 1994;
MCFARLAND et al., 2000), é sugerido que o ritmo Mu consista em um bom sinal de
medida de ativação do MNS e, ainda, para comunicação baseada em EEG, podendo
suportar mecanismos de interface entre cérebro e máquina (WOLPAW et al., 2002).
Quanto à combinação da técnica de imagem mental com estimulação nãoinvasiva, visando maximizar os efeitos já 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 condição anódica e menor excitabilidade
cortical em M1 e menor ERD na condição catódica em relação ao placebo
(MATSUMOTO et al., 2010).
Portanto, a combinação de ETCC e MM parece uma interessante alternativa.
Contudo, a amostra do trabalho foi de apenas 6 sujeitos e a análise estatística foi
realizada de forma pouco criteriosa (e.g., utilizando diferentes tipos de post hoc: ora
LSD, ora teste t). Ademais esses dados não foram comparados a situações de
observação ou execução do movimento. Sendo assim, o presente estudo se justifica pela
possibilidade de elucidar os efeitos da ETCC sobre uma amostra maior para possível
inferência dos efeitos sobre a população geral e ainda, verificar os efeitos da ETCC em
ondas Mu na observação do movimento e sua comparação com a situação de
mentalização.
41
2. Objetivos
2.1 Objetivos Gerais
Avaliar o efeito da estimulação transcraniana por corrente contínua em registro
eletroencefalográfico de ondas Mu durante tarefa de observação e mentalização de
movimentos.
2.2 Objetivos Específicos
 Avaliar efeitos polaridade dependente de ETCC anódica, catódica e placebo em
supressão de ritmo Mu durante condições de observação e mentalização de
movimento biológico e não biológico.
 Avaliar a supressão do ritmo Mu durante tarefas de observação e mentalização
de movimento biológico comparando com a condição controle.
 Avaliar a supressão do ritmo Mu durante tarefas de observação e mentalização
de movimento não biológico comparado a situação controle.
 Comparar supressão de Mu durante observação e mentalização de movimento
biológico e não biológico.
3. Método
3.1 Participantes
Participaram do estudo 21 voluntários do sexo masculino, destros (atestado pelo
inventario de lateralidade de Edimburgo reduzido), com idade média de 23.8+3,06, com
ensino superior completo ou em curso, visão normal ou corrigida e não portadores de
doenças neurológicas ou psiquiátricas.
42
3.2 Instrumentos
3.2.1 De Caracterização da Amostra
Foram coletados dados de caracterização sócio-demográfica por meio de
preenchimento de ficha de dados sócio-demograficos e em seguida foi aplicado o
Inventário de Dominância Lateral de Edimburgo – versão reduzida (anexo A) para
confirmar que os voluntários recrutados fossem todos destros.
3.2.2 De modulação do processamento neurofisiológico

Equipamento de estimulação transcraniana por corrente contínua.
O equipamento utilizado para gerar corrente contínua é constituído basicamente
por quatro componentes principais: eletrodos (ânodo e cátodo), amperímetro (medidor
de intensidade de corrente elétrica), potenciômetro (componente que permite a
manipulação da intensidade da corrente) e um jogo de baterias para gerar a corrente
aplicada.
A fonte de energia elétrica é obtida através da associação em série de 3 baterias de
9 volts resultando em uma tensão total de 27 volts. Esta tensão é aplicada nos extremos
de um potenciômetro (reostato) com resistência igual a 100 kOhms. A função do
potenciômetro é de possibilitar uma tensão ajustável variando de 0 até 27 volts.
Os eletrodos fazem com que a corrente elétrica se transmita do fio metálico para o
participante; são feitos de borracha condutora de eletricidade e no momento da
estimulação são envolvidos em esponja embebida em solução fisiológica. Os eletrodos
utilizados neste experimento têm dimensões de 5cmx7cm.
Utilizam-se, ainda, cintas elásticas para fixar os eletrodos no escalpe.
43
3.2.3 De Coleta e Análise de dados Eletroencefalográficos

Equipamento de EEG
a) Aparelho de Eletroencefalografia de 128 canais da marca Electrical
Geodesics, Inc (EUA) modelo EEG System 300.
Este equipamento é composto por amplificador modelo Net Amps 300,
transformador com isolamento, braço articulado para suporte do amplificador, licença
para software de aquisição e análise dos dados Net station, 6 redes de eletrodos modelo
hydrocel da Geodesic (tamanhos: bebê, pediátrica pequena, pediátrica grande, adulto
pequeno, adulto médio, adulto grande), CPU Macintosh para aquisição dos dados,
monitor de 23” para acompanhamento dos dados, câmera de vídeo digital Sony,
software para cálculo de fontes geradores dos sinais (GeoSource Estimation Software),
pacote para Potencial Evocado relacionado a Evento (PST, Inc - EUA), estação 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 vídeo splitter e switch,
barra de resposta para EGI, single clock, AV device.
b) EGI Net Station software para aquisição, visualização e análise dos dados
de EEG coletados.

E-Prime
Software para sincronização com a coleta do EGG que permite a apresentação
dos estímulos (vídeos) da tarefa.
44
3.2.4 Tarefa de Observação e Mentalização de Movimento
A tarefa é composta por duas condições experimentais uma condição controle
para cada situação (observação e mentalização), sendo a situação de observação sempre
seguida de sua mentalização correspondente (e.g., observação de movimento biológico
seguida de mentalização de movimento biológico). Cada condição é apresentada por
duas vezes, de forma randomizada. A tarefa total tem duração aproximada de 18minutos
(Figura 01).
 Observação
a) Observação de Movimento Biológico (OB)
Instrução de observar atentamente o movimento e contar quantas vezes o
mesmo pausa. O vídeo consiste em movimento de pinça de alta amplitude com
frequência de aproximadamente 1 Hz, realizado com a mão direita - 2 blocos de
vídeos de 80s, sendo apresentadas de duas a quatro vezes, figuras estáticas do
movimento por 1s.
b) Observação de Movimento Não-Biológico (ONB)
Instrução de observar atentamente o movimento e contar quantas vezes o
mesmo pausa. O vídeo consiste em duas esferas de mesmo tamanho se
aproximando e distanciando em mesma angulação da condição biológica com
frequência de movimento de 1 Hz - 2 blocos de vídeos de 80s, sendo
apresentadas de duas a quatro vezes, figuras estáticas do movimento por 1s.
c) Controle 1
Instrução de observar atentamente o movimento. O vídeo consiste em
ruído branco – 2 blocos de vídeos de 80s.
45
 Mentalização
a) Mentalização de Movimento Biológico (MB)
Instrução de fechar os olhos e imaginar-se realizando com a mão direita o
movimento de abertura e fechamento em pinça na mesma frequência do
movimento observado na condição de observação de movimento biológico. Para
guiar a mentalização foi utilizada pista sonora de metrônomo, constituindo 2
blocos de mentalização biológica de 80s, sendo cada sessão apresentada em
seguida da condição de observação de movimento biológico
b) Mentalização de Movimento Não-Biológico (MNB)
Instrução de fechar os olhos e imaginar a visualização do mesmo
movimento de esferas observado na condição de observação, com a mesma
frequência de tal.
Para guiar a mentalização foi utilizada pista sonora de
metrônomo, constituindo 2 blocos de mentalização não-biológica de 80s, sendo
cada sessão apresentada após cada uma das sessões da condição de observação
não biológica.
c) Controle 2
Instrução de fechar os olhos e imaginar a visualização de ruído branco.
Foi utilizada a mesma pista sonora dos demais blocos garantindo que esse fator
não interferisse na avaliação das tarefas. Foram apresentadas 2 blocos de
mentalização controle de 80s, sendo cada sessão apresentada após cada uma das
sessões de condição de observação controle.
46
Para evitar efeitos sonoros na tarefa, na condição de observação é
apresentado o mesmo som da pista sonora de metrônomo da condição de
mentalização.
3.3 Procedimento
Participantes que contemplaram todos os critérios de inclusão e exclusão
descritos anteriormente foram convidados a participar do estudo. Para tal, foi solicitado
o consentimento livre esclarecido de cada participante após serem-lhe explicados os
objetivos, métodos, benefícios e riscos potenciais do estudo.
Assim, ao chegarem ao laboratório os sujeitos responderam a ficha de dados
demográficos.
Em seguida, os participantes foram encaminhados a uma sala preparada para os
procedimentos, com iluminação adequada e sem interferência de ruídos ou
movimentação/circulação de pessoas. Foi medida a circunferência da cabeça do sujeito
e marcados o vértex e M1.
Anterior ao registro de EEG, os sujeitos receberam em cada um dos três dias de
teste um tipo diferente de estimulação (placebo, anódica ou catódica), descritas a seguir,
por 20min. A ordem das estimulações foi randomizada e contrabalanceada entre os
sujeitos. Os participantes foram alertados para o fato de que poderiam receber tanto
estimulação placebo quanto ativa, porém não sabiam em que momento se daria cada
uma delas.
 Estimulação anódica do córtex motor primário (ETCCanódica) – ânodo
posicionado em C3 conforme sistema internacional 10-20 de EEG e cátodo supraorbital
contralateral;
47
 Estimulação catódica do córtex motor primário (ETCCcatódica) – cátodo
posicionado em C3 conforme sistema internacional 10-20 de EEG e ânodo supraorbital
contralateral;
 Estimulação placebo (ETCCplacebo) - ânodo posicionado em C3 conforme
sistema internacional 10-20 de EEG e cátodo supraorbital contralateral;
Na estimulação placebo, o aparelho de ETCC foi ligado por 20 segundos para
que o participante tivesse as mesmas sensações das outras etapas e, em seguida o
aparelho foi desligado. Tal procedimento vem sendo continuamente descrito e tem se
mostrado eficaz na condução de estudos com grupo placebo.
Imediatamente após a ETCC, foi colocada a touca de 128 canais do EEG na
cabeça do voluntario, a touca é previamente preparada ficando por 5 min imersa em
solução 1L de água morna com 11g de cloreto de potássio e 5ml de xampu neutro
infantil. O tempo para o posicionamento e verificação do funcionamento da touca foi de
10-15min.
O participante sentou-se em poltrona confortável a 110cm do monitor do
computador, e recebeu instruções orais detalhadas para a execução da tarefa. Em
seguida, teve inicio a tarefa, que foi realizada três vezes (em versões randomizadas) por
cada voluntário em dias diferentes, sendo esses encontros separados por intervalo
mínimo de 48h.
O desenho experimental do estudo está ilustrado na figura 1.
48
Figura 01 – Desenho Experimental. A ordem dos vídeos de observação foi randomizada, sendo
exibido, em seguida, a mentalização correspondente. Os eletrodos de entorno são: 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 símbolo
sonoro indica os momentos em ocorria o estimulo auditivo do metrônomo.
3.4 Considerações Éticas
Os procedimentos experimentais adotados para o estudo obedeceram às normas
estabelecidas pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Presbiteriana
Mackenzie que aprovou este projeto de pesquisa registrado no SISNEP (Processo
CEP/UPM no 1423/11/2011 e CAAE no 0117.0.272.000-11).
Todos os participantes foram orientados, tendo pleno conhecimento dos
objetivos e métodos do experimento e deveriam ler a carta de informação ao sujeito de
pesquisa e fornecer seu consentimento livre esclarecido por escrito. Foram também
devidamente avisados de que todas as informações fornecidas são estritamente sigilosas.
49
3.5 Análise Estatística
O registro do EEG inicialmente passou por uma fase de pré-processamento que
contém: a) filtro de 1Hz (Highpass Filtering); b) filtro de 30Hz (Lowpass Filtering); c)
segmentação - remoção dos 10s iniciais e finais de cada bloco (eliminando a
possibilidade de efeitos transitórios atencionais devido ao início e término do estímulo)
e segmentação do traçado em janelas de 2000ms; d) detecção de artefatos - foram
considerados artefatos e, consequentemente removidos: i) os canais com variação MaxMin maior que 200μV, ii) aqueles com mais de 20% de artefatos, iii) segmentos com
mais de 10 canais ruins ou com excessiva piscagem; e) combinação dos segmentos gerando uma média para os trials de cada condição; f) re-referenciamento dos eletrodos;
g) correção de linha de base a partir de 200ms anteriores a cada segmento.
Após o pré-processamento foi realizado o pós 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
extraído e calculamos a razão do poder de Mu durante observação e mentalização
experimental pelo poder de Mu em controle 1 e controle 2, respectivamente. Por fim,
para todas as condições de ETCC foi aplicado logaritmo de base dois na razão obtida
(condição experimental/condição controle). Esse método tem sido amplamente aplicado
em análises 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 pós-processamento, foi realizada análise
estatística com o pacote statistica 8. Foram realizadas duas análises de ANOVA para
medidas repetidas considerando como fatores: ANOVA1 - condição (observação vs.
mentalização); movimento (biológico vs. não-biológico), estimulação (ETCCa vs.
50
ETCCc vs. ETCCp), hemisfério (C3 (eletrodo 36) vs. C4 (eletrodo 104)); ANOVA2 –
condição (observação vs. mentalização); movimento (biológico vs. não-biológico),
estimulação (ETCCa vs. ETCCc vs. ETCCp), eletrodos (entorno de C3 (eletrodos 2930-35-37-41-42) vs. entorno de C4 (eletrodos 87-93-103-105-110-111) vs. Cz)).
Análise post hoc foi realizada quando encontrados efeitos significativos. Adotamos
α=5%.
4. Resultados
Todos os participantes recrutados completaram o experimento completo e
tiveram seus dados utilizados na análise. Nenhum participante relatou desconforto ou
apresentou efeitos adversos pela aplicação da ETCC.
A seguir estão apresentados os dados relativos ao poder de Mu considerando
condição, movimento, hemisfério (eletrodos relacionados à área envolvida na tarefa) e
tipo de estimulação. Esta análise diz respeito aos efeitos observados nos eletrodos C3 e
C4.
51
Tabela 01 – ANOVA1 para medidas repetidas considerando os Fatores ETCC,
Condição, Movimento e Hemisfério (eletrodos das áreas motoras envolvidas na tarefa –
C3 e C4).
p
ηp2
0.41
0.67
0.02
1.05
0.32
0.05
Movimento
10.20
0.005
0.34
Hemisfério
0.22
0.65
0.01
ETCC*Condição
2.70
0.08
0.12
ETCC*Movimento
1.20
0.31
0.06
Condição*Movimento
0.20
0.66
0.01
ETCC*Hemisfério
3.41
0.04
0.15
Condição*Hemisfério
0.03
0.85
0.002
Movimento*Hemisfério
0.92
0.35
0.04
ETCC*Condição*Movimento
1.39
0.26
0.07
ETCC*Condição*Hemisfério
0.46
0.63
0.02
ETCC*Movimento*Hemisfério
4.18
0.02
0.17
Condição*Movimento*Hemisfério
1.42
0.25
0.07
ETCC*Condição*Movimento*Hemisfério
0.13
0.88
0.006
Fatores
F
ETCC
Condição
Como pode ser observado na Tabela 01, foram encontrados efeitos significativos
para o fator Movimento (F1,20=10.2; p=0.005; ηp2=0.3) e para as interações
ETCC*Hemisfério (F2,40=3.4; p=0.04; ηp2=0.1) e ETCC*Movimento*Hemisfério
(F2,40=4.2; p=0.02; ηp2=0.2). Foram realizadas análises post-hoc com teste Fisher LSD
para as interações significativas.
Como pode ser observado na Figura 02 a análise post-hoc para interação
ETCC*Hemisfério mostrou diferença significativa entre ETCCc e ETCCa no eletrodo
52
C3 (p=0.016), i.e. ETCCc sobre C3 resultou em supressão de Mu nesta área em relação
à ETCCa independente do tipo de movimento.
A análise post-hoc da interação ETCC*Movimento*Hemisfério mostrou
diferença significativa entre C3 e C4 no movimento biológico em ETCCa (p=0.001),
i.e. ausência de supressão de Mu em C3 concomitante a supressão de Mu em C4; em
ETCCp (p=0.02) e ETCCc (p=0.004) i.e. ambas supressão de Mu apenas em C3 e não
em C4; movimento biológico e não biológico em C3 para ETCCp (p=0.005) i.e.
supressão de Mu em movimento biológico e aumento do poder de Mu em movimento
não-biológico; Movimento biológico e não biológico no hemisfério direito em ETCCa
i.e. maior supressão de Mu para movimento biológico em relação à não biológico em
C4 (p=0.01); diferença em C3 no movimento não biológico entre ETCCc e ETCCp
(p=0.02) e ETCCa (p=0.03) i.e. maior supressão de Mu em movimento não biológico
após ETCCc em relação as demais estimulações; na condição biológica ETCCa difere
de ETCCp em hemisfério esquerdo (p=0.002) e direito (p=0.02) e de ETCCc em
hemisfério esquerdo (p=0.001) e direito (p=0.01) i.e. menor supressão de Mu em
ETCCa à esquerda em relação à ETCCp e ETCCc à esquerda e maior supressão de Mu
em ETCCa à direita em relação à ETCCp e ETCCc (Figura 02).
53
Figura 02 – Análise post-hoc Fisher LSD das interações ETCC*Hemisfério e
ETCC*Movimento*Hemisfério.
A ANOVA2, descrita a seguir, apresenta os resultados relativos ao poder de Mu
considerando condição, movimento, eletrodos (entorno de C3, entorno de C4 e Cz) e
tipo de estimulação. Os dados estão apresentados na tabela 2 e na Figura 3.
54
Tabela 02 – ANOVA2 para medidas repetidas considerando os Fatores ETCC,
Condição, Movimento e Eletrodos da área não relacionada a tarefa.
p
ηp2
0.62
0.55
0.03
Condição
3.54
0.07
0.15
Movimento
3.75
0.07
0.16
Eletrodo
1.68
0.20
0.08
ETCC*Condição
1.10
0.34
0.05
ETCC*Movimento
0.31
0.74
0.02
Condição*Movimento
0.17
0.68
0.01
ETCC*Eletrodo
0.58
0.67
0.03
Condição*Eletrodo
0.91
0.41
0.04
Movimento*Eletrodo
0.28
0.76
0.01
ETCC*Condição*Movimento
3.66
0.03
0.15
ETCC*Condição*Eletrodo
1.42
0.24
0.07
ETCC*Movimento*Eletrodo
1.03
0.40
0.05
Condição*Movimento*Eletrodo
0.61
0.55
0.03
ETCC*Condição*Movimento*Eletrodo
1.96
0.11
0.09
Fatores
F
ETCC
Na análise estatística dos dados obtidos a partir do registro dos eletrodos Cz e ao
redor de C3 e C4, revelou efeito significativo apenas para a interação
ETCC*Condição*Movimento (F2,40=3.66; p=0.03; ηp2=0.15). Devido a ausência de
efeito significativo para o fator eletrodo, os resultados desta análise serão referidos na
discussão como dados do entorno.
A análise post-hoc da interação ETCC*Condição*Movimento revelou diferença
significativa para ETCCa em MNB em relação a MB, i.e., supressão de Mu em MB e
tendência a zero em MNB (p=0.028); ETCCa em ONB em relação a MNB, i.e,
dessincronização em ONB e sincronização em MNB (p=0.048); ETCCc em OB em
55
relação a MB, i.e., dessincronização em OB e tendência a zero em MB (p=0.00004) e
entre ETCCa e ETCCc em MB, i.e, supressão e sincronização, respectivamente
(p=0.011); ETCCc e ETCCa (p= 0.023) e ETCCp (p=0.05) em OB, i.e., supressão de
maior magnitude em estimulação catódica. Houve ainda uma tendencia para ETCCc
resultar em supressão de OB em relação a ONB (p=0.06); de diferença entre
sincronização em MB e dessincronização em OB na condição placebo (p=0.09); de
dessincronização e sincronização durante MB em ETCCa e ETCCp, respectivamente
(p=0.09) (Figura 03).
Figura 03 – Análise de post-hoc Fisher LSD da interação ETCC*Condição*Movimento
5. Discussão
Os principais achados deste estudo foram i. ocorrência de supressão de Mu para
movimento biológico (em mentalização e observação) da região da mão em hemisfério
56
contralateral ao movimento em condição placebo, ii. efeitos inversos para eletrodos de
entorno em situação de mentalização e iii. modulação da supressão de Mu de forma
polaridade dependente como efeito da ETCC.
É bem estabelecido que preparo, execução e, ainda, observação e imaginação de
movimento produz ERD em áreas sensorio-motoras na faixa de frequência de cerca de
10
Hz,
denominada
ritmo
Mu
(NEUPER,
PFURTSCHELLER,
1999,
PFURTSCHELLER, ARANIBAR, 1977, PINEDA, 2005). Este fenômeno é relatado,
geralmente, como mais intenso em situações de execução (NEUPER et al., 2006) ou
observação (FRANCUZ, ZAPALA, 2011) em relação a situação de MM. Neuper e
Pfurtscheller (1999) mostraram ainda que a dessincronização de Mu durante MM da
mão é similar à situação pré-movimento, i.e., localmente restrita a área contralateral.
No presente estudo, não foi encontrada diferença significativa entre tarefa de
observação e de mentalização, observando-se supressão em ambos os casos. Tal
supressão foi observada apenas para movimento biológico. Isto encontra-se de acordo a
literatura e, ainda, com a teoria de simulação mental, i.e. ativação da rede neural motora
em mentalização, observação e execução de mesmo movimento de forma mediada pelo
MNS
(JEANNEROD,
2001;
RIZZOLATTI,
FOGASSI,
GALLESE,
2001;
RIZZOLATTI, 2005), por mecanismos de observação e internalização da ação de outro
indivíduo (em condição de observação) e por mecanismos de modulação de um plano
para a execução própria de certa ação por meio da simulação mental da mesma (no caso
de MM) (GALLESE, GOLDMAN, 1998). O resultado encontrado corrobora achados de
ativação cerebral registrado por RMF (MICHELON, VETTEL, ZACKS, 2006;
DECETY, 1996; MEISTER et al., 2004) e ainda dados prévios de supressão de Mu
apenas em observação e mentalização de movimento biológico humano propriamente
57
dito (BUCCINO et al., 2001; MUTHUKUMARASWAMY, JOHNSON, 2004;
OBERMAN et al., 2005; FRANCUZ, ZAPALA, 2011) ou por indução de percepção do
movimento biológico humano (ULLOA, PINEDA, 2007; GIROMINI et al., 2010;
PINEDA et al., 2011).
A dessincronização do ritmo Mu ocorreu de forma contralateral ao movimento
observado ou mentalizado, o que está alinhado com alguns estudos (e.g., OBERMAN et
al., 2007) e divergente de outros (e.g., ULLOA, PINEDA, 2007). Alguns pesquisadores
atribuem a diferença inter-hemisférica ao tipo de tarefa, e.g., ocorrendo de forma
contralateral apenas em preparo e mentalização de ação e espalhando-se de forma difusa
em ambos os hemisférios nas demais condições (NEUPER, PFURTSCHELER, 1999).
Outros autores atribuem esses dados à questões metodológicas como o número de
eletrodos utilizados na análise. Argumenta-se que quanto maior o número de eletrodos
analisados, maior a variância e menor a probabilidade de encontrar diferenças interhemisféricas (FRANCUZ, ZAPALA, 2011). Ambas as abordagens são coerentes
porém, na presente análise, verificamos além de diferenças inter-hemisféricas, diferença
lateral (i.e., relativa a área, independente do hemisfério). Ou seja, observamos diferentes
padrões oscilatórios na tarefa de mentalização biológica entre os eletrodos do entorno
em relação ao eletrodo C3 propriamente dito. Este efeito não foi observado para C4 em
comparação aos eletrodos do entorno. Já na tarefa de observação biológica, o padrão
oscilatório das áreas não envolvidas na tarefa é similar ao observado em C3 (exceto para
o registro após ETCCa). Sendo assim, os mecanismos subjacentes ao balanço interhemisférico e lateral destas tarefas parecem mais complexos, sofrendo efeitos em
função da tarefa realizada – mentalização vs. observação. Nesse sentido, são discutidos
modelos sobre a manifestação focal ou difusa do ritmo Mu.
58
A teoria do ERD focal/ ERS circundante (elaborada a partir da observação de
ERD e ERS ocorrendo no mesmo momento em diferentes locais do escalpe) levanta a
hipótese de que a sincronização de Mu seja produzida para desativar áreas corticais
como uma forma de inibição cortical lateral de redes não diretamente envolvidas com a
tarefa (SUFFCZYNSKI et al., 1999). Esta teoria é baseada e corroborada por estudos
mostrando supressão de Mu em área cortical específica relacionada a tarefa (substrato
funcional da tarefa relativo ao mapa tipicamente descrito como homúnculo de Penfield)
acompanhada de aumento do poder de Mu em áreas não relacionadas a tarefa (NEUPER
et al., 2006; PFURTSCHELLER, NEUPER, 1994; PFURTSCHELLER et al., 2006).
Nessa direção, Neuper et al. (2006) registraram com EEG as oscilações de Mu
nos eletrodos C3 e Cz durante repouso e 5 condições experimentais: repouso com
estimulação periódica de nervo medial, manipulação de cubo com a mão, mentalização
de manipulação de cubo com a mão, movimento contínuo do pé, mentalização de
movimento contínuo do pé. Após cada estímulo de nervo medial foi observado ERD de
Mu em C3. Os autores observaram (em relação a situação de repouso) i. redução do
poder de Mu em C3 durante manipulação ativa do cubo e, também, em menor grau,
durante mentalização da manipulação do cubo; ii. redução do poder de Mu em Cz na
condição de movimento do pé e, iii. redução do poder de Mu em Cz acompanhado de
aumento do poder de Mu em C3 na condição de mentalização de movimento de pé. Os
autores argumentam que a tarefa de execução não requisita alto direcionamento
atencional, não conduzindo à sincronização de Mu ao redor da área do pé. Em
contrapartida, a situação de mentalização é mais complexa e requer alto direcionamento
atencional resultando em dessincronizaçao de Mu da área envolvida na tarefa
concomitante a sincronização de Mu no entorno. Nesse sentido, considera-se que quanto
59
maior o direcionamento atencional, mais focal será o efeito da tarefa resultando em
ERD focal (C3) e ERD no entorno.
Na mesma direção, Pfurtscheller et al. (2006) registraram oscilações Mu em 4
tarefas de mentalização cinestésica: mão direita, mão esquerda, ambos os pés e língua.
Foi observada supressão de Mu em C3 e C4 em MM de mão, nas duas condições (i.e,
mão direita e mão esquerda), com evidente dominância contralateral. A supressão em
Cz durante MM dos pés foi reportada para a maioria dos participantes. Os
pesquisadores relataram, ainda, aumento do poder de Mu em C3 e C4 (área da mão)
durante MM de pés e língua na maioria dos sujeitos, argumentando, de forma similar a
Neuper et al. (2006) que esta inibição de Mu pode ocorrer quando a atenção motora é
removida da mão e direcionada às demais modalidades.
Assim é plausível que a inibição lateral, interpretada pelas diferenças
oscilatórias de Mu de acordo com as diferentes áreas de registro, tenha ocorrido apenas
na situação de mentalização devido maior complexidade desta tarefa versus a
automaticidade de ativação na tarefa de observação. A tarefa de mentalização exige
maior concentração, pois o participante precisa inibir a execução propriamente dita e
pensamentos aleatórios para se manter imaginando o movimento requisitado, dessa
forma consistindo em uma tarefa que requer atenção sustentada e focal. Já na tarefa de
observação a concentração exigida é reduzida e a observação pode ser automatizada,
como no caso da execução (NEUPER et al., 2006). Outra alternativa é que este
resultado seja decorrente da própria instrução da tarefa. Visando manter o processo
atencional durante a observação dos movimentos, os voluntários deveriam contar o
número de pausas ao longo do vídeo contínuo, sendo assim, os participantes estariam
com atenção dividida entre percepção do movimento, percepção das pausas e contagem
60
ao invés de concentrarem-se principalmente no movimento em si. Esses dois fatores
podem ainda ter ocorrido em simultâneo, resultando em recrutamento mais difuso da
área motora.
Em relação aos efeitos da ETCC, os efeitos observados neste experimento estão
relacionados à polaridade aplicada, tipo de movimento (biológico vs. não biológico) e
hemisfério. Na análise de C3 e C4 a estimulação catódica mostrou resultados similares
ao placebo, com exceção de induzir supressão também para movimento não biológico
(em menor magnitude em comparação a movimento biológico) no hemisfério em que
foi aplicada. Por sua vez, a estimulação anódica induziu efeito inverso: em C3 houve
aumento do poder de Mu para ambos os movimentos e, em contrapartida, forte
supressão de Mu em C4 apenas para movimento biológico. Estes achados diferem de
estudo prévio no qual foi relatado maior poder de Mu e diminuição da excitabilidade
cortical após ETCCc e supressão do poder de Mu e aumento da excitabilidade cortical
após ETCCa (MATSUMOTO et al., 2010).
Estas divergências podem ser decorrentes de questões metodológicas. Em
particular três aspectos fundamentais diferem nosso estudo do estudo de Matsumoto e
colaboradores. A saber, diferenças quanto ao tipo de tarefa aplicada, representatividade
da amostra e eletrodos escolhidos para a análise. Com relação à tarefa escolhida, o
estudo de Matsumoto e colaboradores teve apenas a condição experimental de
mentalização; em contraposição, nosso estudo compara diretamente condições
experimentais de observação e mentalização biológica e não-biológica. Com relação a
representatividade da amostra, Matsumoto et al. (2010) realizaram o experimento com
apenas 6 participantes. Em nosso estudo, participaram 21 sujeitos. Estas diferenças têm
importantes consequências considerando a grande variabilidade de padrão de oscilações
61
de Mu entre sujeitos (PFURTSCHELLER et al., 2006). Além disso, em nosso estudo os
eletrodos foram selecionados a priori e de acordo com a literatura (a saber, C3 e C4).
Matsumoto et al. (2010), por sua vez, realizaram seleção a posteriori dos eletrodos
considerando em suas escolhas aqueles que apresentaram maior supressão de Mu. Tal
estratégia introduz um importante viés na análise uma vez que os dados são
selecionados em função do efeito esperado pelos autores sem nenhuma apresentação de
justificativa científica plausível. Ao mesmo tempo, desvirtua conceitos básicos
relacionados à ERD e ERS. Esse desvirtuamento pode ser melhor entendido a luz da
literatura sobre ERD focal/ ERS circundante. Como descrito anteriormente, o ritmo Mu
tem sido observado por alguns estudos em sentidos opostos nos eletrodos C3 e C4 vs.
eletrodos no entorno durante tarefas de mentalização. Assim, é possível supor que uma
análise dos eletrodos C3 e C4 (e não de eletrodos escolhidos de forma arbitraria em
função do efeito observado) no estudo de Matsumoto et al. (2010) resultasse em dados
similares aos obtidos neste trabalho.
As evidências de sincronização de áreas não relacionadas à tarefa (ERD focal/
ERS circundante), em associação aos achados de diminuição de excitabilidade cortical
em situação de observação de movimentos previamente aprendidos que não deveriam
ser reproduzidos, i.e., observar dedos pressionando teclas, tendo um teclado sob os
dedos com instrução de não executar este movimento (HUMMEL et al., 2002),
levantam a ideia de que a sincronização de alfa represente mais do que apenas um
estado de repouso. Klimesch et al. (2007) aborda a ERS como um estado inibitório no
qual certos tipos de processos cognitivos são ativados, os quais refletem o controle de
uma determinada classe de processos top-down. Assim, a sincronização de alfa
possibilita retorno a ativação característica de situação de repouso após uma tarefa que
62
induziu ERD. Isto é importante por resultar em i. estado de prontidão para a próxima
situação de movimento, ii.estado de desativação responsável por controle inibitório, iii.
inibição lateral de acordo com o foco atencional, maximizando a excitabilidade cortical
em área relacionada a tarefa (para revisão ver KLIMESCH et al., 2007).
Contudo,
é
assumido
que
a
dessincronização
de
Mu
reflita,
eletrofisiologicamente, um estado de rede cortical ativa, com alta excitabilidade de
neurônios corticais, enquanto a sincronização da atividade de Mu reflita um estado de
inibição, com baixa excitabilidade dos neurônios corticais (KLIMESCH et al., 2007).
Assim, considerando os efeitos bem conhecidos da ETCC relacionados à polaridade, i.e.
aumento vs. redução de excitabilidade cortical após ETCCa e ETCCc, respectivamente
(NITSCHE et al., 2008), os achados do presente estudo divergem do esperado. Pouco se
sabe quanto a relação entre ETCC e oscilação do ritmo Mu e, de acordo com os dados
apresentados, é preciso cautela na interpretação dos resultados.
Alguns estudos mostram efeitos de neuroestimulação inversos ao esperado
quando há combinação de dois instrumentos neuromodulatórios (SIENBER et al., 2004)
ou estimulação cerebral em combinação com fármacos que alteram os níveis de
excitabilidade cortical (FREGNI et al. 2006).
O trabalho de Siebner et al. (2004) indica que os efeitos da estimulação cerebral
variam de acordo com a excitabilidade cortical basal. Foi aplicada ETCC catódica para
reduzir excitabilidade cortical e, em seguida feita EMTr de 1Hz. Neste caso, a EMT
resultou em efeitos facilitatórios, ou seja, opostos ao comumente relatado em estudos de
EMT de baixa frequência. Enquanto Fregni et al. (2006) obtiveram resultados opostos
de EMTr de 1Hz para pacientes com epilepsia mioclônica juvenil com altos níveis
plasmáticos de valproato em relação ao grupo de pacientes com níveis plasmáticos de
63
valproato baixos e grupo controle, i.e., aumento da excitabilidade cortical e diminuição
da excitabilidade cortical, respectivamente. Sendo o valproato uma droga que reduz
excitabilidade cortical, os autores justificam esta diferença a partir da excitabilidade
cortical basal desses sujeitos. Ou seja, os efeitos estariam relacionados a mecanismos
homeostáticos.
Neste estudo foram combinadas técnica de modulação da excitabilidade cortical
(ETCC) e tarefa contendo condições que resultam em aumento da excitabilidade
cortical (MM ou observação de movimento biológico). Nossos dados estão alinhados
com os estudos citados, pois é plausível dizer que a ETCCa aumentou a excitabilidade
cortical basal anterior ao momento da tarefa e, portanto, o recrutamento de C3 pela
tarefa induziu a redução de excitabilidade cortical na área por um mecanismo de
homeostase, visando proteção do córtex, evitando grande alteração de excitabilidade
cortical da área e possível desestabilização das propriedades das redes neuronais
(ABBOTT, NELSON, 2000). O oposto pode descrever o ocorrido após ETCCc, i.e.,
ETCCc induziu diminuição da excitabilidade cortical basal em C3 e o recrutamento da
tarefa resultou em aumento da excitabilidade cortical nesta área, resultando em efeitos
similares ao placebo para movimentos biológicos e ainda uma diminuição de
excitabilidade que se manteve, em menor magnitude, inclusive em condição nãobiológica.
Ademais, a ETCCa induziu efeito em hemisfério ipsilateral ao movimento,
resultando em dessincronização de C4, apenas para movimento biológico. Devido à
ausência de dados comportamentais concretos não é possível avaliar se houve prejuízo
ou melhora na tarefa, porém, os dados eletrofisiológicos indicam que a combinação de
estimulação anódica e tarefas de mentalização e observação de movimentos resultou em
64
inibição do hemisfério contralateral ao movimento (aonde foi aplicada) conduzindo ao
recrutamento do hemisfério ipsilateral para a execução da tarefa proposta.
Considerando este efeito, seria esperado a ocorrência de sincronização do
entorno de C4 em ETCCa, o que não foi observado. Já a ausência de efeitos
significativos considerando o fator eletrodo na análise de entorno relativa à ETCCp e
ETCCc é plausível.
Nessas situações apenas o hemisfério esquerdo foi recrutado
(evidenciado pela dessincronização de Mu). Visto que o efeito de sincronização
circundante só ocorre em tarefas em que a área focal é recrutada com alta demanda
atencional, o padrão ao entorno de C4 se mantém similar a C4 propriamente dito e,
portanto, similar às demais áreas envolvidas na análise de entorno.
Em relação ao observado para o entorno considerando ETCCa, o fato de ocorrer
dessincronização de entorno em ambas as condições (mentalização e observação)
corrobora a hipótese de efeitos homeostáticos de ETCC em C3. A aplicação de ETCC
se dá por meio de largos eletrodos (no caso 35cm2) sendo assim, estudos de modelo
computacional relativo ao fluxo de corrente sob eletrodos de 7x5cm mostram
modulação sob toda a superfície de aplicação devido ao tamanho dos eletrodos e ainda à
distancia entre eletrodo ativo e referencial; assim, a ação não é focal e sim difusa e
ampla sob a área de aplicação (DATTA et al., 2009). Em nosso caso, o eletrodo cobriu
toda a área de entorno de C3. Assim, a dessincronização da área do entorno indica
aumento da excitabilidade cortical difusa, e a sincronização específica em C3 indica
diminuição da excitabilidade cortical focal por mecanismos homeostáticos.
Assim, nossos dados para C3 e C4 na condição placebo estão de acordo com a
literatura e, foi possível atestar que a ETCC é uma ferramenta capaz de induzir
65
modulação em função da polaridade e da tarefa e ainda, que a ETCC age de forma geral
na rede motora inespecífica para um ponto focal.
Neste trabalho foram submetidos ao protocolo experimental apenas voluntários
saudáveis, isto é importante para entender os mecanismos de ação do experimento antes
de expor grupos com patologias sob o mesmo. Porém, estudos prévios mostram a
possibilidade de uso da ETCC visando reabilitação (QUARTARONE et al., 2004;
SOLER et al., 2010). Nesse sentido, a estimulação sobre áreas motoras é o que vem
sendo mais extensamente estudado.
Considerando os dados do presente estudo, a aplicação de ETCC concomitante a
tarefas de MM parece ser de grande relevância. Visto que Liepert et al. (2009, 2011)
demonstraram que em pacientes com paresia psicogênica há redução de excitabilidade
cortical em M1 durante MM dos membros afetados, o que sugere inibição do sistema
motor durante a tarefa de MM mas não em tarefa de observação, há margem para
aplicabilidade da ETCC como ferramenta de intervenção nessa patologia. Considerando
os achados relativos a balanço inter-hemisférico e o controle homeostático cerebral,
uma alternativa interessante nesse caso seria a aplicabilidade de ETCC visando ativação
ipsilateral nesse grupo por meio de ETCC contralateral.
A aplicabilidade da ferramenta se estende ainda, a demais distúrbios que
revelam ativações atípicas similares, como o caso do transtorno do espectro do autismo
(OBERMAN et al., 2005; THÉORET et al., 2005). Nessa população o funcionamento
do sistema envolvido nas tarefas aqui propostas é alterado, especificamente sem
ativação do sistema de neurônios-espelho e, portanto, sem ativação de M1 em tarefas de
mentalização. Nesse caso, podemos pensar em dois tipos de estudo; i. ETCC sobre M1
concomitante a observação, pois é possível que a estimulação tivesse efeitos diferentes
66
do observado em sujeitos saudáveis, i.e., pela tarefa de observação por si só não induzir
dessincronização das ondas Mu em TEA, a ETCCa pré ou concomitante a tarefa poderia
não resultar em efeitos homeostáticos mas sim na ativação dessas áreas de forma geral
e, ainda, a ETCCc por inibir o entorno poderia facilitar tarefas de foco específico, ii.
ETCC sobre córtex pré-motor, visando ativar o MNS nessa população e, e avaliar os
efeitos por meio de EEG.
Em suma, apesar das limitações do estudo (ausência de medida comportamental,
comparação entre gêneros e estudo de voluntários saudáveis apenas), esta dissertação
traz importantes contribuições por integrar em um único modelo duas modalidades de
tarefa (observação vs. mentalização) ambas apresentando categorias distintas de
movimentos (biológico vs. não biológico) com avaliação dos efeitos de uma ferramenta
neuromodulatória (ETCC) mensurados por registro da atividade cerebral (EEG);
realizando ainda, uma análise focal e de entorno relativa a esses efeitos. Estas
características conferem um diferencial importante por possibilitarem diversos controles
quanto aos efeitos do experimento relativos a movimentos e condições específicas e
ainda às áreas subjacentes e suas diferentes ativações de acordo com o envolvimento na
tarefa. Isso possibilitou verificar possíveis equívocos em estudos prévios resultantes de
escolha não fundamentada de eletrodos para análise, por exemplo. E, ainda, avaliar a
diferença quanto ao padrão oscilatório de entorno relativo a tarefas mais complexas que
requerem atenção sustentada e focal (mentalização) ou tarefas com menor necessidade
de concentração que podem ser automatizadas (observação).
Sugere-se novos estudos englobando ETCC, EEG e MM para melhor
compreensão quanto a possíveis diferenças de gênero, e efeitos da ETCC em ativação
cortical relacionada à ERS e ERD do ritmo Mu em população com ativação atípica
67
durante observação e mentalização de movimentos biológicos, considerando os
diferentes efeitos da ETCC para áreas envolvidas ou não envolvidas na tarefa, para
avaliar os possíveis benefícios desse tipo de intervenção em transtornos específicos.
6. Conclusões

A ETCC placebo confere resultados de acordo com a literatura quanto a
oscilações de Mu em tarefas de observação e mentalização de movimentos sem nenhum
tipo de intervenção, i.e., supressão de Mu tanto em observação quanto mentalização
apenas de movimentos biológicos;

Não há diferenças para a supressão do ritmo Mu durante tarefas de mentalização
e observação biológica;

A supressão de Mu ocorre de forma focal, ou seja, apenas na área motora
envolvida na tarefa e de forma contralateral ao movimento;

A supressão de Mu focal é acompanhada por sincronização dessa faixa de
frequência nas áreas motoras não envolvidas na tarefa apenas na condição de
mentalização;

ETCC anódica e catódica induzem diferentes padrões oscilatórios de Mu, agindo
de forma difusa sob a área aplicada, sem especificidade focal do membro envolvido na
tarefa, porém, seus efeitos podem diferir de acordo com a demanda da tarefa;

O aumento de excitabilidade cortical induzido por ETCCa resulta em efeito
homeostático focal (na área do membro envolvido na tarefa, no caso C3 – área da mão
ilustrada pelo homúnculo de Penfield), induzindo supressão ipsilateral (em C4) por
demanda dessa área durante a execução da tarefa
68

A diminuição de excitabilidade cortical induzida por ETCCc resulta em efeito
difuso de supressão de Mu na área aplicada apenas para tarefas envolvendo movimentos
biológicos.

São necessários estudos para avaliar possíveis diferenças de gênero quanto ao
efeito neuromodulatório da ETCC em padrão oscilatório de Mu durante tarefas
envolvendo movimentos biológicos.

A combinação de ETCC e tarefas de observação e mentalização parece uma
estratégia interessante para intervenção em distúrbios envolvendo comprometimento das
habilidades motoras;

A combinação de ETCC e tarefas de observação e mentalização parece uma
estratégia interessante de intervenção para populações com desenvolvimento atípico,
com comprometimento de habilidades de imitação e compreensão das ações do outro,
e.g. TEA.

Estudos englobando ETCC, observação e mentalização de movimentos e
medidas
de
EEG
são
necessários
para
melhor
compreensão
dos
efeitos
neuromodulatórios concomitantes a este tipo de tarefa em populações tanto com
comprometimento motor quanto com comprometimento de habilidades de teoria da
mente para possíveis aplicações em neuroreabilitação.
69
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80
ANEXOS
Anexo A
Inventário de Dominância Lateral de Edimburgo (Oldfield, 1971)
Por favor, indique sua preferência no uso das mãos nas seguintes atividades pela
colocação do sinal + na coluna apropriada. Onde a preferência é tão forte que você
nunca usaria a outra mão a menos que fosse forçado a usá-la, coloque ++. Se em algum
caso a mão utilizada é realmente indiferente, coloque + em ambas as colunas. Algumas
das atividades requerem ambas as mãos. Nestes casos a parte da tarefa, ou objeto, para
qual preferência manual é desejada é indicada entre parênteses.
Por favor, tente responder a todas as questões, e somente deixe em branco se
você não tiver qualquer experiência com o objeto ou tarefa.
Atividade
1
Escrever
2
Desenhar
3
Arremessar
4
Uso de tesouras
5
Escovar os dentes
6
Uso de faca (sem garfo)
7
Uso de colher
8
Uso de vassoura (mão superior)
9
Acender um fósforo (mão do
fósforo)
10
Abrir uma caixa (mão da tampa)
Mão Esquerda
Mão Direita
TOTAL
Pontuação: Some o total de + marcados para mão esquerda e para mão direita e
preencha o total para cada coluna. Some o total da esquerda com o da direita e coloque
no total cumulativo. Subtraia o total da esquerda do total da direita e coloque-o na
diferença. Depois, o total cumulativo deve ser dividido pela diferença obtida e
multiplicado por 100. Preencha o valor obtido no resultado
Interpretação:
abaixo – 40 =
canhoto
entre -40 e +40 = ambidestro
acima + 40 =
destro
81
Anexo B
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Gostaríamos de convidá-lo a participar do projeto de pesquisa “Efeito da ETCC
em ondas mu durante observação e mentalização de movimento” que se propõe a
investigar a atividade eletroencefalográfica com uso de EEG em tarefas de observação e
mentalização motora após uso da ferramenta neuromodulatória de estimulação
transcraniana por corrente contínua. Para tal você receberá, em dias diferentes,
estimulação de dois tipos: ativa ou placebo. O placebo não faz nenhum efeito, e é usado
para que se possa estudar o que acontece com o participante que não recebe a
estimulação proposta. Na estimulação ativa podem ocorrer diferenças em algumas
tarefas realizadas. A escolha da ordem de estimulações será feita por sorteio. O aparelho
de estimulação por corrente contínua gera uma corrente de intensidade muito baixa (que
praticamente não é perceptível) e essa corrente é dirigida para o cérebro através de duas
esponjas que funcionam como eletrodos. Essa técnica é indolor e já é utilizada há algum
tempo em vários países e em outros estudos. As queixas mais freqüentes já feitas foram
de coceira e formigamento no local de aplicação da estimulação, durante a aplicação.
Esses efeitos desaparecem após o final da estimulação. As pesquisas mostram que não
existe risco de qualquer dano cerebral devido a esse tratamento.
Para avaliar essas diferenças, sua atividade cerebral será registrada por meio de
eletroencefalografia, após a estimulação, enquanto o sujeito realiza um teste via
microcomputador. Nesse estudo, será utilizado um aparelho de EEG de 128 canais; para
a aquisição da atividade cerebral, e você ficará com uma touca de eletrodos posicionada
em sua cabeça por um período de aproximadamente 15 minutos. A touca apenas coleta
as informações e você permanecerá acordado o tempo todo.
Em qualquer etapa do estudo você terá acesso ao Pesquisador Responsável para
o esclarecimento de eventuais dúvidas (no endereço abaixo), e terá o direito de retirar a
permissão para participar do estudo a qualquer momento, sem qualquer penalidade ou
prejuízo. As informações coletadas serão analisadas em conjunto com a de outros
participantes e será garantido o sigilo, a privacidade e a confidencialidade das questões
respondidas, sendo resguardado o nome dos participantes (apenas o Pesquisador
Responsável terá acesso a essa informação), bem como a identificação do local da
coleta de dados. Os resultados obtidos serão analisados, e as conclusões apresentadas
para a discussão científica como parte do processo de conclusão de curso de mestrado.
A divulgação do trabalho terá finalidade acadêmica, esperando contribuir para um maior
conhecimento do tema estudado.
Os instrumentos de avaliação serão aplicados pelo pesquisador responsável e
tanto os instrumentos de coleta de dados quanto o contato interpessoal oferecem riscos
mínimos aos participantes.
82
Caso você tenha alguma consideração ou dúvida sobre os aspectos éticos da
pesquisa, poderá entrar em contato com o Comitê de Ética em Pesquisa da
Universidade Presbiteriana Mackenzie - Rua da Consolação, 896 - Ed. João Calvino Mezanino.
Desde já agradecemos a sua colaboração.
Declaro que li e entendi os objetivos deste estudo, e que as dúvidas que tive foram
esclarecidas pelo Pesquisador Responsável. Estou ciente que a participação é voluntária,
e que, a qualquer momento tenho o direito de obter outros esclarecimentos sobre a
pesquisa e de retirar a permissão para participar da mesma, sem qualquer penalidade ou
prejuízo.
Nome do Sujeito de Pesquisa:______________________________________________
Assinatura do Sujeito de Pesquisa:__________________________________________
Declaro que expliquei ao Responsável pelo Sujeito de Pesquisa os procedimentos a
serem realizados neste estudo, seus eventuais riscos/desconfortos, possibilidade de
retirar-se da pesquisa sem qualquer penalidade ou prejuízo, assim como esclareci as
dúvidas apresentadas.
São Paulo,___de__________de_______.
________________________________
Pesquisador Responsável: Olivia M. Lapenta
______________________________
Orientador: Prof. Dr. Paulo S. Boggio
Universidade Presbiteriana Mackenzie
R. Paiuí, nº181, 10º andar
Telefone:2114-8001
e-mail:[email protected]
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Anexo C