Efeitos da Estimulação Cerebral na Aprendizagem de Habilidades Motoras
Estudo analisa como o iTMS impacta o aprendizado motor e a atividade cerebral.
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Aprender novas habilidades motoras é super importante no nosso dia a dia. Quando a gente aprende essas habilidades, nosso cérebro muda, criando novas conexões entre as células cerebrais. Essa capacidade do cérebro de se adaptar e mudar se chama neuroplasticidade. O jeito que a gente aprende as habilidades motoras tá bem ligado a quão bem nosso cérebro consegue se adaptar. Os pesquisadores têm estudado maneiras de melhorar esse aprendizado, influenciando como nosso cérebro se adapta.
Uma ideia interessante é chamada de metaplasticidade. Isso significa que a capacidade do cérebro de se adaptar pode ser afetada pelo que rolou antes. Por exemplo, se o cérebro foi ativo de uma certa maneira, ele pode responder diferente a novas experiências de aprendizado. Isso quer dizer que, se a gente conseguir mudar como o cérebro tá ativo antes de praticar uma habilidade, a gente pode melhorar nossa capacidade de aprender essa habilidade depois.
Pra testar essas ideias, os cientistas usaram técnicas de estimulação cerebral não invasivas. Esses métodos podem mudar a atividade cerebral temporariamente. Aplicando esses métodos antes de praticar uma habilidade, os pesquisadores esperam preparar o cérebro pra aprender de forma mais eficaz.
O Estudo
Nesse estudo, os pesquisadores queriam entender como um tipo específico de estimulação cerebral, conhecido como ITMS, afeta o aprendizado de novas habilidades motoras. Eles também queriam ver como essa estimulação interage com a atividade cerebral, que foi medida usando EEG.
Um grupo de 16 jovens adultos saudáveis participou do estudo. Eles foram escolhidos com base em vários critérios de saúde, incluindo não ter nenhum transtorno neurológico ou psiquiátrico e não estar em nenhum medicamento que pudesse afetar o cérebro. Todos os participantes tinham visão normal ou corrigida e eram destros.
Cada participante passou por três sessões experimentais, cada uma durando cerca de 3,5 horas. Durante essas sessões, os pesquisadores registraram a atividade cerebral antes e depois da iTMS, e também depois que os participantes praticaram uma nova tarefa motora. As tarefas envolviam usar um dispositivo especial de pegada pra controlar um cursor digital, com o objetivo de melhorar a velocidade e a precisão.
Os participantes foram divididos em diferentes grupos que receberam iTMS real, uma forma falsa (placebo) de iTMS, ou simplesmente fizeram a tarefa motora sem nenhuma estimulação. A ordem das sessões foi randomizada para cada participante.
Configurações da Intervenção
A estimulação cerebral foi feita usando um dispositivo específico que envia pulsos magnéticos pro cérebro. Os pesquisadores colocaram o dispositivo na cabeça dos participantes com cuidado pra atingir a parte do cérebro responsável pelo movimento. Eles garantiram que a estimulação fosse feita de forma consistente em todas as sessões.
O EEG foi usado pra registrar a atividade elétrica no cérebro enquanto os estímulos estavam sendo aplicados. Esse método ajuda os pesquisadores a ver como o cérebro responde a diferentes tipos de estimulação.
A tarefa motora dada aos participantes foi projetada pra medir a Aquisição de Habilidades. Antes dessas tarefas, a força máxima que cada participante conseguia exercer foi medida. Depois, os participantes realizaram uma série de testes onde eles tentavam mover um cursor através de alvos, apertando um dispositivo.
Análise de Dados
Os dados coletados dos experimentos incluíram medições da atividade cerebral e resultados das tarefas motoras. Os pesquisadores processaram esses dados com cuidado pra garantir precisão. Eles analisaram vários fatores, incluindo resposta muscular e padrões de ondas cerebrais, pra entender como a iTMS afetou a atividade cerebral e o aprendizado das habilidades.
Efeitos da Estimulação Cerebral
Os pesquisadores analisaram como a estimulação cerebral afetou a Atividade Muscular durante as tarefas. Eles descobriram que o aumento esperado na responsividade muscular devido à iTMS não aconteceu como o esperado. Em outras palavras, enquanto esperavam que os participantes respondessem melhor após a estimulação, os resultados não mostraram diferenças significativas.
Em termos de aprendizado da habilidade motora, o desempenho melhorou de forma geral por causa da prática, mas não havia evidências de que a iTMS ajudou a melhorar esse aprendizado. Os participantes mostraram melhora nas habilidades independentemente de terem recebido a iTMS real ou a versão falsa.
Resultados do Treinamento Motor
À medida que os participantes praticavam a tarefa motora, a habilidade deles pra realizá-la melhorou. Eles cometeram menos erros e completaram os movimentos mais rapidamente. Porém, ao comparar os grupos, aqueles que tiveram iTMS real não mostraram uma melhora significativa em relação aos que receberam a estimulação falsa.
Os pesquisadores notaram que, embora a habilidade tenha aumentado, os ganhos não foram significativamente diferentes entre as várias condições. Isso levou eles a concluir que a iTMS não parecia fornecer os benefícios esperados para o aprendizado de habilidades motoras.
Atividade das Ondas Cerebrais
Os dados do EEG destacaram diferentes padrões de atividade cerebral durante o estudo. O estudo mostrou que, enquanto a iTMS não melhorou as respostas musculares ou a aquisição de habilidades, o treinamento motor levou a algumas mudanças na atividade cerebral. A onda cerebral P30, um componente que se pensa estar relacionado à atividade cerebral local, mudou em resposta à prática motora. Porém, essa mudança não foi observada após a aplicação da iTMS.
Conclusão
Esse estudo buscou investigar como a iTMS afeta o aprendizado motor e a atividade cerebral. Os benefícios esperados da iTMS na responsividade muscular e no aprendizado não foram alcançados. Embora os participantes tenham melhorado suas habilidades com a prática, a inclusão da iTMS não potencializou esse efeito.
As descobertas sugerem que os efeitos positivos habituais da iTMS na responsividade muscular e no aprendizado motor estavam ausentes nesse caso. Apesar de as respostas iniciais das ondas cerebrais indicarem alguma mudança devido à prática motora, esses efeitos foram anulados quando foram preparados com a iTMS.
As diferenças entre os resultados deste estudo e pesquisas anteriores destacam a variabilidade que pode ocorrer em estudos de neurociência. Fatores como diferenças individuais, ambiente e até mesmo pequenas mudanças na metodologia podem levar a resultados diferentes.
Isso enfatiza a necessidade de mais pesquisas pra entender como técnicas de preparação como a iTMS podem ser usadas de forma eficaz pra apoiar o aprendizado motor. Estudos futuros deveriam considerar vários aspectos, incluindo a otimização das técnicas de estimulação e uma exploração mais profunda dos padrões de ondas cerebrais associados ao aprendizado.
Em resumo, enquanto o estudo forneceu insights valiosos sobre as complexidades do aprendizado motor e da atividade cerebral, também levantou questões sobre como aproveitar melhor as técnicas de estimulação cerebral pra melhorar o aprendizado. Mais pesquisas são necessárias pra esclarecer esses efeitos e desenvolver abordagens mais eficazes pra melhorar as habilidades motoras através de técnicas de modulação cerebral.
Título: Investigating the effects of repetitive paired-pulse transcranial magnetic stimulation on visuomotor training using TMS-EEG.
Resumo: ObjectivesI-wave periodicity repetitive paired-pulse transcranial magnetic stimulation (iTMS) can modify acquisition of a novel motor skill, but the associated neurophysiological effects remain unclear. The current study therefore used combined TMS-electroencephalography (TMS-EEG) to investigate the neurophysiological effects of iTMS on subsequent visuomotor training (VT). MethodsSixteen young adults (26.1 {+/-} 5.1 years) participated in three sessions including real iTMS and VT (iTMS + VT), control iTMS and VT (iTMSsham + VT), or iTMS alone. Motor-evoked potentials (MEPs) and TMS-evoked potentials (TEPs) were measured before and after iTMS, and again after VT, to assess neuroplastic changes. ResultsIrrespective of the intervention, MEP amplitude was not changed after iTMS or VT (P = 0.211). Motor skill was improved compared with baseline (P < 0.001), but no differences were found between stimulus conditions. In contrast, the P30 peak was altered by VT when preceded by sham iTMS (P < 0.05), but this effect was not apparent when VT was preceded by iTMS or following iTMS alone (all P > 0.15). ConclusionIn contrast to expectations, iTMS was unable to modulate MEP amplitude or influence motor learning. Despite this, changes in P30 amplitude suggested that motor learning was associated with altered cortical reactivity. Furthermore, this effect was abolished by priming with iTMS, suggesting an influence of priming that failed to impact learning. Authorship statementsConceptualization: JGS; Data curation: RS, BJH, and WL; Formal analysis: RS; Funding acquisition: RS; Investigation: RS, BJH, and WL; Methodology: RS, GMO, BJH and JGS; Project administration: GMO and JGS; Supervision: GMO and JGS; Roles/Writing - original draft: RS and GMO; Writing - review & editing: BJH, WL, and JGS.
Autores: George M Opie, R. Sasaki, B. J. Hand, W.-Y. Liao, J. G. Semmler
Última atualização: 2024-02-23 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581468
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581468.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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