Efeito do Feedback Visual e Informação Somatossensorial...
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UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO RAFAELA BARROSO DE SOUZA COSTA Efeito do Feedback Visual e Informação Somatossensorial Adicional na Postura Ereta Quieta SÃO PAULO 2014
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UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
RAFAELA BARROSO DE SOUZA COSTA
Efeito do Feedback Visual e Informação
Somatossensorial Adicional na Postura Ereta Quieta
SÃO PAULO 2014
UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
RAFAELA BARROSO DE SOUZA COSTA
Efeito do Feedback Visual e Informação
Somatossensorial Adicional na Postura Ereta Quieta
Dissertação apresentada ao
Programa de Mestrado em
Fisioterapia, da Universidade Cidade
de São Paulo, como requisito para
obtenção do título de Mestre, sob
orientação da Profa. Dra. Sandra M.
S. F. Freitas e coorientação da Profa.
Dra. Sandra Regina Alouche.
SÃO PAULO 2014
FOLHA DE APROVAÇÃO
Data da defesa: ____/____/____.
Banca Examinadora:
______________________________________
Sandra Maria Sbeghen Ferreira de Freitas
Universidade Cidade de São Paulo
______________________________________
Paulo Barbosa de Freitas Junior
Universidade Cruzeiro do Sul
_____________________________________
Monica Rodrigues Perracini
Universidade Cidade de São Paulo
i
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais.
ii
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço à Deus por ter me conduzido até aqui.
Aos meus pais, Maria Aparecida de Souza Costa e José Barroso Costa
por terem me dado a vida, amor incondicional e o suporte necessário para a
realização de mais um sonho, amo vocês.
À minha querida orientadora Sandra Freitas por simplesmente, partilhar
todo seu conhecimento técnico, sua sabedoria e sua experiência para que eu
pudesse concluir esta etapa e me inserir na vida acadêmica. Mas sem todo seu
envolvimento com a minha história, por acreditar em mim e confiar no meu
trabalho nada disso seria concretizado. Te dizer obrigada é apenas um detalhe
por tudo que consegui realizar ao seu lado. Você é especial.
Sandra Regina Alouche, minha coorientadora, obrigada por tudo,
reuniões, risadas e dedicação à este projeto.
Caio César Nogueira Garbus... o meu amor... impossível concluir esta
etapa sem o seu incansável apoio, cuidado, suporte e infinita confiança em mim.
Agradeço a minha grande família por me dar força e incentivo durante
toda esta trajetória. Meus tios e padrinhos Maria Lucia de Souza Lourenço,
Anderson Lourenço e minha, mais irmã do que prima, Andressa de Souza
Lourenço, amo vocês. Julia Marques Garbus seu lindo e afetuoso olhar me traz
paz e inspiração para seguir.
Maíra F. Hadid e Agnes Tiemi Ohara Chaves são ‘apenas’ 18 anos de
amizade. Obrigada por me acompanharem por tanto tempo.
Sem suporte emocional o caminho seria muito mais conturbado, Lurdinha
obrigada pelo brilhante profissionalismo e carinho.
À Renata Morales Banjai por ter ajudado em meu processo de formação,
me apresentado o programa de Mestrado e a companhia nas ‘idas e vindas’...
A cada participante que gentilmente, se propôs a participar da pesquisa.
Aos meus pacientes, que nestes dois anos me permitiram maior dedicação ao
mestrado. Ao Grupo Lótus – Associação Parkinson da Baixada Santista por
simplesmente me acolher e dar espaço para desenvolver um trabalho com os
queridos parkinsonianos. Marcia Silveira Farah Reis, que além de Presidente da
Associação, é uma grande amiga.
iii
RESUMO
Informações somatossensoriais adicionais fornecidas pelo contato da
ponta do dedo indicador em uma superfície externa (toque suave) e as
informações visuais adicionais fornecidas pelo feedback visual do centro de
pressão (CP) reduzem a amplitude das oscilações na postura ereta quieta. No
entanto, o efeito das duas informações adicionais oferecidas simultaneamente
ainda era desconhecido. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito
do uso concomitante dessas duas fontes de informações sensoriais adicionais
(toque suave e feedback visual do CP) no controle postural. Treze adultos
jovens sadios permaneceram em pé, o mais parado possível, sobre uma
plataforma de força em duas condições de toque (com ou sem toque suave na
barra) e três condições visuais (olhos abertos, olhos fechados ou com feedback
visual do CP). Na condição de toque, a força aplicada à barra pelo dedo
indicador deveria ser inferior a 1N. Na condição de olhos abertos, os
participantes mantiveram o olhar em alvo fixo (círculo preto) apresentado na tela
do monitor enquanto que na condição de feedback visual este alvo moveu de
acordo com o movimento do CP. Participantes realizaram três tentativas de 35
segundos em cada condição de toque e informação visual isolada ou
combinada. A amplitude e velocidade média do CP nas direções anteroposterior
e médio-lateral foram calculadas e comparadas entre condições. Para as duas
direções, os resultados confirmaram que a amplitude e velocidade média do CP
reduziram quando os participantes realizaram o toque suave de olhos abertos.
Por outro lado, apenas a amplitude do CP reduziu quando o feedback visual da
sua posição foi fornecido isoladamente. Ainda, amplitude e velocidade do CP
foram similares nas condições de olhos abertos e feedback visual quando os
participantes realizaram a condição de toque suave. Assim, os resultados
indicam que o fornecimento do feedback visual do CP não contribui para uma
maior redução da oscilação postural quando os participantes realizaram o toque
suave simultaneamente na barra externa. Estes achados sugerem que as
informações provenientes do sistema somatossensorial são mais importantes do
que as informações visuais para o controle postural.
Palavras-Chave: Equilíbrio postural, retroalimentação sensorial, informação
visual, controle postural, integração sensorial.
iv
ABSTRACT
Additional somatosensory information provided by the contact of the index
fingertip in an external surface (light touch) and additional visual information
provided by the visual feedback of center of pressure (CP) decrease the postural
sway amplitude during upright quiet standing. However, the effect of visual and
somatosensory additional information provided simultaneously was unknown.
Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of the concomitant use
of these two additional sensory information sources (light touch and Feedback
visual of CP) on the postural control. Thirteen healthy young individuals stood,
“as still as possible”, on a force platform under two touch (with or without lightly
touching the bar) and three visual conditions (open eyes, closed eyes or with the
visual feedback of the CP). In the touch condition, the force applied to the bar by
the index finger should always be less than 1 N. In the open eyes condition,
participant maintained the gaze in a fixed target (black circle) presented on the
monitor screen while in the visual feedback condition this target moved according
to the CP movement. Participants performed three trials of 35 seconds in each
condition of touch and visual information isolated or combined. The mean
amplitude and velocity of CP in anteroposterior and mediolateral directions were
calculated and compared among conditions. For both CP directions, the results
confirmed that CP mean amplitude and velocity reduced when participants lightly
touched the bar with eyes open. On the other hand, only the amplitude of CP
decreased when its visual feedback was provided alone. In addition, the CP
amplitude and velocity were similar between visual feedback and eyes open
conditions when participants performed the light touch. Therefore, the results
indicate that providing visual feedback of CP does not contribute for a greater
reduction of postural sway when participants lightly touched the external bar.
These findings suggest that the information provided by the somatossensory
system is more important than that from visual system to postural control.
Keywords: Balance, sensory feedback, visual information, postural control,
sensory integration.
v
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Representação da posição do participante durante as condições
experimentais...................................................................................................... 29
Figura 2: Trajetória do CP nas direções AP e ML de um participante
representativo em cada condição experimental: sem toque (linha superior) e com
toque (linha inferior). Da esquerda para a direita, são apresentadas as condições
de olhos abertos, em seguida olhos fechados e por fim FV do CP. ................... 33
Figura 3: Valores médios da amplitude média de oscilação nas direções AP (em
A) e ML (em B) em cada condição visual (olhos abertos, olhos fechados e FV do
CP) e de toque suave (sem toque, à esquerda e com toque, à direita). As barras
de erro representam o erro padrão. .................................................................... 36
Figura 4: Valores médios da variável velocidade nas duas direções, AP (em A) e
ML (em B) em cada condição visual (olhos abertos, olhos fechados e FV do CP)
e de toque suave (sem toque, à esquerda e com toque, à direita). As barras de
erro representam o erro padrão. ......................................................................... 37
vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Valores da amplitude e velocidade do CP nas direções AP e ML de
cada condição experimental em relação à condição de olhos abertos sem toque.
Valores são apresentados em porcentagem. ..................................................... 39
Tabela 2: Amplitude e variabilidade (desvio padrão) da força aplicada à barra de
toque em cada condição visual (olhos abertos, olhos fechados e FV do CP).
Valores são apresentados em Newton. .............................................................. 39
vii
LISTA DE ABREVITURAS
ANOVA – Análise de Variância
AP – Anteroposterior
CM – Centro de Massa
cm – centímetro
CP – Centro de Pressão
CPAP – Centro de Pressão na direção anteroposterior
CPML - Centro de Pressão na direção médio-lateral
DP – Desvio Padrão
FV – Feedback Visual
Fx – Força na direção médio-lateral
Fy – Força na direção anteroposterior
Fz – Força na direção vertical
h - altura
Kg - quilograma
MANOVA – Análise de Multivariância
ML – Médio-lateral
Mx – Momento na direção médio-lateral
My – Momento na direção anteroposterior
N – Newton
OA – Olhos abertos
OF – Olhos fechados
SNC – Sistema Nervoso Central
UNICID – Universidade Cidade de São Paulo
viii
SUMÁRIO
RESUMO ............................................................................................................. iii
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 9
2 OBJETIVOS ................................................................................................. 11
3 REVISÃO DA LITERATURA ........................................................................ 12
3.1 Controle da Postura Ereta Quieta .................................................................. 12
3.2 Importância dos sistemas sensoriais no controle postural ............................. 14
3.3 Sistema Visual ............................................................................................... 15
3.4 Sistema Somatossensorial ............................................................................. 19
3.5 Uso simultâneo das informações sensoriais adicionais .................................. 22
4 MATERIAL E MÉTODO ............................................................................... 26
4.1 Participantes .................................................................................................. 26
4.2 Equipamentos ................................................................................................ 26
4.3 Procedimentos Experimentais ....................................................................... 27
4.4 Processamento e Análise dos Dados ............................................................ 30
4.5 Análise Estatística ......................................................................................... 31
5 RESULTADOS ............................................................................................. 33
6 DISCUSSÃO ................................................................................................ 40
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................... 45
REFERÊNCIAS .................................................................................................. 46
ANEXOS ............................................................................................................. 50
9
1 INTRODUÇÃO
A manutenção da postura ereta bípede é de fundamental importância
para os indivíduos realizarem suas atividades de vida diária. Nessa postura,
oscilações do corpo ocorrem devido a uma série de processos fisiológicos (i.e.,
batimento cardíaco, frequência respiratória, retorno venoso, entre outros) e
propriedades biomecânicas do corpo, tal como a base de suporte formada pelas
bordas laterais dos pés ser relativamente pequena e a posição do centro de
massa (CM) do corpo ser alta1, 2. Estas oscilações podem ser mensuradas pelo
deslocamento do centro de pressão (CP) quando um indivíduo está na postura
bípede sobre uma plataforma de força, por exemplo. O CP representa o ponto
de aplicação do vetor da força vertical resultante agindo sobre a superfície de
suporte3.
Para controlar as oscilações posturais é necessário um adequado
funcionamento do sistema de controle postural, imprescindível para manter uma
postura estável para enfrentar qualquer perturbação aplicada externa ou
internamente ao corpo1, 4, 5. Assim, para o controle da postura ereta, informações
sensoriais provenientes, por exemplo, dos sistemas visual e somatossensorial,
são integradas pelo sistema nervoso central (SNC), o qual envia impulsos
nervosos aos músculos necessários para a manutenção do equilíbrio postural.
O sistema visual é importante para o fornecimento de informações da
posição do corpo no espaço e visualização de objetos1, 5. Na ausência dessa
informação, a amplitude das oscilações posturais aumenta1; enquanto que, por
outro lado, quando a informação visual adicional é fornecida, tal como
apresentação da posição do CP (feedback visual, FV) numa tela de monitor de
um computador, o indivíduo consegue usar essa informação para
voluntariamente realizar ajustes e reduzir, as oscilações posturais6.
O sistema somatossensorial composto por proprioceptores e receptores
cutâneos fornecem informações sobre a posição e movimento do corpo todo ou
de uma parte do corpo em relação a outra, bem como o contato do corpo com
10
objetos externos, como exemplo os pés e a superfície de suporte5, 7, 8 ou a mão
em contato com uma superfície externa8. Uma redução da oscilação do corpo na
postura ereta tem sido observada quando indivíduos tocam suavemente a ponta
do dedo indicador (força inferior a 1N) em uma superfície fixa e rígida9. Tal
redução seria devido ao uso de informações somatossensoriais adicionais
fornecidas pelo toque suave nesta situação. Assim, parece que tanto a adição
de informações visuais como as somatossensoriais são importantes para o
controle postural.
No entanto, será que os efeitos do toque suave e do FV do CP são
aditivos? Isto é, há uma maior redução da oscilação postural quando as duas
informações adicionais são fornecidas simultaneamente? O presente estudo terá
como objetivo responder estas questões e contribuir no entendimento sobre a
importância das informações adicionais advindas do sistema visual e
somatossensorial no controle da postura ereta quieta.
11
2 OBJETIVOS
O objetivo geral do presente estudo foi avaliar o efeito do uso
concomitante de informações adicionais dos sistemas visual (pelo fornecimento
do FV do CP) e somatossensorial (pelo toque suave) no controle postural.
2.1 Objetivos Específicos e Hipóteses
2.1.1. Comparar a oscilação postural de indivíduos jovens e sadios durante a
postura ereta quieta realizando ou não o toque suave da ponta do dedo
indicador direito em uma barra fixa e rígida com olhos abertos.
Hipótese: a oscilação postural dos indivíduos seria menor na condição de toque
suave quando comparada a condição sem toque.
2.1.2 Comparar a oscilação postural de indivíduos jovens e sadios durante a
postura ereta quieta com e sem FV do CP na condição sem toque suave.
Hipótese: a oscilação postural dos indivíduos seria menor na condição de FV do
CP quando comparada a condição sem FV do CP.
2.1.3. Avaliar a oscilação postural de indivíduos jovens e sadios durante a
postura ereta quieta quando informações sensoriais adicionais do sistema visual
pelo FV do CP e somatossensorial pelo toque suave são fornecidas
simultaneamente.
Hipótese: a oscilação postural dos indivíduos seria menor na condição em que
as duas fontes de informações sensoriais adicionais (i.e., FV do CP e toque
suave) foram fornecidas simultaneamente quando comparada as condições em
que foram fornecidas isoladamente.
12
3 REVISÃO DA LITERATURA
3.1 Controle da Postura Ereta Quieta
O controle postural é definido como a capacidade do indivíduo em
controlar a posição do corpo no espaço para atender dois objetivos
comportamentais importantes: a orientação postural e o equilíbrio postural1. A
orientação postural refere-se à manutenção de uma relação harmônica entre os
segmentos corporais, ou entre o corpo todo e o ambiente. O equilíbrio postural
refere-se à condição na qual todas as forças agindo sobre o corpo estão
balanceadas e um indivíduo pode manter numa postura (equilíbrio semi-estático)
ou mover-se de maneira adequada (equilíbrio dinâmico)1.
Um indivíduo ao tentar manter-se o mais parado possível na postura ereta
bípede, com os pés paralelos e afastados, permanece em equilíbrio semi-
estático uma vez que pequenas oscilações do corpo sempre ocorrem (nesta
posição, cerca de 1 cm na direção anteroposterior e 0,5 cm na direção médio-
lateral10, 11). Para manter o equilíbrio nesta posição, a projeção vertical do centro
de massa (CM, definido como o ponto imaginário onde todas as massas de um
corpo estão distribuídas uniformemente3) do corpo deve estar dentro dos limites
da base de suporte delimitada pelas bordas externas dos pés1, 11. Além disso,
para manter a postura ereta, os segmentos corporais devem ser alinhados com
a posição da cabeça e da pelve. Assim, durante a execução de movimentos
voluntários na postura ereta, duas estratégias são necessárias: a primeira delas
responsável por suportar a cabeça e o corpo contra a ação da força da
gravidade e a segunda, por estabilizar os segmentos corporais para que outros
segmentos possam movimentar-se12.
Na tentativa de entender como o corpo humano se comporta na postura
ereta bípede, um modelo físico-matemático denominado de pêndulo invertido
tem sido proposto3. Segundo este modelo, o corpo de um indivíduo, na posição
13
bípede, com os pés paralelos e fixos na superfície de suporte, se comporta
como um segmento rígido (pêndulo invertido), onde oscilações no plano sagital
ocorrem somente sobre as articulações do tornozelo, enquanto os possíveis
movimentos nas outras articulações seriam desprezados, por serem muito
pequenos3, 10, 11. Este modelo foi proposto como uma forma de explicar,
simplificadamente, as pequenas oscilações do corpo que ocorrem devido a) a
base de suporte formada pelas bordas laterais dos pés ser relativamente
pequena e a posição do CM ser alta e b) propriedades fisiológicas do corpo
(batimento cardíaco, frequência respiratória, retorno venoso, entre outros).
A posturografia é a técnica utilizada para avaliar a oscilação postural e é
comumente dividida em estática e dinâmica. A primeira é utilizada quando a
postura ereta quieta do indivíduo é avaliada13-15; já a posturografia dinâmica,
refere-se ao estudo das respostas a uma perturbação aplicada sobre o indivíduo
ou as ações voluntárias do corpo todo ou dos segmentos corporais1, 16. Nas
duas condições, a plataforma de força é o instrumento mais utilizado para os
registros das forças e momentos de força, a partir dos quais a posição do CP é
calculada e a oscilação postural avaliada. O CP representa o ponto de aplicação
do vetor da força vertical resultante agindo sobre a superfície de suporte3.
Diversas medidas por sua vez podem ser obtidas da análise da série temporal
do CP como indicativo das características da oscilação postural17, 18, tais como:
área total de oscilação do CP; amplitude média de oscilação do CP na direção
anteroposterior ou médio-lateral (respectivamente, CPAP e CPML) e a velocidade
média da oscilação do CPAP e CPML. Estas medidas se modificam em função das
características dos indivíduos que estão sendo avaliados19, da tarefa executada
(estática ou dinâmica)20-22 e do ambiente (luminosidade, sons, etc.)23-25.
Apesar do CP ser muito utilizado para avaliar as oscilações posturais,
existe uma diferença entre esta medida e a de oscilação corporal (i.e., CM). O
sinal do CM traduz a real oscilação do corpo, uma variável controlada pelo
sistema de controle postural enquanto o CP representa a resposta
neuromuscular a esta oscilação, sendo proporcional ao torque do tornozelo e
dependente da projeção vertical do CM3, 10. No presente estudo, apenas a
14
posição do CP será investigada e, portanto, a maioria dos estudos que serão
citados à seguir também avaliaram a posição do CP como indicativo da
oscilação postural.
3.2 Importância dos sistemas sensoriais no controle postural
Embora o controle da postura ereta quieta pareça ser uma tarefa
relativamente simples para uma estrutura rígida, ela se torna difícil para um
corpo multiarticulado26. Para manter um equilíbrio postural adequado, o sistema
de controle postural necessita de informações sensoriais provenientes,
principalmente, dos sistemas visual, somatossensorial e vestibular1, 5, 7, 10, 18, 27.
Estes sistemas trabalham de forma paralela e integrada para que o SNC
obtenha informações coerentes sobre a posição do corpo no espaço e então,
envie impulsos nervosos aos músculos necessários para realização da resposta
motora12. Este processo ocorre em um nível involuntário e produz um ajuste
automático1.
Assim, múltiplos canais de informações sensoriais são necessários para
resolver as ambiguidades referentes à orientação postural e aos movimentos do
próprio corpo, como exemplo, o movimento de uma imagem sobre a retina nos
informa uma relação de movimento entre a cabeça e o ambiente. Ou ainda, o
sistema vestibular que detecta os movimentos da cabeça e não consegue
diferenciar entre a ação da gravidade atuando e uma aceleração linear
propriamente dita. Desta forma, conclui-se que, para a resolução destas
ambiguidades, é imprescindível a integração de todas as informações
provenientes de diferentes sistemas sensoriais1.
Embora três principais fontes de informação sensorial contribuam para o
controle postural, apenas duas delas, sistema visual e somatossensorial, serão
abordadas em maiores detalhes a seguir.
15
3.3 Sistema Visual
O sistema visual é um dos sistemas que atua no controle postural
fornecendo informação da posição ou movimento de algum membro ou do corpo
todo em relação ao ambiente e da localização de objetos no espaço1, 5. Dessa
forma, a visão tem sido apresentada como um importante sistema para o
controle postural. Nas situações em que o indivíduo está na postura em pé com
a informação visual disponível (i.e., olhos abertos), a imagem do ambiente é
projetada na retina, de forma que se o participante oscilar para frente, ocorrerá
uma alteração desta projeção, sendo esta aumentada. Neste caso, é gerada
uma resposta dos músculos posteriores com o objetivo de reverter a direção
desta oscilação28. Por outro lado, se o indivíduo oscilar para trás a mesma
imagem projetada na retina é diminuída e os músculos anteriores são ativados
para reverter a direção dessa oscilação e o indivíduo oscilar para frente.
O efeito da visão tem sido observado, por exemplo, pelo aumento da
oscilação postural quando indivíduos permanecem em pé, na postura ereta
quieta, com olhos fechados, em relação à condição de olhos abertos1. Rougier25,
em seu estudo, avaliou a influência da visão sobre a oscilação postural de
indivíduos submetidos a três condições experimentais, sendo elas: olhos
abertos, olhos fechados e olhos abertos num ambiente totalmente escuro. O
autor observou menor oscilação postural quando os indivíduos permaneceram
com os olhos abertos em um ambiente iluminado e maior no momento em que
estes estavam de olhos fechados. Ainda, na condição em que os indivíduos
estavam com olhos abertos mas num ambiente totalmente escuro, as oscilações
posturais foram menores quando comparadas com as de olhos fechados.
Segundo o autor, na condição de olhos fechados, os participantes apresentaram
maior rigidez do corpo para suprir a ausência da visão. Já com relação a
condição de olhos abertos no ambiente escuro, o SNC ainda foi capaz de utilizar
as informações visuais para o controle postural, mesmo que elas não fossem tão
16
eficientes (devido a ausência de luminosidade no ambiente). Este efeito da
redução da iluminação na oscilação postural já havia sido reportado antes por
Edwards23.
Outros estudos também têm utilizado para avaliar a importância da visão
no controle postural o paradigma da sala móvel29-31. Nestes estudos, o indivíduo
é instruído a permanecer na postura ereta quieta dentro de uma sala composta
por paredes e teto que se movimentam de forma independente do solo na
direção ou sentido oposto ao indivíduo. Quando pequenas translações dessa
sala são aplicadas por um motor, elas geram uma alteração no fluxo óptico dos
participantes que, consequentemente, geram oscilações compensatórias a este
movimento31. Estas oscilações ocorrem de forma acoplada ao movimento da
sala, por exemplo, se o movimento da sala ocorre na direção do indivíduo, o
mesmo terá a impressão que oscilou para frente, o que gera uma ação
compensatória dos músculos posteriores para que o corpo se mova no sentido
oposto, neste caso, para trás. Por outro lado, se a sala movimenta-se para
frente, ou seja, no sentido contrário ao participante, a imagem do ambiente
estará diminuída, e o indivíduo terá a impressão de que deslocou-se para trás,
então os músculos anteriores serão ativados para levar o corpo à frente31. Tais
achados mostram uma forte dependência dos indivíduos com a informação
visual quando dentro da sala em movimento.
Por fim, o uso da informação visual também tem sido investigado quando
o individuo é solicitado a controlar voluntariamente a posição do CP, seja em
tarefas de postura ereta semi-estática ou dinâmica6, 20, 32. Em estudos que
envolvem a postura ereta dinâmica (referem-se ao movimento dentro dos limites
de estabilidade), o participante permanece na postura vertical e deve executar
movimentos voluntários de transferência de peso na direção anteroposterior ou
médio-lateral ou ainda executar tarefas com o corpo segundo alvos exibidos na
tela de um computador6, 32, 33.
Por outro lado, nos estudos sobre postura ereta semi-estática o
participante é solicitado a reduzir o movimento do cursor que representa a
posição do CP apresentado na tela do monitor34, 35. Nestes estudos, um sistema
17
computadorizado composto por uma ou duas plataformas de força fornece de
forma contínua na tela de um monitor a posição do CP, proporcionando uma
nova técnica de treinamento, o feedback visual (FV). Atualmente, muitos
profissionais da área clínica têm considerado a técnica de FV possível para
reabilitação de indivíduos com problemas de equilíbrio6, 36-38.
De acordo com Nichols6 o FV pode ser utilizado para treinamento e
avaliação da a) amplitude das oscilações posturais quando o indivíduo
permanece na postura ereta o mais parado possível; b) dos limites de
estabilidade e c) da simetria na distribuição de peso corporal entre os membros
inferiores. As oscilações posturais estão geralmente relacionadas à estabilidade
postural, ou seja, quanto maior a amplitude da oscilação, mais instável está o
indivíduo tal como observado em idosos e indivíduos com alterações na
manutenção do equilíbrio15, 39. Os limites de estabilidade são definidos como a
distância máxima que o indivíduo pode inclinar o corpo para cada direção sem
perder o equilíbrio, e por fim, a simetria na distribuição do peso corporal fornece
a informação da descarga adequada de peso em cada membro inferior. No
presente estudo, somente os achados de estudos sobre o uso do FV como fonte
de informação visual adicional no controle das oscilações na postura ereta
quieta serão apresentados.
Com o objetivo de avaliar o uso do FV do CP, Dault e colaboradores36
avaliaram a oscilação postural de indivíduos jovens, idosos e que sofreram
acidente vascular encefálico na postura ereta quieta. Em particular, os adultos
jovens apresentaram uma redução de 29,2% da amplitude de oscilação postural
comparada a condição sem FV do CP. Rougier35 avaliou doze indivíduos
saudáveis que foram submetidos a duas condições experimentais, sendo que na
primeira o participante fixava o olhar em um monitor desligado e na segunda era
projetada a oscilação real do CP na tela de um monitor do computador (FV do
CP). O autor concluiu que o FV reduziu em 50% as oscilações posturais.
Boudrahem e Rougier34 também realizaram um estudo com 65 adultos jovens
em duas condições experimentais: com (na tela do monitor) e sem (um ponto
fixo posicionado na tela do monitor) FV do CP. De acordo com os autores mais
18
de 65% dos participantes tiraram proveito do uso do FV, i.e., reduziram a
oscilação do CP. Assim, os achados dos três estudos sugerem que fornecer
uma informação visual adicional através do FV do CP contribui para a redução
da oscilação postural. No entanto, uma característica comum dos dois últimos
estudos foi o uso de um ganho (ou amplificação) do deslocamento do CP
apresentado no monitor para o participante. Rougier35 utilizou um ganho de 2
enquanto Boudrahem e Rougier34 utilizaram um ganho de 4, i.e., os
deslocamentos do CP foram, respectivamente, 2 e 4 vezes maiores do que o
deslocamento real. No entanto, Danna-dos-Santos40 não observou tal redução
mesmo quando indivíduos jovens receberam FV do CP com um ganho de 2.
Para investigar melhor o efeito do ganho sobre o FV do CP, Cawsey e
colaboradores41 realizaram um estudo onde o FV do CP foi manipulado com um
ganho de 1, 4, 8, 16, 32, 48 e 64, enquanto os participantes permaneceram
sobre uma superfície de suporte rígida ou em uma espuma. Os autores
encontraram no estudo que o ganho contribuiu para a redução da oscilação do
CP de forma diferente de acordo com a superfície de suporte, ou seja, quando o
indivíduo permaneceu sobre uma superfície rígida, houve uma redução da
amplitude do CP até um ganho de 8. No entanto, nas condições em que foi
utilizada a espuma, ainda foi possível observar uma redução da amplitude do CP
quando o FV do CP foi aumentado em até 16 vezes. Segundo os autores,
quando o indivíduo permaneceu sobre uma espuma (i.e. superfície instável)
houve um aumento da oscilação postural devido ao fato da informação
somatossensorial ser menos confiável e, consequentemente, uma alteração na
repesagem das informações sensoriais atuantes no controle postural. Todos
estes fatos poderiam justificar a redução ocorrendo com ganhos maiores. Por
outro lado Vuillerme e colaboradores42, encontraram resultados contraditórios,
pois na condição em que o participante permaneceu sobre uma espuma, tanto o
ganho de 2 quanto o de 10 reduziram os deslocamentos do CP, enquanto que
em superfície estável, os autores observaram que apenas com um ganho de 10
os participantes reduziram os deslocamentos do CP. Juntos, esses estudos
demonstram um efeito positivo do FV do CP, uma vez que indivíduos
19
conseguiram usar essa informação visual adicional para controlar as oscilações
posturais e reduzir suas amplitudes34-36, 41, no entanto este efeito depende da
amplificação do sinal do CP apresentado na tela do monitor.
3.4 Sistema Somatossensorial
O sistema somatossensorial fornece informações da posição e velocidade
dos segmentos corporais, da variação do comprimento e tensão muscular e do
contato do corpo com superfícies externas, por exemplo, o solo e objetos5. Estas
informações são fornecidas por diferentes estruturas do corpo humano tais como
os fusos neuromusculares, os órgãos neurotendíneos de Golgi, os
mecanoceptores, entre outros.
Os fusos neuromusculares são órgãos pequenos, sofisticados e envoltos
por uma cápsula conjuntiva e localizam-se nos músculos esqueléticos. Este
formato encapsulado os diferencia das fibras musculares comuns, chamadas de
fibras extrafusais. O fuso neuromuscular é composto por fibras intrafusais,
terminações nervosas sensoriais (do grupo Ia e II) e terminações dos
motoneurônios gama. A principal função desta estrutura é detectar a variação do
comprimento do músculo, tanto no relaxamento quanto na contração muscular.
Os órgãos neurotendíneos de Golgi estão localizados na junção
musculotendínea, possuem fibras do tipo Ib e são responsáveis por monitorar
constantemente a tensão muscular43-45.
Estudos realizados com a aplicação de uma vibração em um tendão
revelaram que este estímulo pode alterar a percepção da orientação corporal.
Por exemplo, quando um estímulo vibratório foi aplicado ao tendão da perna de
indivíduos na posição ortostática e de olhos fechados, promoveu um efeito
ilusório de uma inclinação do corpo para trás, levando os participantes a
realizarem inclinações do corpo46, 47. Dessa forma, estes ajustes posturais feitos
pelos indivíduos levaram a um aumento da amplitude de oscilação postural.
Hong e colaboradores48 também realizaram um estudo em que os
participantes eram submetidos a diferentes situações experimentais: a) os pés
20
com distância de 5 cm entre os calcanhares e 10º de abdução ou posição de
tandem, um pé logo à frente do outro (posição tandem); b) com informação
visual presente ou ausente (i.e., olhos abertos e fechados) e c) sensação
cutânea (manipulada por imersão dos pés em recipiente com gelo durante 15
minutos). Como resultado os autores observaram maior área de oscilação
postural na condição em que o indivíduo permaneceu na posição tandem, com
olhos fechados e imersão dos pés no gelo. Tal resultado sugere uma maior
instabilidade do corpo quando as duas informações, visuais e
somatossensoriais, não estão disponíveis simultaneamente.
Grande parte da estabilidade e da orientação postural é favorecida pelo
contato dos pés na superfície de suporte e pela posição dos tornozelos. Nas
condições de uma superfície de suporte macia ou móvel, por exemplo,
pequenas deformações e alongamento da pele ocorrem levando a ativação de
receptores cutâneos superficiais e profundos1. A pele também contém diferentes
modalidades de receptores sensoriais, entre eles os termoceptores sensíveis a
temperatura, os nociceptores relacionados à dor e os mecanoceptores sensíveis
à pressão, especificamente no controle de movimentos que exigem
discriminação tátil.
Os mecanoceptores estão distribuídos por todo o corpo e são cruciais na
determinação da relação dos segmentos corporais com superfícies externas em
contato com a pele1, 49, 50. Os mecanoceptores são divididos em corpúsculos de
Meissner, discos de Merkel, terminações de Rufini e corpúsculos de Paccini. O
corpúsculo de Meissner e os discos de Merkel estão localizados na epiderme, ou
seja, na superfície da pele. Em uma camada mais profunda na derme estão as
terminações de Ruffini e no tecido subcutâneo os corpúsculos de Paccini. Os
discos de Merkel estão relacionados aos estímulos de pressão vertical,
enquanto os corpúsculos de Meissner respondem às rápidas mudanças de
pressão em áreas pequenas da pele e adaptam-se rapidamente ao estímulo, e
param de agir se a pressão for constante. As terminações de Ruffini são
estimuladas em áreas maiores da pele e adaptam-se lentamente às
21
deformações desta estrutura. Por fim, os corpúsculos de Paccini reagem de
forma rápida às deformações da pele.
Muitos estudos têm reportado que as informações provenientes destes
mecanoceptores durante o contato da ponta do dedo indicador da mão com uma
superfície externa e rígida (toque suave) são utilizadas para o controle postural8,
9, 46, 47, 51-57. Jeka e Lackner47 realizaram o estudo comparando seis condições
experimentais, olhos abertos e fechados sem realizar o toque, toque suave
(força aplicada inferior a 100 gramas ou 1N) e toque com maior força desejada,
e observaram que com o toque suave, a oscilação postural reduziu. Em outro
estudo, Rabin e colaboradores9 também observaram que, em comparação às
situações em que os indivíduos permaneceram na postura ereta sem a condição
de toque, a oscilação postural reduziu aproximadamente 68% quando os
indivíduos realizaram o toque suave. A explicação para o efeito do toque suave
seria que ele serve como uma fonte de informação somatossensorial adicional
gerada pelos receptores cutâneos e as informações proprioceptivas do membro
superior para auxiliar no controle postural. Os mecanoceptores localizados na
ponta do dedo indicador podem fornecer informações sobre a oscilação postural
de três formas: pelas deformações que os receptores sofrem, pela intensidade
que cada receptor é estimulado e pelo momento em que são ativados9.
Estudos apontaram que, independente da condição visual, o uso das
informações provenientes do toque reduz cerca de 50 a 60% da oscilação
postural8, 52. Por outro lado, Holden e colaboradores51 observaram uma
diminuição da oscilação do CP com o toque suave somente na condição sem
visão. É importante ressaltar que, nestes estudos, a força aplicada na superfície
externa foi sempre insuficiente para fornecer um suporte mecânico (i.e., inferior
a 1 N). Assim, nas condições de toque suave, apenas as informações
somatossensoriais adicionais fornecidas pelo contato do segmento corporal com
a superfície externa provenientes dos mecanoceptores seriam utilizadas na
redução da oscilação postural8, 51. Além disso, no momento em que o indivíduo
realiza o toque à barra o membro superior fica rígido e permite que a ponta do
22
dedo indicador mova-se em pequenas amplitudes pela superfície rígida e
forneça informações dos receptores sensoriais51, 56.
Em outros estudos reportados na literatura54, 55, 58 os participantes foram
solicitados a permanecer na postura ereta com os pés paralelos e tocarem ou
não uma superfície externa, com ou sem informação visual. Nesta postura, os
autores observaram que o toque suave teve um efeito maior sobre as oscilações
posturais na direção anteroposterior. Araujo e colaboradores54 sugeriram então
que as informações somatossensoriais teriam grande contribuição no controle
da oscilação postural na direção de maior instabilidade do corpo (i.e., no caso,
na direção anteroposterior).
Rabin e colaboradores53 avaliaram a oscilação postural dos indivíduos na
postura ereta quieta com um pé a frente do outro (posição tandem), inicialmente
sem toque e, então, durante a tentativa realizavam o toque suave. Antes do
contato do dedo indicador do membro superior direito na barra de toque a média
da oscilação postural dos participantes era de 0,77 cm, porém, após 500ms,
esta oscilação começou a reduzir, chegando a uma redução de 30% após 1
segundo e 50% após 3 segundos. Estes resultados sugerem que a informação
somatossensorial adicional fornecida pelo toque suave da ponta do dedo
indicador é de grande importância para o controle da oscilação postural. Ainda,
tal informação somatossensorial adicional é utilizada quase que ao mesmo
tempo que o indivíduo realiza o toque.
3.5 Uso simultâneo das informações sensoriais adicionais
Apesar do grande número de estudos sobre a importância de cada um
dos sistemas sensoriais, pouco se sabe sobre como as informações
somatossensoriais e visuais adicionais são processadas e combinadas para
gerar respostas apropriadas para a manutenção da postura ereta. Oie e
colaboradores59 descreveram que as oscilações posturais que ocorrem durante
a postura vertical refletem um processo complexo que envolve a integração das
informações sensoriais de fontes variadas. Os autores definem a integração
23
multissensorial como a constante ponderação das aferências sensoriais de
acordo com a condição sensorial oferecida ao indivíduo. Desta forma, para
manter o equilíbrio em uma situação com mudanças bruscas no cenário visual, o
sistema nervoso deve minimizar o uso da informação visual e utilizar mais as
outras fontes de informação sensorial (i.e. somatossensorial e vestibular). Assim,
o sistema de controle postural deve ser flexível, de forma que dê maior peso a
um canal sensorial e simultaneamente minimize a ação de outros, dependendo
da tarefa.
Peterka60 também descreveu que cada sistema sensorial capta um “erro”
que indica o desvio postural mediante uma determinada posição de referência,
como exemplo, a visão busca a orientação da posição da cabeça no cenário
visual e os proprioceptores, a orientação do membro inferior em relação a
superfície de suporte. Estes erros individuais seriam somados e gerariam uma
correção postural apropriada60. Por outro lado, segundo Horak1 esta soma das
informações sensoriais individuais para gerar uma resposta motora não ocorre.
Para a autora o sistema nervoso utiliza a informação sensorial mais relevante
para interpretar e determinar uma resposta coerente para a manutenção da
orientação e equilíbrio postural. Assim, ainda não é totalmente conhecido como
as informações de diferentes fontes sensoriais são integradas e usadas no
controle postural.
Estudos sobre repeso das informações sensoriais utilizadas pelo sistema
de controle postural tem sido feito com manipulação de uma ou mais fontes
sensoriais24, 27, 59, 60. Por exemplo, para investigar os efeitos das informações
sensoriais provenientes do sistema visual e somatossensorial sobre a oscilação
postural, Bonfim e colaboradores27 avaliaram a oscilação postural de indivíduos
adultos jovens que permaneceram na postura ereta em uma sala móvel
realizando ou não o toque suave. Os resultados deste estudo apontaram uma
significante influência do toque suave sobre a oscilação postural nas duas
possibilidades de manipulação da visão, com e sem movimento da sala. Similar
aos estudos sobre a sala móvel, os autores também observaram um
acoplamento entre a movimentação da sala e a oscilação postural na condição
24
em que o participante não tocou a barra. No entanto, o uso das informações
somatossensoriais fornecidas pelo toque suave simultâneo ao movimento da
sala diminuiu a influência dessa movimentação sobre a oscilação postural27. De
acordo com os autores, nestas condições, a informação somatossensorial
adicional se sobrepôs a informação visual que estava sendo manipulada.
Num estudo realizado por Jeka e colaboradores24 o peso de cada uma
das informações sensoriais foi avaliado durante o controle postural em diferentes
condições experimentais: com ou sem movimento de um cenário visual e com
ou sem toque em uma barra estacionária ou móvel. Um dos achados
importantes desse estudo foi que, quando juntos, os sistemas sensoriais (visual
e somatossensorial) reduziram ainda mais a oscilação postural devido a um
efeito aditivo comparado às condições de apenas uma fonte sensorial disponível
(somente movimento da sala ou somente toque suave). Todos estes resultados
destacam a importância do uso das diferentes fontes de informações sensoriais
adicionais no controle das oscilações posturais24.
No estudo de Lord e colaboradores61 o peso de cada informação sensorial
foi avaliado por meio de quatro condições experimentais: olhos abertos em
superfície rígida ou instável (com uma espuma); e olhos fechados com as
mesmas variações da superfície. A partir do experimento os autores
identificaram a contribuição de cada sistema sensorial envolvido no controle
postural, sendo que a visão contribui 22% e a informação somatossensorial
58%. Peterka60 em um estudo mais recente encontrou um peso ainda maior da
informação somatossensorial no controle da postura, sendo este valor de 76%.
No entanto os dois estudos mostraram que as informações visuais, em
comparação as fornecidas pelo sistema vestibular e somatossensorial, são as
que tem menor contribuição para o controle postural.
Como descrito anteriormente, cada sistema sensorial fornece diferentes
informações sobre a orientação e oscilação corporal partindo de uma posição de
referência. A ausência ou alteração de um ou mais destes sistemas poderia
levar a um aumento das oscilações posturais1. Por outro lado, a adição isolada
de uma fonte de informação sensorial, seja somatossensorial pelo toque suave8
25
ou visual através do FV do CP35, leva a uma redução das oscilações posturais.
O efeito do contato da ponta do dedo indicador pode ser maior quando
comparado ao efeito da visão54. No entanto, o efeito da informação adicional do
toque suave e FV do CP fornecidos simultaneamente ainda não foi investigado.
Tais achados poderiam contribuir no entendimento sobre a importância das
informações adicionais advindas dos sistemas visual e somatossensorial no
controle da postura ereta quieta, sejam elas investigadas separadamente ou em
conjunto.
Este estudo mostrará achados indicam importantes sobre como o uso das
informações sensoriais advindas do sistema visual e somatossensorial podem
ser utilizadas no treinamento do equilíbrio de indivíduos jovens.
26
4 MATERIAL E MÉTODO
4.1 Participantes
Participaram do estudo 13 adultos jovens (25 ± 2,8 anos, 1,65 ± 0,09 cm e
67 ± 14,1 kg, respectivamente, a média ± desvio padrão da idade, estatura e
massa corporal dos participantes), destros, sendo 5 do gênero masculino e 8 do
feminino. Segundo o cálculo amostral realizado utilizando os dados de um
estudo piloto o tamanho da amostra era de 10 participantes. Para o cálculo
amostral, a amplitude de oscilação postural foi comparada entre as condições de
toque ou FV do CP isoladas ou simultâneas por meio de um teste de poder
(power) estatístico definido em 0,8 e com significância de 0,05. Foram elegíveis
para este estudo indivíduos sadios que reportaram não apresentar qualquer
comprometimento sensorial (visual, vestibular ou somatossensorial), neurológico
e musculoesquelético, tontura, ou alterações na pressão arterial e diabetes.
4.2 Equipamentos
Uma plataforma de força (Modelo OR6-7, AMTI com dimensões de 46,4 x
50,8 x 8,25 cm) que permitiu os registros das componentes das forças nas
direções x (referente a direção médio-lateral, Fx), y (direção anteroposterior, Fy)
e z (vertical, Fz) e das três componentes do momento de força (Mx, My e Mz) foi
utilizada para avaliação da oscilação postural. Uma barra de toque, construída
especificamente para o estudo, também foi utilizada para registro da força
vertical. Ela foi composta por um transdutor de força tridimensional (Nano 17
marca ATI) sobre uma base rígida presa a um tripé que permitiu o ajuste de
altura necessário para cada participante. O diâmetro do sensor foi de 1,7 cm.
Os sinais das forças e momentos provenientes da plataforma de força e do
transdutor de força da barra de toque foram registrados a uma frequência de 100
27
Hz por uma rotina escrita em linguagem LabView 2010 (National Instruments).
Os dados da plataforma de força foram utilizados para o cálculo do CP em
tempo real para apresentação na forma de FV aos participantes (ver item 4.4
abaixo para mais detalhes sobre o cálculo do CP).
4.3 Procedimentos Experimentais
O estudo foi realizado no Laboratório de Análise do Movimento I da
Universidade Cidade de São Paulo (UNICID). Inicialmente, o avaliador explicou
brevemente os procedimentos executados ao voluntário e, caso este
concordasse em participar do estudo, era solicitado a assinar um termo de
consentimento livre e esclarecido (ANEXO 1). Todos os procedimentos foram
aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UNICID (Protocolo 13651597,
ANEXO 2).
Após esta primeira etapa o pesquisador iniciou os testes sendo que os
três primeiros descritos abaixo foram utilizados para possível exclusão dos
participantes:
Sensibilidade cutânea do dedo indicador : Foi utilizado um estesiômetro
composto por seis monofilamentos (Semmes-Weinstein62) da marca Sorri
(Bauru-SP). Com o objetivo de avaliar a sensibilidade do dedo indicador
da mão direita, os participantes permaneceram de olhos fechados e
receberam a instrução de relatar se sentiram o estímulo e o local em que
foi tocado pelo monofilamento. A sequência adotada foi do monofilamento
menos para o mais espesso.
Acuidade visual: Foi avaliada somente nos casos em que o participante
relatou queixa. Quando houve queixa de problemas visuais ou o indivíduo
usava óculos foi realizado o teste de Snellen, que é composto por uma
tabela com imagens da letra E em diferentes tamanhos e orientações. A
28
tabela permaneceu posicionada a uma distância de três metros do
participante. O pesquisador apontou três letras em cada linha da tabela a
partir da linha de número 0,5 e evoluiu para as linhas com letras de
tamanho menor diante de duas respostas corretas ou para as linhas com
letras de tamanho maior no caso de duas respostas erradas. O avaliador
anotou o valor da linha que o indivíduo acertar pelo menos duas das três
indicações. O olho direito e o esquerdo foram avaliados individualmente.
Os participantes que utilizavam óculos ou lentes corretivas no dia-a-dia
realizaram as tarefas experimentais com os mesmos.
Dominância Manual: Foi avaliada pelo inventário de Edinburgh63 (ANEXO
3) que contém 10 itens diretamente relacionados com a mão que o
indivíduo mais utiliza para realizar as tarefas do dia-a-dia. Foram incluídos
no estudo apenas os indivíduos que responderam mais que 80% das
respostas para o membro superior “direito”.
Ao término destas avaliações, foi realizado o procedimento experimental.
O indivíduo foi instruído a ficar descalço e a permanecer em pé sobre a
plataforma de força. Os pés foram mantidos afastados desde que a distância
entre eles não ultrapassasse a largura dos ombros. A posição dos pés do
participante foi marcada com um giz para reprodução da mesma entre as
tentativas. Um monitor, cujo centro posicionava-se na altura dos olhos do
indivíduo, estava a uma distância de 1 m do participante. A barra de toque
permaneceu à frente e ao lado do voluntário de modo que o participante
mantivesse o cotovelo em extensão e com a ponta do dedo indicador direito
sempre em contato com o centro do transdutor de força (Figura 1).
29
Figura 1: Representação da posição do participante durante as condições
experimentais.
Cada participante realizou 3 tentativas para cada uma das condições:
1 - Sem toque e olhos abertos;
2 - Sem toque e olhos fechados;
3 - Sem toque e FV do CP;
4 - Com toque e olhos abertos;
5 - Com toque e olhos fechados;
6 - Com toque e FV do CP;
Nas condições sem toque, o participante manteve os membros superiores
soltos ao longo do corpo. Nas condições de toque, o indivíduo recebeu a
instrução para aplicar um toque suave com uma força inferior a 1 N na barra. Se
o participante excedesse este nível de força, o computador emitia um sinal
30
sonoro para que a força aplicada à barra de toque fosse reduzida. Nas
condições de olhos abertos, o participante foi instruído a manter o foco visual em
um alvo fixo (círculo preto de 1 cm de diâmetro) apresentado no centro da tela
do monitor. Para as condições com FV do CP, um cursor (também como um
círculo preto de 1 cm de diâmetro) apresentado na tela de um monitor movia-se
para cima ou para baixo de acordo com os movimentos do CP. Nenhum ganho
foi adicionado ao FV do CP, i.e. a real oscilação do CP foi apresentada na tela
do monitor do computador. Nesta condição, somente FV do CP na direção
anteroposterior foi apresentado sendo que o cursor moveu-se para cima se o
indivíduo oscilou à frente (CP deslocou à frente) e para baixo se ele oscilou para
trás (CP deslocou para trás). Em todas as condições, o participante foi orientado
a permanecer o mais parado possível. Ainda, na condição de FV do CP, o
participante foi informado de que o alvo representava o movimento da posição
do corpo no espaço.
Foram realizados três blocos de seis tentativas, uma para cada condição,
randomizadas dentro de cada bloco. Cada participante realizou 18 tentativas
com 35 segundos de duração. Um intervalo de 60 segundos entre tentativas e 5
minutos entre blocos foram permitidos para descanso. Um período maior de
descanso também foi permitido sempre que o participante solicitasse ou o
avaliador achasse necessário.
4.4 Processamento e Análise dos Dados
Os sinais adquiridos da plataforma de força e do transdutor de força da
barra de toque foram analisados por uma rotina escrita em linguagem Matlab
R2011. Os dados da plataforma de força foram utilizados para calcular a posição
do CP anteroposterior [CPAP = (-h*Fx−My)/Fz] e médio-lateral [CPML = (-
h*Fy−Mx)/Fz], onde h é a altura da base de apoio acima da plataforma de força.
Para a análise do CP e da força vertical aplicada à barra de toque, inicialmente o
sinal foi filtrado com um filtro passa-baixa Butterworth de 4ª ordem e frequência
de 10Hz e em seguida, a média da trajetória do CP foi removida de todo o sinal
31
antes do cálculo das variáveis. Os primeiros e últimos 2,5 segundos das
tentativas foram então descartados da análise após a filtragem do sinal as
seguintes variáveis utilizadas para análise do CP18 foram calculadas:
Amplitude média de oscilação do CP: desvio padrão da trajetória do CP em
função do tempo para cada direção (CPAP e CPML).
Velocidade média de oscilação do CP: somatória das diferenças entre cada par
de dados da série temporal do CP dividido pelo tempo total da tentativa (no
presente estudo, 30 segundos, já que os primeiros e últimos 2,5 segundos foram
descartados da análise).
A amplitude média e variabilidade (desvio padrão) da força aplicada à
barra de toque também foram calculadas.
4.5 Análise Estatística
A análise estatística foi realizada por meio do programa SPSS 16. A
média entre as três tentativas foram utilizadas para análise estatística. Para
verificar o efeito do FV isolado foram utilizadas duas análises de variância
(ANOVA) tendo como fator visão (olhos abertos e FV do CP) na condição sem
toque, sendo uma para a variável amplitude e outra para a velocidade do CPAP.
Duas análises de multivariância (MANOVA) de medidas repetidas com fator
toque (com e sem toque) foram realizadas para verificar o efeito do toque
isolado utilizando a amplitude ou a velocidade do CPAP e CPML como medidas
dependentes.
Para verificar o efeito simultâneo do toque e FV do CP foram realizados
dois conjuntos de análises diferentes. No primeiro conjunto, os valores obtidos
da amplitude e velocidade do CP nas direções AP e ML foram utilizados para as
análises, enquanto que no segundo os dados da amplitude e velocidade foram
normalizados pela condição de olhos abertos sem toque antes da realização das
análises. Para cada conjunto, foram realizadas duas MANOVA com os fatores
toque (com e sem toque) e visão (olhos abertos, olhos fechados e FV do CP)
utilizando a amplitude ou a velocidade do CPAP e CPML como medidas
32
dependentes. Por fim, uma MANOVA com o fator visão (olhos abertos, olhos
fechados e FV do CP) foi realizada para análise da magnitude da força média e
variabilidade (desvio padrão) da força vertical aplicada à barra de toque (ambas
consideradas como medidas dependentes). O valor de significância foi mantido
em 0,05 e ajustes de Bonferroni foram aplicados quando necessário.
33
5 RESULTADOS
Todos os participantes conseguiram executar as tarefas com sucesso. Na
figura 2 são apresentadas as trajetórias do CP nas direções AP e ML de um
participante representativo em cada condição de toque e visão. Observe que a
trajetória do CP foi maior na condição de olhos fechados sem realizar o toque
suave e menor quando o indivíduo realizou o toque suave e recebeu FV. Em
todas as condições em que o participante tocou a barra a trajetória do CP foi
menor quando comparada com as condições sem toque. Para a análise
estatística foram verificados os efeitos de toque e FV isoladamente e então a
combinação entre os efeitos de toque e FV.
Figura 2: Trajetória do CP nas direções AP e ML de um participante representativo
em cada condição experimental: sem toque (linha superior) e com toque (linha
inferior). Da esquerda para a direita, são apresentadas as condições de olhos
abertos, em seguida olhos fechados e por fim FV do CP.
34
Efeito do toque isolado
Para verificar o efeito do toque isolado foram realizadas duas MANOVA
tendo como variáveis dependentes amplitude (Figura 3) ou velocidade (Figura 4)
do CP nas direções AP (em A) e ML (em B). Nesta análise apenas os resultados
das condições de olhos abertos (barras brancas nas figuras) foram comparados
nas condições sem (barras da esquerda das figuras) e com (barras da direita) o
toque suave. O efeito de toque suave foi observado tanto para a amplitude
[Wilks’ Lambda = 0,281; F(2,11)= 14,043; p = 0,001] como para a velocidade
[Wilks’ Lambda = 0,286; F(2,11)= 13,727; p = 0,001] do CP. As análises
univariadas demonstraram que na condição de toque suave as duas variáveis
(amplitude e velocidade) do CP na direção AP [F(1,12) = 26,343; p < 0,001 e
F(1,12) = 18,592; p = 0,001, respectivamente] e ML [F(1,12) = 14,729; p = 0,002
e F(1,12) = 25,440; p < 0,001, respectivamente] foram menores comparadas as
mesmas variáveis na condição sem toque.
Efeito do feedback visual isolado
Com objetivo de verificar o efeito do FV do CP foram realizadas duas
ANOVA, uma para a variável amplitude e outra para a velocidade do CP ambas
na direção AP, pois o FV foi fornecido apenas nesta direção. Para esta análise,
os valores da condição de FV do CP foram comparados aos da condição de
olhos abertos (compare as barras preta e branca no conjunto de barras à
esquerda nas Figuras 3A para a amplitude média de oscilação e 4A para a
velocidade média), ambas realizadas sem toque. As análises indicaram um
efeito do FV do CP para amplitude [F(1,12) = 5,532; p = 0,037], mas não para a
velocidade [F(1,12) = 0,548; p = 0,473]. A amplitude média do CP reduziu
quando foi oferecido o FV do CP na direção AP comparada a condição de olhos
abertos (Figura 3A).
35
Efeito do toque e FV do CP fornecidos simultaneamente
Os resultados da amplitude e velocidade do CP obtidos na condição de
toque e FV fornecidos simultaneamente são apresentados como as barras
pretas à direita nas Figuras 3 e 4 tanto para a direção AP (em A) como ML (em
B). Para a amplitude média de oscilação como variável dependente, a MANOVA
revelou um efeito de toque [Wilks’ Lambda = 0,118; F(2,11) = 41,099; p < 0,001],
visão [Wilks’ Lambda = 0,337; F(4,46) = 8,323; p < 0,001] e interação toque vs.
visão [Wilks’ Lambda = 0,404; F(4,46) = 6,591; p < 0,001], As análises
univariadas demonstraram um efeito de toque e visão para as direções AP
[F(1,12) = 75,068; p < 0,001; e F(2,24) = 22,082; p < 0,001, respectivamente] e
ML [F(1,12) = 38,049; p < 0,001; e F(2,24) = 9,001; p = 0,001]. No entanto a
interação toque vs. visão foi observada na direção AP [F(2,24) = 16,662; p <
0,001], mas não na direção ML [F(2,24) =0,506; p = 0,609].
O efeito do toque (i.e., uma redução da amplitude do CP) foi observado
nas três condições visuais: olhos abertos, olhos fechados e FV para as direções
AP e ML. No entanto, a interação toque vs. visão na direção AP foi encontrada
devido a uma maior redução da amplitude média do CP quando os participantes
permaneceram de olhos fechados em comparação à redução nas condições de
olhos abertos e FV do CP todas em condições de toque.
Para a variável velocidade do CP nas direções AP e ML, a MANOVA
também revelou um efeito de toque [Wilks’ Lambda = 0,136; F(2,11) = 34,834; p
< 0,001], visão [Wilks’ Lambda = 0,230; F(4,46)= 12,480; p < 0,001] e interação
toque vs. visão [Wilks’ Lambda = 0,414; F(4,46)= 6,364; p < 0,001]. Novamente,
as análises univariadas indicaram efeito de toque e visão na direção AP
([F(1,12) = 42,468; p < 0,001] e [F(2,24) = 39,439; p < 0,001], respectivamente) e
ML ([F(1,12) = 66,796; p < 0,001] e [F(2,24) = 12,741; p < 0,001],
respectivamente) enquanto a interação toque vs. visão foi significante na direção
AP [F(2,24) =11,895; p < 0,001] mas não na direção ML [F(2,24) = 0,708; p =
0,503]. Na direção AP, a velocidade do CP reduziu nas condições de toque para
as três variações da visão, porém assim como na variável amplitude, esta
36
redução foi maior na condição de olhos fechados comparada às condições olhos
abertos e FV do CP.
Figura 3: Valores médios da amplitude média de oscilação nas direções AP (em A)
e ML (em B) em cada condição visual (olhos abertos, olhos fechados e FV do CP)
e de toque suave (sem toque, à esquerda e com toque, à direita). As barras de
erro representam o erro padrão.
37
Figura 4: Valores médios da variável velocidade nas duas direções, AP (em A) e
ML (em B) em cada condição visual (olhos abertos, olhos fechados e FV do CP) e
de toque suave (sem toque, à esquerda e com toque, à direita). As barras de erro
representam o erro padrão.
Uma segunda análise foi feita com os dados normalizados em relação a
condição de olhos abertos sem toque (tabela 1). Para a amplitude média de
oscilação, a MANOVA revelou um efeito de toque [Wilks’ Lambda = 0,112;
F(2,11) = 43,78; p < 0,001], visão [Wilks’ Lambda = 0,307; F(4,46) = 9,24; p <
0,001] e interação toque vs. visão [Wilks’ Lambda = 0,408; F(4,46) = 6,49; p <
38
0,001]. As análises univariadas revelaram um efeito de toque tanto na direção
AP quanto ML [F(1,12) =95,37; p < 0,001; e F(1,12) =209,19; p < 0,001,
respectivamente] e um efeito de visão também nas duas direções [F(2,24)
=25,23; p < 0,001 para AP e F(2,24) =10,75; p = 0,001 para ML]. No entanto, a
interação toque vs. visão foi observada na direção AP [F(2,24) =15,11; p <
0,001] mas não para direção ML [F(2,24) =0,495; p =0,616]. Esta interação foi
observada devido a redução da amplitude do CP na condição de olhos fechados
ter sido menor do que na condição de FV do CP quando os participantes
realizaram o toque suave.
Para a análise da variável dependente velocidade do CP, a MANOVA
também revelou efeito de toque [Wilks’ Lambda = 0,119; F(2,11) = 40,78; p <
0,001], visão [Wilks’ Lambda = 0,185; F(4,46) = 15,26; p < 0,001] e interação
toque vs. visão [Wilks’ Lambda = 0,409; F(4,46) = 6,47; p < 0,001]. As análises
univariadas demonstraram efeito de toque e visão para as direções AP [F(1,12)
=67,11; p < 0,001 e F(2,24) =52,86; p < 0,001, respectivamente] e ML [F(1,12)
=84,23; p < 0,001 e F(2,24) =13,34; p < 0,001, respectivamente, para os efeitos
de toque e visão]. Para a interação toque vs. visão também foi observado um
efeito na direção AP [F(2,24) =9,88; p = 0,001], mas não na ML [F(2,24) =0,919;
p = 0,412]. A interação foi observada novamente devido a redução da velocidade
do CP com o toque suave ter sido menor na condição de olhos fechados
comparada a condição de olhos abertos e FV do CP.
Força aplicada à barra de toque
Nas condições de toque, os participantes foram capazes de aplicar uma
força à barra sempre inferior a 1N seguindo as instruções dadas pelo avaliador
(Tabela 2). A MANOVA, tendo como variáveis dependentes a amplitude e a
variabilidade (desvio padrão) da força aplicada à barra de toque indicou nenhum
efeito de visão [Wilks’ Lambda = 0,983; F(4,46)= 0,098; p = 0,983].
39
Tabela 1: Valores da amplitude e velocidade do CP nas direções AP e ML de cada condição experimental em relação à condição de olhos abertos sem toque. Valores são apresentados em porcentagem.
CONDIÇÕES VISUAIS
OA OF FV
Amplitude
AP Sem toque - 33,5 ± 5 -10,7 ± 5,7
Com toque -32,0 ± 6,1 -24,0 ± 4,8 -37,8 ± 2,9
ML Sem toque - 17,8 ± 4,9 0,8 ± 5,6
Com toque -17,3 ± 4,9 -4,9 ± 5,6 -23,4 ± 3,9
Velocidade
AP Sem toque - 41,2 ± 4,3 -2,3 ± 4,6
Com toque -19,6 ± 5,0 2,3 ± 3,8 -20,0 ± 3,7
ML Sem toque - 19,9 ± 3,1 3,2 ± 5,7
Com toque -20,1 ± 4,0 -6,8 ± 3,8 -23,9 ± 3,1
*Valores positivos indicam um aumento na amplitude ou velocidade em relação
à condição de olhos abertos sem toque. Valores negativos representam uma
redução nas mesmas variáveis. Valores em destaque representam o efeito
isolado (cinza claro) ou simultâneo (cinza escuro) do toque e FV do CP somente
para a direção AP.
Tabela 2: Amplitude e variabilidade (desvio padrão) da força aplicada à
barra de toque em cada condição visual (olhos abertos, olhos fechados e
FV do CP). Valores são apresentados em Newton.
Condição Visual Força aplicada à barra de toque
Amplitude Variabilidade
Olhos abertos 0,53 ± 0,04 0,13 ± 0,01
Olhos fechados 0,51 ± 0,04 0,12 ± 0,01
Feedback visual 0,52 ± 0,04 0,12 ± 0,01
40
6 DISCUSSÃO
O objetivo deste estudo foi verificar o efeito da informação
somatossensorial e visual quando fornecidos de forma isolada ou simultânea
sobre a oscilação postural. Era esperado observar uma redução da oscilação
postural nas condições em que o FV do CP e o toque suave foram oferecidos de
forma isolada e uma redução ainda maior na condição em que estas
informações sensoriais adicionais (visual e somatossensorial) foram oferecidas
simultaneamente. Os resultados do presente estudo revelaram um efeito de
toque isolado para a amplitude média de oscilação e velocidade do CP, i.e.,
quando informações somatossensoriais adicionais foram fornecidas, houve uma
redução da oscilação postural, principalmente na condição de olhos fechados.
Já o efeito do FV do CP foi observado somente na variável amplitude média de
oscilação na direção AP. No entanto, o possível efeito aditivo das duas fontes de
informações sobre a oscilação postural não foi observado, apesar de na
condição combinada ter havido uma redução de 13,8% da amplitude média de
oscilação quando comparada a condição de toque isolado (i.e. sem FV do CP,
Tabela 1). Todos os achados encontrados no presente estudo não podem ser
explicados por uma possível diferença na magnitude da força aplicada a barra
em cada condição (olhos abertos, olhos fechados e FV do CP), pois tanto a
amplitude como a variabilidade da força foram similares entre as condições
visuais.
O efeito isolado do toque suave realizado pela ponta do dedo indicador
sobre a oscilação postural observado no presente estudo corrobora aos achados
de outros estudos8, 47, 51, 53-55, 57. Ainda, o fato da informação somatossensorial
adicional fornecida pelo contato da ponta do dedo indicador com a superfície da
barra ter uma influência maior sobre a oscilação postural na condição de olhos
fechados também é consistente com a literatura8, 51. Para direção AP, conforme
esperado, os participantes aumentaram a amplitude da oscilação postural com a
ausência da informação visual (33,5%), porém com o uso da informação
41
somatossensorial adicional (toque suave), eles foram capazes de reduzir,
mesmo com os olhos fechados, em aproximadamente 24% a amplitude de
oscilação comparada a condição de toque e olhos abertos. Dessa forma, é
possível sugerir que o uso da informação somatossensorial adicional foi capaz
de suprir o efeito da ausência da visão e ainda tirar proveito do toque suave para
reduzir ainda mais a oscilação postural comparada a condição de toque com
visão. Estes achados sugerem que a informação somatossensorial adicional se
torna ainda mais importante quando a informação visual é retirada. Uma
possível explicação seria que com a ausência da visão, uma das fontes de
informação sensorial para o controle principal, há uma redução na capacidade
de estimar a posição do corpo em relação ao ambiente e, portanto, menor
precisão no controle da oscilação postural64 que deve ser executado pelos
outros dois sistemas de informação sensorial, o somatossensorial e o vestibular.
Os resultados do presente estudo sugerem então que na ausência da
informação visual, as informações adicionais provenientes dos mecanoceptores
da ponta do dedo indicador da mão com uma superfície externa e rígida têm
uma contribuição ainda maior para o controle postural8, 9, 46, 47, 51-57.
No entanto, um efeito do FV do CP isolado também foi observado sobre a
amplitude média de oscilação postural na direção AP indicando que os
participantes foram capazes de utilizar essa informação visual adicional no
controle da oscilação postural. Tal efeito do FV do CP não foi observado na
velocidade do CP, similar aos achados de Dault e colaboradores36. A
apresentação do FV do CP apenas na direção AP foi escolhida, pois na posição
ortostática com os pés paralelos os indivíduos oscilam mais na direção AP
comparada a direção ML10; portanto, um efeito apenas nessa direção era
esperado. Com a apresentação do FV do CP, houve uma redução da oscilação
postural de cerca de 10,7% comparada a condição sem esta informação
adicional (Tabela 1). Esta redução da oscilação postural com o uso isolado de
FV do CP na direção AP observada corrobora aos achados de outros estudos6,
35, 36, 65. É importante destacar que no presente estudo, o efeito do toque suave
isolado também foi maior na direção AP (aproximadamente 31,8 %) comparado
42
ao efeito na direção ML (inferior a 20%) uma vez que os participantes
permaneceram sobre a plataforma de força de olhos fechados com os pés
paralelos e afastados.
Estes valores de redução apresentados em função do toque suave
isolado foram similares aos observados no estudo de Tremblay e
colaboradores58, no qual indivíduos jovens e idosos permaneceram com os pés
afastados paralelos (posição similar a adotada no presente estudo). Assim como
no presente estudo, os autores reportaram que os participantes reduziram em
até 40% a amplitude de oscilação postural na direção AP e 25% na direção ML
quando realizaram a condição de toque suave. Ao contrário, em outros estudos
realizados com o toque suave em que a posição tandem era adotada pelos
participantes, um efeito da informação somatossensorial adicional sobre a
oscilação postural foi observado principalmente na direção ML47. Assim, tanto o
FV como o toque suave no presente estudo como fontes de informação
sensorial adicionais fornecidas isoladamente parecem ser mais importantes no
controle da oscilação postural na direção de maior instabilidade do corpo (i.e.,
AP na posição com os pés paralelos e ML na posição de tandem).
Se houvesse um efeito simplesmente aditivo quando as duas informações
sensoriais adicionais (FV do CP e toque suave) foram fornecidas, uma redução
da oscilação postural de 42,7% deveria ter sido observada, sendo que a redução
de 32% da oscilação postural pelo toque quando de olhos abertos seria
aumentada em 10,7% pelo efeito do FV isolado. No entanto a redução foi de
apenas 37,8% (não significante comparada à condição de olhos abertos e toque
suave), embora esta tenha sido maior do que os efeitos nas duas condições
isoladas (toque suave ou FV do CP). Uma das possíveis razões para a ausência
de um efeito aditivo pode estar relacionada ao tipo de FV do CP utilizado no
presente estudo, tal como apresentação em apenas uma direção e a ausência
de amplificação (ganho) na apresentação do FV do CP na tela do monitor. Em
particular, o FV do CP representou a oscilação real da oscilação postural, ou
seja, à medida que o indivíduo oscilou para frente, o cursor moveu-se para cima
numa amplitude real. Estudos têm sugerido que41, 42 o efeito do FV depende da
43
escala em que o mesmo é fornecido e ainda, da condição somatossensorial
utilizada na superfície de suporte. Para Vuillerme e colaboradores42 quando a
informação somatossensorial é alterada, por exemplo, permanecer na posição
ortostática sobre uma espuma o ganho de 2 do FV do CP já é suficiente para ser
utilizado na redução da oscilação postural, enquanto que em condições em que
o indivíduo permanece sobre uma superfície estável um ganho de 10 seria
necessário para reduzir a amplitude média de oscilação. Desta forma, pode-se
sugerir que em condições onde o toque suave, ou seja, uma informação
somatossensorial adicional é oferecida ao participante enquanto este permanece
sobre uma superfície estável seria necessário um ganho ainda maior do FV do
CP, uma vez que este já estaria reduzido com o toque suave. No entanto, outros
estudos deveriam investigar esta questão.
A ausência de um efeito aditivo também pode ser devido as propriedades
neurais e biomecânicas do corpo que limitam que a amplitude de oscilação
postural seja reduzida ainda mais nas condições investigadas no presente
estudo. A primeira hipótese poderia ser devido ao fato de o indivíduo já estar em
um nível de oscilação postural mínimo devido ao toque suave e não conseguir
reduzir ainda mais quando o FV do CP é fornecido simultaneamente. No estudo
de Danna dos Santos e colaboradores40 onde foi oferecido o FV do CP os
participantes não conseguiram reduzir os deslocamentos do CP e, segundo os
autores, oferecer o FV do CP ou de outra variável relacionada à oscilação do
corpo pode não ser a melhor forma de redução da oscilação postural, pelo
menos para indivíduos jovens e sadios.
Uma outra possível explicação para a ausência de um efeito maior do FV
do CP combinado ao toque suave sobre a oscilação postural é que não há uma
soma das informações sensoriais individuais para gerar uma resposta motora1.
Embora, o sistema nervoso receba informações de todos os sistemas sensoriais,
ele precisa interpretar a informação sensorial mais relevante e determinar uma
resposta coerente para a manutenção da orientação e equilíbrio do corpo no
espaço1, 24. Assim, é possível que o sistema nervoso dê um peso maior para a
informação somatossensorial na condição em que o indivíduo permanece na
44
superfície estável60, 61como descrito anteriormente em outros estudos58, 59. De
acordo com Peterka60, o sistema somatossensorial é o que tem uma
contribuição maior no controle postural de indivíduos sadios em ambiente
estável, enquanto o sistema visual seria o menos utilizado. Esse peso de cada
fonte de informação sensorial no controle também foi descrito por Lord61 para
indivíduos idosos. Para os autores dos dois estudos, as informações
provenientes do sistema somatossensorial são as mais utilizadas, seguida pelas
informações fornecidas pelo sistema vestibular e por fim o visual. Outros estudos
também têm encontrado um efeito maior da informação somatossensorial
adicional comparada a visual. Bonfim e colaboradores27 verificaram um efeito do
toque suave em todas as condições visuais definidas pelo paradigma da sala
móvel. No estudo, os autores observaram que o efeito da sala móvel sobre a
oscilação postural que é bem reportado na literatura24, 29 foi menor quando os
indivíduos mantiveram contato com a barra de toque. No entanto, segundo Oie e
colaboradores não é possível sugerir que há uma predominância de
determinado canal sensorial, pois esta preferência depende da tarefa,
objetivando sempre o funcionamento adequado do sistema de controle postural.
Por exemplo, quando há uma mudança brusca no campo visual, para manter o
equilíbrio de forma adequada, o sistema nervoso dará menos importância para a
informação visual quando comparado às informações somatossensorial e
vestibular, este é o fenômeno do repeso das informações59. No presente estudo,
também é possível que a informação visual adicional tenha sido ignorada pelo
sistema de controle postural e então um peso maior tenha sido atribuído ao
sistema somatossensorial quando o toque suave foi realizado simultaneamente
ao FV do CP.
45
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os achados do presente estudo sugerem que não houve o efeito aditivo
das informações somatossensorial e visual sobre a oscilação postural quando
fornecidas simultaneamente. Ainda, com base nos resultados é possível concluir
que as informações somatossensoriais adicionais têm maior peso na repesagem
das informações advindas dos sistemas sistemas sensoriais para o controle
postural comparada as informações do sistema visual adicionais. Tais achados
podem contribuir no entendimento sobre a importância das informações
adicionais advindas dos sistemas visual e somatossensorial no controle da
postura ereta quieta, sejam elas investigadas separadamente ou em conjunto.
Futuros estudos devem ser feitos com o intuito de verificar se informações
somatossensoriais adicionais teriam contribuição maior que as informações
visuais no controle postural de indivíduos com alterações de equilíbrio, tais como
idosos, com doença de Parkinson, entre outros, ou ainda jovens sadios sobre
uma superfície instável.
46
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50
ANEXOS
Anexo 1: Termo de Consentimento Livre e Esclarecido
51
52
Anexo 2: Aceite do Comitê de Ética
53
Anexo 3: Inventário de Edinburgh
