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Desenvolvendo Coordenação Bilateral em Crianças

Estudo destaca como as crianças melhoram as habilidades de coordenação bilateral dos 6 aos 17 anos.

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A coordenação bilateral é uma habilidade chave que ajuda a gente a realizar várias tarefas do dia a dia. Essa habilidade envolve usar os dois braços juntos, seja de forma simétrica (movendo na mesma direção) ou assimétrica (movendo em direções diferentes). Por exemplo, quando a gente pega uma caixa com as duas mãos ou usa um garfo em uma mão e uma faca na outra, estamos usando coordenação bilateral. Esses movimentos exigem bom tempo e controle entre os dois braços, tornando-os mais complexos do que usar só um braço.

Muitas crianças com deficiência, como paralisia cerebral, transtorno de coordenação do desenvolvimento ou transtorno do espectro autista, costumam ter dificuldades com a coordenação bilateral. Isso pode tornar as atividades diárias mais difíceis para elas. Para ajudar essas crianças, primeiro precisamos entender como as crianças que se desenvolvem normalmente melhoram sua coordenação bilateral à medida que crescem. Também precisamos de maneiras de medir essa habilidade que sejam fáceis de usar em ambientes clínicos, sem equipamento especial.

Como as Crianças Desenvolvem Habilidades de Alcançar

Pesquisas mostraram que as habilidades de alcançar das crianças se desenvolvem significativamente entre 6 e 8 anos. A maioria dos estudos foca em alcançar unilateralmente, que é usar um braço de cada vez. Quando as crianças chegam a cerca de 11 ou 12 anos, suas habilidades de alcançar são parecidas com as dos adultos. No entanto, alguns estudos sugerem que as habilidades de alcançar continuam a se desenvolver durante os anos da adolescência.

Alcançar unilateralmente, embora seja mais simples que alcançar bilateralmente, ainda envolve coordenação entre os braços. Mesmo usando um braço, o outro não deve atrapalhar o movimento, um processo controlado pelo cérebro.

Ao analisar o alcance bilateral em crianças de 7 a 10 anos, os pesquisadores descobriram que esses movimentos não eram tão retos quanto os movimentos unilaterais. Isso sugere que a coordenação bilateral pode estar um pouco atrás do desenvolvimento da coordenação unilateral nessa faixa etária. Em um caso, os movimentos bimanuais (usando as duas mãos) foram mais lentos que os unimanuais (usando uma mão) em crianças mais novas.

O desenvolvimento da coordenação bimanual não é simples e provavelmente muda de acordo com a tarefa. Alguns estudos sugerem que as crianças melhoram sua coordenação bimanual durante a infância, mas depois chegam a um platô por volta dos 8 anos. Outro estudo descobriu que, enquanto o tempo e a coordenação entre os braços melhoraram constantemente dos 6 anos até a vida adulta, a coordenação dos movimentos dos braços não começou a se desenvolver até a adolescência.

Ligação Entre o Cérebro e a Coordenação

O desenvolvimento da coordenação bilateral está fortemente ligado ao crescimento de uma estrutura do cérebro chamada Corpo caloso. Essa parte do cérebro conecta os lados esquerdo e direito, permitindo que se comuniquem, o que é essencial para coordenar movimentos. Crianças pequenas costumam mover os dois braços juntas de forma simétrica porque isso requer menos coordenação entre os hemisférios do cérebro. À medida que crescem e o cérebro amadurece, elas começam a mover cada braço de forma independente.

Movimentos espelho, em que um braço imita involuntariamente o outro, podem ocorrer em crianças até os 10 anos. Esses movimentos geralmente diminuem à medida que o cérebro amadurece. Estudos indicam que a eficiência de como os dois lados do cérebro se comunicam atinge níveis adultos durante a infância tardia até a adolescência média.

Diferenças entre meninos e meninas no desenvolvimento do corpo caloso também foram observadas. Essas diferenças podem explicar as variações na forma como meninos e meninas desenvolvem a coordenação bilateral.

Métodos Atuais de Avaliação

Tradicionalmente, avaliar habilidades de alcançar envolveu equipamentos caros, como sistemas de captura de movimento 3D ou dispositivos robóticos. Embora esses métodos forneçam dados cruciais, eles são difíceis de usar em ambientes clínicos comuns. Recentemente, a tecnologia de visão computacional surgiu como uma alternativa promissora. Usando equipamentos de vídeo disponíveis, como webcams, os pesquisadores podem rastrear os movimentos de uma pessoa e coletar informações importantes sem precisar de equipamentos especializados.

A visão computacional tem sido aplicada principalmente para estudar a marcha, mas há um potencial empolgante para usá-la na análise de movimentos dos braços também. Embora a precisão desses sistemas possa ser afetada por vários fatores, como ângulos de câmera e roupas, eles têm se mostrado confiáveis em muitos cenários.

Objetivos do Estudo

Este estudo tem como objetivo entender melhor como as habilidades de alcançar bilateralmente se desenvolvem em crianças de 6 a 17 anos. Os pesquisadores usaram um sistema de visão computacional e jogos de realidade aumentada para avaliar como as crianças se saem em tarefas que requerem movimentos de alcançar Simétricos e Assimétricos. Outro foco foi comparar o desempenho entre meninos e meninas, já que estudos anteriores sugeriram diferenças no desenvolvimento com base no gênero. Os pesquisadores hipotetizaram que as crianças mostrariam mais melhoria antes dos 12 anos e continuariam a se desenvolver durante a adolescência, com desempenho melhor em tarefas simétricas em comparação com as assimétricas.

Participantes e Procedimento

Para coletar dados, os pesquisadores recrutaram participantes na Feira Estadual de Minnesota. Crianças de 6 a 17 anos que tinham visão normal ou corrigida foram convidadas a participar. Os pais deram consentimento para crianças mais novas. Os participantes responderam a perguntas sobre sua idade, gênero, preferência de mão (qual mão preferem usar) e hábitos de jogo.

Cada criança participou de uma avaliação que durou cerca de 10 minutos. Elas se sentaram em frente a um computador com uma webcam para rastrear seus movimentos dos braços enquanto completavam tarefas de alcançar. O foco principal foi em duas tarefas: uma tarefa de alcançar simétrica (onde as duas mãos se movem para alvos que estão a mesma distância uma da outra) e uma tarefa assimétrica (onde os alvos são colocados de forma diferente para cada mão).

Antes da avaliação ativa, cada participante praticou coletando cinco pares de alvos para se familiarizar com o jogo. Depois, tiveram 50 segundos para coletar o máximo possível de alvos. O sistema registrou quantos alvos foram coletados e quão bem coordenaram os movimentos dos braços.

Coleta e Análise de Dados

O estudo analisou dados de 133 crianças que completaram ambas as tarefas de alcançar. As pontuações de cada tarefa foram comparadas e o tempo dos movimentos entre as mãos foi avaliado. Isso incluiu verificar quão bem as mãos trabalharam juntas. Vários métodos estatísticos foram usados para avaliar o desempenho dos participantes com base em sua idade e gênero.

Os pesquisadores examinaram como as pontuações das crianças melhoraram com a idade. Eles também analisaram se meninos e meninas se saíram de forma diferente nas tarefas e consideraram fatores externos, como experiência com videogames, para garantir que não impactassem os resultados.

Descobertas sobre o Desenvolvimento do Desempenho

Os resultados mostraram que tanto as habilidades de alcançar simétricas quanto assimétricas melhoraram com a idade. Os pesquisadores descobriram que a idade explicava uma parte significativa das mudanças no desempenho. A maioria das melhorias ocorreu antes dos 12 anos, mas o desenvolvimento continuou a ser observado durante a adolescência, confirmando achados de pesquisas anteriores.

Em termos de pontuação, as crianças geralmente se saíram melhor na tarefa de alcançar simétrica em comparação com a assimétrica. A diferença de desempenho entre essas tarefas permaneceu consistente em diferentes idades.

Além disso, o tempo dos movimentos, ou atraso das mãos, também melhorou com a idade. Crianças mais novas mostraram muita variabilidade em seus movimentos das mãos, mas isso diminuiu à medida que cresciam. Aos 13 anos, as crianças mostraram movimentos muito mais sincronizados.

Diferenças de Gênero no Desempenho

O estudo revelou que as meninas se saíram melhor que os meninos em ambas as tarefas de alcançar quando a idade não foi considerada. Análises adicionais indicaram diferenças significativas no grupo de 10-11 anos e no grupo de 14-17 anos, particularmente na tarefa assimétrica. Esses achados sugerem que as meninas podem ter uma vantagem durante certos estágios de desenvolvimento.

As diferenças de desempenho podem estar relacionadas ao timing da puberdade, já que as meninas geralmente amadurecem mais cedo que os meninos. Estudos mostraram que os padrões de crescimento no corpo caloso, que desempenha um papel na coordenação, também diferem por gênero. Isso pode explicar por que as meninas superaram os meninos em idade específica.

Efeito da Experiência com Videogames

Curiosamente, a pesquisa não encontrou uma ligação significativa entre o desempenho de uma criança em tarefas de alcançar e sua experiência com videogames. Isso sugere que as tarefas mediram habilidades motoras em vez de proficiência em jogos, destacando a eficácia dos métodos de avaliação usados no estudo.

Implicações e Direções Futuras

As descobertas deste estudo têm implicações significativas para a avaliação e treinamento de habilidades de coordenação bilateral em crianças. O uso de visão computacional e realidade aumentada torna possível medir essas habilidades de forma rápida e sem equipamentos caros. Essa abordagem pode ser facilmente adaptada para uso em ambientes clínicos ou até mesmo em avaliações de telemedicina.

Embora o estudo tenha sido um passo valioso, também apontou várias limitações. O tamanho da amostra e a distribuição etária não eram iguais, o que pode afetar a interpretação dos resultados baseados em gênero. Pesquisas futuras poderiam focar em refinar os métodos de avaliação, incluindo a ampliação da gama de tarefas para capturar mais aspectos da coordenação.

Estudos adicionais também podem se concentrar em crianças com deficiências motoras para determinar se elas têm mais dificuldades com a coordenação bilateral, usando os novos métodos de avaliação para coletar dados precisos. O potencial dessas avaliações para serem usadas tanto como uma ferramenta de medição quanto como um meio de intervenção pode ser fundamental para abordar desafios de coordenação em populações diversas.

Conclusão

A coordenação bilateral é uma habilidade crucial para atividades do dia a dia, e entender como ela se desenvolve nas crianças pode levar a melhores avaliações e intervenções para aqueles que têm dificuldades com coordenação. Este estudo destaca como a visão computacional e a realidade aumentada podem criar métodos acessíveis para avaliar essas habilidades, abrindo caminho para novas abordagens na pesquisa e na prática clínica. As descobertas ressaltam a importância de continuar explorando as nuances da coordenação bilateral em diferentes idades e gêneros, fornecendo uma base para investigações futuras.

Fonte original

Título: Characterization of Bilateral Reaching Development Using Augmented Reality Games

Resumo: HighlightsO_LIWe developed augmented reality games to examine bilateral reaching in 133 children C_LIO_LISymmetric and asymmetric reaching developed in parallel C_LIO_LISynchrony in hands reaching targets improved with age C_LIO_LIChildren continued to improve through age 17, though slower rate after 12 years C_LIO_LIFemales demonstrated better reaching performance than males C_LI Bilateral coordination is commonly impaired in neurodevelopmental conditions including cerebral palsy, developmental coordination disorder, and autism spectrum disorder. However, we lack objective clinical assessments that can quantify bilateral coordination in a clinically feasible manner and determine age-based norms to identify impairments. The objective of this study was to use augmented reality and computer vision to characterize bilateral reaching abilities in typically developing children. Typically developing children (n=133) ages 6-17 years completed symmetric and asymmetric bilateral reaching tasks in an augmented reality game environment. We analyzed the number of target pairs they could reach in 50 seconds as well as the time lag between their hands reaching the targets. We found that performance on both tasks developed in parallel, with development slowing but not plateauing after age 12. Children performed better on the symmetric task than asymmetric, both in targets reached and with shorter hand lags. Variability between children in hand lag decreased with age. We also found gender differences with females outperforming males, which were most pronounced in the 10-11 year olds. Overall, this study demonstrates parallel development through childhood and adolescence of symmetric and asymmetric reaching abilities. Furthermore, it demonstrates the ability to quantify bilateral coordination using computer vision and augmented reality, which can be applied to assess clinical populations.

Autores: Rachel L Hawe, S. Ziccardi, S. Timanus, G. Ashrafzadehkianb, S. J. Guy

Última atualização: 2024-06-07 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.05.597663

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.05.597663.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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