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O uso do EEG no diagnóstico e avaliação

Os diversos eletrodos colocados sobre áreas diferentes do crânio registram a atividade de neurônios de áreas distintas do córtex cerebral. Pode-se considerar que se neurônios de diferentes áreas corticais foram recrutados para colaborar na execução de uma determinada tarefa, então a atividade desses neurônios estão correlacionadas (Fig. 1). A análise do EEG pode revelar, portanto, a associação de agentes envolvidas na solução de um determinado problema.

AMOSTRAS	AREM	DERIVAÇÕES
Trechos do EEG referentes a um evento são selecionados	O EEG médio é calculado para cada um desses eventos	para cada uma das derivações do sistema 10/20
	Calcula-se a correlação entre  atividade promediada para as  diversas derivações no  AREM para gerar o MARE

Fig. 1 – O EEG durante a execução de jogos

Esse estudo pode ser feito durante a execução de video-jogos (Fig. 2) especialmente elaborados para o estudo de funções definidas do cérebro, tais como linguagem (por exemplo, jogos de charadas, histórias, etc. ), diferentes processamentos visuais (quebra-cabeça, rotação mental, etc.), etc.
 

CHARADAS	HISTÓRIA
QUEBRA-CABEÇA	ROTAÇÃO MENTAL

Fig. 2 – Os jogos utilizados para estudo do EEG

O procedimento para realizar tal estudo segue os seguintes passos (Fig. 1):

1. registra-se o EEG durante a realização de um dos video-jogos escolhidos (Fig. 2);
2. utiliza-se dois computadores ligados em rede: um para o registro do EEG e outro para execução dos jogos;
3. os dois computadores são sincronizados, de modo que o EEG registrado é referenciado aos diversos eventos de cada jogo: apresentação do som verbal, apresentação da imagem, decisão, etc.
4. seleciona-se os trechos do EEG associados a cada um dos eventos de cada jogo;
5. calcula-se a atividade promediada para cada evento ou a Atividade Relacionada ao Evento (ARE);
6. calcula-se, para cada evento de cada jogo, um AREM que é a média de todos os AREs associados a esse evento;
7. calcula-se a correlação linear da atividade promediada para cada derivação do AREM em relação a atividade promediada de todas as outras derivações;
8. assume-se que o coeficiente de correlação assim calculado mede a possibilidade p_i de comunicação entre os neurônios das áreas registradas por cada eletrodo;
9. calcula-se, então, a capacidade computacional C_i alocadada em cada área ou derivação do EEG, para a execução do vídeo-jogo;
10. constroi-se os mapas ( MAREs ) das áreas que alocaram maior capacidade computacional para a execução da tarefa em cada etapa de cada vídeo-jogo (Figs. 4, 6, 8 e 10).

Utilizou-se os seguintes jogos para estudos de atividades correlacionadas ao processamento de linguagem e visual:

• charadas: charadas do tipo é uma fruta, tem escamas, é amarela e tem coroa, são apresentadas verbalmente, para em seguida serem mostradas figuras de frutas, profissionais, etc., para que o indivíduo escolha a resposta correta à charada;
• histórias: trechos de histórias sobre festas populares, como por exemplo, a festa junina: a festa começou com o casamento caipira; depois todos comeram doces e outras guloseimas, ...; são apresentados verbalmente, para em seguida serem mostradas figuras de cenas de uma festa caipira, para que o indivíduo escolha a cena associada ao trecho apresentado;
• rotação mental: a figura de um objeto é apresentada como modelo, e em seguida são mostradas várias figuras do mesmo objeto em posições diferentes, para que o indivíduo escolha aquela que está na mesma posição do modelo;
• quebra-cabeça: um modelo de uma figura é apresentada juntamente com nove peças da mesma figura, para que o indivíduo reconstrua a figura original.

Utilizou-se três grupos de voluntários no estudo da atividade cerebral correlacionada a execução dos vídeo jogos:

• adultos: um grupo de 20 adultos cuja idade variou de 18 a 50 anos e que não apresentavam nenhum comprometimento neurológico. Todos esses indivíduos tinham instrução de nível superior.
• crianças alfabetizadas: um grupo de 10 crianças cursando a escola elementar, cuja idade média está em torno de 9,5 anos. Nenhuma das crianças é portadora de qualquer distúrbio neural, e o QI avaliado pelo WISC está dentro dos padrões de normalidade.
• Crianças pré-escolares: um grupo de 10 crianças que frequentam a pré-escola, cuja idade média está em torno de 4,8 anos. Nenhuma dessas crianças apresenta qualquer problema neural, o QI avaliado pelo teste Stanford-Binet esta dentro dos padrões de normalidade.

Processando charadas

O jogo de charadas apresentou uma baixa taxa de erros. Na verdade os adultos não cometeram nenhum engano na seleção das figuras associadas às charadas apresentadas. As crianças pré-escolares foram as que cometeram maior quantidade de erros (Fig. 3). Os erros na Fig. 3 e em todas as outras, são sempre mostrados como porcentagem média em relação à todas as tomadas de decisão durante o jogo.

Os adultos gastaram em média 2 segundos desde a apresentação das figuras até o momento da seleção da resposta considerada correta. As crianças alfabetizadas gastaram o dobro desse tempo e os pré-escolares necessitaram de cerca de 10 segundos para a tomada de decisão. A entropia média da capacidade computacional alocada em todas as etapas do jogo variou de 13,5 bits no caso dos adultos, para 15,7 no caso das crianças alfabetizadas e 18,5 bits nos pré-escolares.

Pode-se dizer que a mesma tarefa representou graus de dificuldades diferentes para os três grupos, podendo ser considerada uma tarefa difícil para os pré-escolares. Essa conclusão deriva do fato de que o número de erros cometidos e o tempo para a tomada de decisão aumentaram dos adultos para os pré-escolares. O gráu de dificuldade na resolução do problema foi acompanhado por um aumento do esforço computacional, que se refletiu no aumento da entropia média das áreas associadas ao processamento das atividade do jogo.

Fig. 3 – Comportamento dos grupos no jogo de charadas

A realização desse jogo implica na correta decodificação da informação verbal apresentada inicialmente, que contém os dados necessários para identificação da fruta ou profissão descrita. A informação obtida em cada frase deve ser mantida em memória, de modo a ser utilizada para o reconhecimento da solução da charada. Essa informação verbal deve ser utilizada para ativar uma memória visual dessa solução. Finalmente, após a apresentação das figuras, as hipóteses levantadas devem ser visualmente confrontadas com as alternativas oferecidas.

É interessante notar que muitas vezes, durante a apresentação verbal da charada, os voluntários verbalizaram a resposta correta, mesmo antes da apresentação da figuras correspondentes. Parece, portanto, que as etapas acima discutidas foram realizadas com sucesso pelos indivíduos, e na maioria das vezes, eles iniciaram a análise visual das alternativas oferecidas tendo apenas uma hipótese a testar.

A análise dos MAREs associados aos distintos eventos do jogo para os diversos grupos mostra (Fig. 4):

• Uma participação importante das regiões fronto-temporo-centrais do hemisfério esquerdo durante toda a apresentação verbal da charada. A ativação dessas áreas corresponde ao trabalho de decodificação verbal e armazenamento das informações na memória de trabalho verbal;
• Desde o início, o processamento das informações verbais esteve associado a uma ativação de áreas, principalmente anteriores, do hemisfério direito associadas ao sistema visual. Esse efeito se torna mais marcante ao final da charada e principalmente no caso dos pré-escolares. e corresponde à criação de uma imagem visual da hipótese aventada a partir do processamento da informação verbal. A Crianção dessa imagem ativa áreas temporo-parietais nos adutlos e occiptais nas crinaças;
• A atividade cerebral predominou nas regiões frontais ( principalmente à direita ) nos adultos durante os dois segundos que antecederam a tomada de decisão. Observa-se, no caso dos grupos de crianças, uma participação mais importante da áreas verbais temporo-frontais esquerdas e visuais amplamente distribuídas no hemisfério direito. Parece que essa maior participação das áreas de processamento verbal e visual está associada ao maior gráu de dificuldade experimentada pelas crianças na solução do jogo.

			INÍCIO DA CHARADA
			MEIO DA CHARADA
			FIM DA CHARADA
			ANTES DA ESCOLHA 2 segundos
			ANTES DA ESCOLHA 1 segundo
ADULTOS	ALFABETIZADOS	PRÉ-ESCOLARES	CHARADAS

Fig. 4 – O MAREs para os diversos grupos e eventos do jogo de charadas

Rodando imagens

Os erros cometidos pelos adultos foram menores que aqueles das crianças alfabetizadas, e essas cometeram menor número de enganos do que as pré-escolares. Todos os grupos foram bastante rápidos na tomada de decisão, e o número total de erros foi bastante reduzido nos grupos de crianças, quando comparados aos outros jogos (Fig. 5).

Fig. 5 – Comportamento dos grupos no de rotação mental

Os recursos computacionais alocados pelos diversos grupos para a solução desse tipo de jogo se diferencia bastante do padrão descrito para os outros jogos. No caso de rotação mental, os adultos alocaram cerca de uma vez e meia os recursos utilizados pelas crianças. Além disso, não parece haver uma proporcionalidade entre a alocação de recursos e a quantidade de erros, ou mesmo o tempo para a tomada de decisão.
 

			APÓS A APRESENTAÇÃO 1º segundo
			APÓS A APRESENTAÇÃO 2º segundo
			ANTES DA DECISÃO     2 segundos
			ANTES DA DECISÃO     1 segundo
ADULTOS	ALFABETIZADOS	PRÉ-ESCOLARES	ROTAÇÃO

Fig. 6 – O MAREs para os diversos grupos e eventos do jogo de rotação mental

A correta execução desse tipo de jogo implica em manter o modelo em memória, e efetuar mentalmente sua rotação para comparar com as alternativas apresentadas e tomar a decisão. Esse processamento parece envolver um trabalho predominante do hemisfério esquerdo, uma vez que (Fig. 6):

• quando a atividade cerebral é referenciada à apresentação da informação visual, observa-se uma atividade maior de áreas frontais esquerda e central e parietal esquerda nos grupos de adultos e crianças alfabetizadas, que são aqueles que erram menos e tomam uma decisão mais rápida.
• essa maior atividade do hemisfério esquerdo e dos lobos parietais parece ainda predominar quando a atividade cerebral é referenciada ao momento da tomada de decisão, no caso dos adultos e crianças alfabetizadas.
• Esse quadro parece mudar quando se analisa a atividade cerebral dos pré-escolares. Nesse grupo há uma maior participação do hemisfério direito e uma menor ativação dos lobos parietais, principalmente na derivação P3, tanto quando a atividade cerebral é referenciada à apresentação visual da informação como quando é referenciadas ao momento da tomada de decisão.

É interessante notar que vários trabalhos tem mostrado uma participação importante do lobo parietal esquerdo, mais precisamente de áreas próximas ao giro angular, nos processos de rotação mental. Além disso, portadores de lesão nessa região apresentam dificuldades também em tarefas de translação espacial. Por esse motivo, os pacientes com síndrome de Gerstamann , que tem lesões comprometendo o córtex parietal nas imediações do giro angular, também apresentam discalculia e uma tendência a confundirem letras tais como p, b, q e d. A identificação dessas letras está relacionada a uma precisa identificação espacial, e podem ser confundidas em função de distúrbios nos processos de rotação mental.