Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no
Homem
Ana Margarida Mano Silva Pereira
Mestrado em Engenharia Biomédica
2010-2011
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no
Homem
Trabalhos práticos
Ana Margarida Mano Silva Pereira
Licenciada em Engenharia Biomédica pela Escola Superior de Estudos Industriais e de Gestão
Orientador:
Prof. Doutor João Manuel R. S. Tavares
Prof. Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Mestrado em Engenharia Biomédica
2010 – 2011
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Agradecimentos
Ao Professor Doutor João Manuel Tavares, pela sua orientação e constante disponibilidade demonstradas ao
longo de todo o trabalho.
À Mestre Andreia Sousa por todo o apoio prestado, nomeadamente na cedência do espaço físico para a
realização das recolhas bem como todo o conhecimento e compreensão partilhadas.
Ao Centro de Estudos do Movimento e Actividade Humana (CEMAH) pela possibilidade de realizar as
actividades experimentais.
Aos meus pais, e a todos aqueles que sempre me apoiaram e demonstraram o seu afecto e compreensão
nesta etapa importante do meu percurso escolar.
A todos o meu muito obrigada,
Ana Margarida Pereira
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Resumo
Nos dias de hoje torna-se cada vez mais relevante perceber quais os mecanismos envolvidos no controlo
postural quando se desempenham outras tarefas em simultâneo - paradigma da dupla tarefa. Este paradigma
surge como uma nova abordagem para o desenvolvimento de conhecimentos e ferramentas específicas e
úteis para aplicação clínica.
Desta forma, torna-se importante determinar qual a relação entre diversas actividades do dia-a-dia, que
envolvem um controlo cognitivo e em simultâneo um controlo motor. Os diversos estudos efectuados
anteriormente, apresentaram conclusões importantes acerca de determinadas tarefas, contudo continuam a
existir incongruências nesta área. Em tarefas de resposta verbal verificou-se uma degradação da postura
enquanto em tarefas visuais, de fixação de um ponto, registou-se uma melhoria do controlo do equilíbrio. No
entanto factores como a idade, a capacidade de cognição e ainda a condição de saúde podem alterar o
desempenho em dupla tarefa.
Com o presente trabalho verificou-se que o desempenho duma tarefa cognitiva interfere com o controlo
postural. Em situação estática normal com a adição de uma tarefa cognitiva houve uma melhoria da postura.
Quando se desempenhou uma tarefa postural desafiante com uma tarefa de memória, verificaram-se
oscilações significativas do equilíbrio.
Palavras-chave: cognição, postura, dupla-tarefa, interferência
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Índice
CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 10
1.1 Enquadramento ..................................................................................................................................... 11
1.2 Objectivo ............................................................................................................................................... 12
1.3 Estrutura................................................................................................................................................ 13
1.4 Contribuições principais ........................................................................................................................ 13
CAPÍTULO II – FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................................................................. 15
2.1 Introdução .......................................................................................................................................... 15
2.2 Controlo postural ............................................................................................................................... 15
2.2.1 Estabilometria ........................................................................................................................ 16
2.2.1.1 Plataforma de forças .................................................................................................................. 17
2.2.2 Electromiografia ..................................................................................................................... 18
2.3 Resumo ................................................................................................................................................. 28
CAPÍTULO III- MÉTODOS E PROCEDIMENTOS ........................................................................................... 30
3.1 Introdução .......................................................................................................................................... 30
3.2 Definição da amostra ......................................................................................................................... 30
3.3 Questões éticas ................................................................................................................................. 30
3.4 Instrumentos de medição .................................................................................................................. 31
3.5 Procedimentos ................................................................................................................................... 32
3.5.1 Definição tarefa ..................................................................................................................... 32
3.5.2 Selecção dos músculos ......................................................................................................... 33
3.5.3 Electromiografia: Considerações práticas ............................................................................. 35
3.5.4 Protocolo experimental em situação estática ........................................................................ 35
3.5.4.1 Sem tarefa .................................................................................................................................. 35
3.5.4.2 Com tarefa .................................................................................................................................. 36
3.6 Resumo ............................................................................................................................................ 38
CAPÍTULO IV – ANÁLISE DE DADOS E DISCUSSÃO .................................................................................. 40
4.1 Introdução .......................................................................................................................................... 40
4.2 Procedimentos ................................................................................................................................... 40
4.2.1 Situação estática avaliada através da plataforma de forças .................................................. 40
4.2.1.1 Método de análise de dados .................................................................................................. 40
4.2.2.2 Resultados e Discussão ........................................................................................................ 42
4.2.2 Situação estática avaliada através da plataforma de forças e electromiografia .................... 47
4.2.2.1 Método de análise de dados .................................................................................................. 47
4.2.2.2 Resultados e discussão ......................................................................................................... 50
4.2.3 Avaliação do desempenho da tarefa de memorização .......................................................... 54
CAPÍTULO V – CONSIDERAÇÕES FINAIS E PERSPECTIVAS FUTURAS .................................................. 58
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5.1 Considerações finais ......................................................................................................................... 58
5.2 Perspectivas futuras .......................................................................................................................... 60
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................ 61
Índice de Figuras
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Figura 2. 1- Plataforma de forças (retirado de (Wegen, Emmerik et al. 2002)) ............................. 17
Figura 2. 2 - Diagrama de blocos dos principais componentes de um sistema de aquisição do sinal EMG
(adaptado de (Webster 2006))............................................................................ 19
Figura 2. 3- Músculos da perna (adaptado de (A.D.A.M. 2009)) ........................................... 21
Figura 3 1- Pés posicionados lado a lado na plataforma de forças ........................................ 35
Figura 3 2- Situação estática com a adição da tarefa cognitiva ............................................ 36
Figura 4. 1-Sinal obtido através da plataforma de forças .................................................. 41
Figura 4. 2- Sinal relativo ao centro de pressões antero-posterior e médio-lateral ......................... 42
Figura 4. 3- Sincronização dos sinais de plataforma de forças e de EMG ................................. 47
Figura 4. 4- Sinal EMG integrado ......................................................................... 48
Figura 4. 5- Representação dos sinais de EMG e dos sinais obtidas pela plataforma de forças ............ 49
Índice de Tabelas
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Tabela 2. 1- Músculos recomendados pelo projecto SENIAM para colocação dos eléctrodos ............. 26
Tabela 3. 1- Informações relativas aos músculos tibial anterior e gastrocnémio medial (adaptado de
(Hermens and Freriks 2000; Barela 2005; Oliveira 2007) ................................................. 34
Tabela 4. 1- Variáveis avaliadas na plataforma de forças para o individuo 1 .............................. 43
Tabela 4. 2-Tabela 4. 3- Variáveis avaliadas na plataforma de forças para o individuo 2 .................. 43
Tabela 4. 4- Valores médios na posição lado a lado sem tarefa ........................................... 44
Tabela 4. 5- Valores obtidos para os indivíduos 1 e 2 com os pés posicionados lado a lado ............... 45
Tabela 4. 6- Relação entre os valores obtidos com e sem a realização da tarefa cognitiva na posição de pés
lado a lado ............................................................................................... 46
Tabela 4. 7- Valores obtidos através da plataforma de forças e da electromiografia para os pés colocados
lado a lado sem tarefa cognitiva .......................................................................... 50
Tabela 4. 8- Valores obtidos através da plataforma de forças para os pés colocados frente a frente sem
tarefa cognitiva ........................................................................................... 51
Tabela 4. 9- Valores obtidos através de electromiografia para os pés colocados frente a frente sem tarefa
cognitiva ................................................................................................. 52
Tabela 4. 10- Valores obtidos através da plataforma de forças para os pés colocados frente a frente com
tarefa cognitiva ........................................................................................... 53
Tabela 4. 11- Valores obtidos através de electromiografia para os pés colocados frente a frente com tarefa
cognitiva ................................................................................................. 53
Tabela 4. 12- Avaliação qualitativa do desempenho da tarefa cognitiva do individuo 1 e 2 ................ 55
Tabela 4. 13- Desempenho da tarefa de memorização ................................................... 55
Índice de Abreviaturas
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CP- centro de pressão
CM- centro de massa
COPa-p - coordenada do centro de força na direcção antero- posterior
COPm-l - coordenada do centro de força na direcção médio- lateral
EMG- Electromiografia
Fx - componente antero-posterior da força de reacção do solo
Fy - componente médio-lateral da força de reacção do solo
Fz - componente vertical da força de reacção do solo
h - distância da superfície até o centro geométrico da plataforma de força
Mx - momento em torno do eixo antero-posterior
My - momento em torno do eixo médio-lateral
SNC-Sistema Nervoso Central
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CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO
1.1 Enquadramento
1.2 Objectivo
1.3 Estrutura
1.4 Contribuições principais
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1.1 Enquadramento
O sistema de controlo postural regula a posição do corpo no espaço através da integração de informação de
diferentes sistemas, tais como o sistema nervoso central, o sistema sensorial e ainda o sistema músculo-
esquelético. O principal objectivo deste controlo é o de garantir a orientação e equilíbrio necessários às
diferentes actividades diárias (Lacour, Bernard-Demanze et al. 2008).
Manter o equilíbrio é uma tarefa crucial para o homem e é desempenhada sem controlo de atenção na maior
parte das circunstâncias (por exemplo recorrer à consciência). Para além disso, o controlo postural está
sempre presente em diversas situações do dia-a-dia enquanto outra tarefa está a ser desempenhada, como
por exemplo, estar de pé enquanto se fala ou estar de pé enquanto se pensa. Assim, o controlo postural em
tarefa dupla - que consiste na regulação de estabilidade postural enquanto é desempenhada uma tarefa
secundária – é essencial para o sistema de controlo postural uma vez que é uma situação recorrente.
Contudo, evidências empíricas mostram que a atenção pode ser necessária no controlo postural para
integração sensorial e selecção entre informação sensorial conflituosa (ou para compensar perturbações no
sistema de controlo postural). Assim, manter a postura pode requerer factores cognitivos, tais como
processos de atenção, quando as condições em pé são desafiantes ou quando a interferência atencional
entre o controlo postural e processos cognitivos é elevada (Huxhold, Li et al. 2006).
A importância do estudo do efeito das tarefas cognitivas no controlo postural deve-se não só ao facto de
perceber como é que estas duas actividades coexistem, mas também de perceber como é que o controlo
postural tem o duplo papel de garantir a segurança do corpo e equilíbrio, ao mesmo tempo que proporciona
condições versáteis, adequadas com o meio físico envolvente permitindo realizar tarefas de percepção-acção
(Fraizer and Mitra 2008).
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1.2 Objectivo
Com o presente trabalho pretende-se avaliar a interferência do desempenho de uma tarefa cognitiva no
controlo postural de um individuo saudável, de forma a verificar se a dificuldade da tarefa cognitiva influencia
a postura e se a própria tarefa cognitiva pode ser afectada. Esta avaliação foi feita em situação estática,
fazendo-se variar o grau de dificuldade da tarefa postural com e sem adição de uma tarefa secundária
(cognitiva).
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1.3 Estrutura
O presente trabalho encontra-se subdividido em diferentes capítulos onde: (a) Capítulo I: é feita uma breve
contextualização ao tema em estudo, referindo-se quais os objectivos e contribuições principais; (b) Capítulo
II: refere-se um conjunto de informações teóricas indispensáveis para a avaliação dos resultados
experimentais; (c) Capítulo III: são apresentados o conjunto de procedimentos e de instrumentos
necessários, bem como são referidas algumas considerações práticas importantes para a realização da
actividade experimental; (d) Capítulo IV: apresentam-se os resultados obtidos e é feita a discussão dos
mesmos; (e) Capítulo V: apresentam-se as considerações finais verificadas pela análise dos dados e
posteriormente são sugeridas perspectivas futuras.
1.4 Contribuições principais
Com o presente trabalho verificou-se que a adição de uma tarefa cognitiva em situação estática normal
melhora a postura uma vez que há uma menor oscilação corporal. No entanto quando se adopta uma postura
mais complexa em simultâneo com uma tarefa cognitiva regista-se um aumento da actividade muscular
assim como da variação do deslocamento do centro de pressões nos indivíduos em estudo. Desta forma
comprova-se que apesar dos indivíduos serem jovens e saudáveis, existe uma interferência significativa
entre os sistemas cognitivo e postural.
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Capítulo II – Fundamentos teóricos
2.1 Introdução
2.2 Controlo postural
2.2.1 Estabilometria
2.2.1.1 Plataforma de forças
2.2.2 Electromiografia
2.2.2.1 Estrutura e função muscular
2.2.2.2 Tipos de músculo
2.2.2.3 Tipos de electromiografia
2.2.2.3.1 Eléctrodos de superfície
2.2.2.4 Electromiografia: Considerações Práticas
2.2.2.5 Processamento sinal EMG
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Capítulo II – Fundamentos teóricos
2.1 Introdução
No presente capítulo são referidos os conhecimentos teóricos indispensáveis para a análise dos resultados
práticos obtidos. De seguida abordar-se-á, de forma genérica, alguns conhecimentos acerca das informações
necessárias para manter o controlo postural e quais os instrumentos que podem ser utilizados para avaliar o
desempenho da postura e do equilíbrio.
2.2 Controlo postural
O controlo postural pode ser assegurado através da manutenção da estabilidade do sistema músculo-
esquelético, ou seja, assegurando a orientação satisfatória dos segmentos corporais que estão envolvidos no
movimento (Rosa, Perracini et al. 2006). O sistema de controlo postural, segundo (Rothwell 1994), deve
realizar três funções fundamentais: suporte, estabilização e equilíbrio. Por um lado, tem de assegurar a
contracção apropriada dos músculos de forma a suportar o corpo contra a gravidade, e deve ainda estabilizar
correctamente o corpo na sua base de suporte. Para realizar estas funções, o sistema de controlo postural
necessita de informação sobre as posições relativas dos segmentos do corpo e, também, informação sobre a
posição do corpo relativamente a forças externas que possam estar a actuar sobre ele (Pais 2005).
Assim, a manutenção do equilíbrio corporal estável no meio ambiente é determinada pelo controlo do sistema
nervoso central e estruturas periféricas responsáveis pela execução motora, cujo funcionamento depende da
integração das informações provenientes das estruturas sensoriais (vestibulares, visuais e proprioceptivas,)
processadas nos núcleos vestibulares do tronco encefálico, sob a coordenação do cerebelo. (Rosa, Perracini
et al. 2006) Numa primeira fase, a informação da posição do corpo no espaço é processada através do
sistema sensorial, havendo posteriormente, uma integração dessa informação no SNC. Este sistema
processador determina uma resposta adequada, assegurando aspectos antecipatórios e adaptativos do
controlo postural. (Shumway-Cook and Woollacott 2001) Por fim, são geradas respostas adequadas ao
sistema músculo-esquelético de forma a controlar a posição do corpo tendo em conta a tarefa a efectuar e o
ambiente. (Pais 2005)
Os mecanismos que regulam o controlo da actividade neuromuscular, como resposta a situações
inesperadas ou antecipadas de perda de equilíbrio, são designados por feedforward ou antecipatórios e por
feedback ou compensatórios.
O mecanismo de feedforward, segundo autores citados em (Campos 2008), recorre à acção antecipatória
pré-programada de alguns músculos, e é desencadeado quando as alterações na postura são originadas
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Margarida Pereira 16
pelo próprio indivíduo. Este mecanismo é considerado antecipatório uma vez que se inicia antes da
ocorrência da perturbação, pela acção do sistema nervoso central, resultando em ajustes que precedem e
acompanham o movimento de forma a manter a estabilidade postural. No que diz respeito ao mecanismo de
feedback, este surge como consequência de distúrbios resultantes de uma situação inesperada em que há
deslocamento do centro de gravidade. Desta forma, o sistema nervoso central com base nas informações
sensoriais, actua no sentido de repor o centro de gravidade na base de sustentação. (Shumway-Cook and
Woollacott 2001)
No entanto, a postura ortostática do ser humano é influenciada por diversos factores fisiológicos, tais como a
respiração, os batimentos cardíacos e o retorno venoso. Estes factores criam oscilações constantes no
equilíbrio do corpo que se traduzem particularmente por deslocamentos do centro de pressões.
2.2.1 Estabilometria
A estabilometria é considerada um método de análise do equilíbrio postural, tem como função quantificar as
oscilações do corpo através da análise do deslocamento do centro de pressões do indivíduo sobre uma
plataforma de força estática. Pela acção de sensores electromecânicos que se encontram na plataforma, é
possível analisar propriedades como a amplitude, área e velocidade de oscilação do centro de pressão do
indivíduo (Rosa, Perracini et al. 2006).
O centro de pressão pode ser definido como o ponto de aplicação da resultante das forças verticais que
estão a actuar na superfície de suporte. Já o deslocamento do centro de pressões representa o somatório
das acções do sistema de controlo postural e da força da gravidade. Sob condições puramente estáticas o
centro de pressão representa a projecção do centro de massa do corpo na base de suporte (centro de
gravidade). No entanto, o CP não reflecte apenas o movimento do CM, mas também as forças activas
exercidas pelos pés sobre a plataforma (Wegen, Emmerik et al. 2002) (Baratto, Cervera et al. 2004). Desta
forma, o centro de massa representa um ponto imaginário no organismo, enquanto o centro de pressão
corresponde ao ponto de aplicação da força de reacção do solo (Pires 2006).
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Margarida Pereira 17
2.2.1.1 Plataforma de forças
Assim, para avaliar o centro de pressão recorre-se a plataformas de força (Figura 2.1). Estas plataformas são
constituída por duas superfícies rígidas (uma superior e outra inferior), interligadas por sensores de força.
Segundo o posicionamento dos sensores, podem-se classificar as plataformas em: plataforma com apenas
um sensor no centro; plataforma triangular com sensores em três cantos e uma plataforma rectangular, com
sensores nos quatro cantos (Barela and Duarte 2006).
Nas plataformas com quatro sensores, que são as mais utilizadas comercialmente, é possível medir os três
componentes da força Fx, Fy e Fz e os três componentes do momento Mx, My e Mz, onde x,y e z são as
direcções médio-lateral, antero-posterior e vertical. Este conjunto de forças e momentos permite calcular os
componentes do centro de pressão (Wegen, Emmerik et al. 2002),(Baratto, Cervera et al. 2004).
Uma plataforma de forças tem a capacidade de responder às alterações no deslocamento do sensor, pela
acção de um transdutor incorporado, que converte a força num sinal eléctrico. Os transdutores são montados
na zona dos suportes da placa rígida que forma a superfície da plataforma (normalmente um suporte para
cada quatro cantos do rectângulo). Através da sua localização, este é usado para medir cada uma das três
componentes da força (uma vertical e duas horizontais). Os sinais obtidos têm que ser amplificados e podem
sofrer ainda outro tipo de modificações eléctricas. Desta forma, torna-se essencial efectuar um
processamento ao sinal obtido. Como os sinais obtidos são analógicos, para que o tratamento se faça
recorrendo a um computador é necessária a conversão de sinal analógico para digital (Bartlett 1997), (Pais
2005).
A avaliação do equilíbrio postural através da plataforma de forças faz-se recorrendo ao deslocamento do
centro de força (CP) nas direcções antero-posterior ( ) e médio-lateral ( ). Através dos dados
Figura 2. 1- Plataforma de forças (retirado de (Wegen, Emmerik et al. 2002))
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Margarida Pereira 18
recolhidos pela plataforma é ainda possível determinar a velocidade média de deslocamento do centro de
força ( ) (Mann, Kleinpaul et al. 2008).
Estas variáveis são obtidas recorrendo às equações:
onde as variáveis representam: - coordenada do centro de força na direcção antero- posterior;
- coordenada do centro de força na direcção médio- lateral;
- momento em torno do eixo médio-lateral;
- momento em torno do eixo antero-posterior;
- componente médio-lateral da força de reacção do solo;
- componente antero-posterior da força de reacção do solo;
- componente vertical da força de reacção do solo;
- distância da superfície do solo até o centro geométrico da plataforma de força.
Para além do deslocamento do centro de pressões, é ainda possível entender as alterações posturais
através da análise da actividade muscular dos membros inferiores. Assim, torna-se útil entender os
mecanismos de funcionamento dos músculos bem como dos sistemas que possibilitam a sua análise, como
é o caso da electromiografia.
2.2.2 Electromiografia
Segundo vários autores citados em (Oliveira 2007) e (Webster 2006), a electromiografia é considerado um
método de estudo da função muscular que consiste no registo da actividade eléctrica dos músculos, ou seja,
regista as mudanças no potencial eléctrico que o músculo gera em cada contracção provocada pelo impulso
nervoso motor. Espera-se que esta actividade seja proporcional ao nível de activação muscular e que se faça
segundo um conjunto de parâmetros, tais como o nível da força produzida pelo músculo. Assim, o sinal
electromiográfico é a manifestação eléctrica da activação neuromuscular associada à contracção muscular
(Basmajian and DeLuca 1985). O sinal representa a corrente gerada pelo fluxo iónico através
da membrana das fibras musculares que se propaga através dos tecidos para alcançar a superfície de
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Margarida Pereira 19
detecção de um eléctrodo localizado no meio ambiente. Este tipo de sinal é afectado pelas
propriedades anatómicas e fisiológicas dos músculos e do sistema de controlo do sistema nervoso,
bem como pelas características da instrumentação utilizada para detectar e observá-lo (Webster 2006).
Genericamente, a aquisição do sinal de electromiografia segue um conjunto de etapas, iniciando-se pela
detecção de um sinal fisiológico. No entanto é necessário considerar a impedância eléctrodo-pele bem como
da configuração dos eléctrodos (normalmente considera-se bipolar), para posteriormente se proceder à
amplificação e gravação do sinal electromiográfico (Webster 2006).
Para entender o sinal EMG, é necessário considerar alguns aspectos fundamentais da fisiologia muscular.
2.2.2.1 Estrutura e função do músculo
O desenho dos músculos varia de acordo com a amplitude de movimento e a força exercida pelos mesmos,
podendo apresentar arranjos mais simples e mais complexos (Webster 2006).
Os músculos esqueléticos compõem-se de fibras nervosas, associadas a pequenas quantidades de tecido
conjuntivo, vasos sanguíneos e nervos. Os múltiplos núcleos de cada fibra muscular encontram-se
imediatamente sob o sarcolema (membrana celular da fibra muscular), enquanto a maior parte da fibra se
encontra preenchida com miofibrilhas. Cada miofibrilha é uma estrutura filamentosa, e pode ser composta por
dois tipos de filamentos proteicos chamados de miofilamentos (de actina ou miosina). Os miofilamentos de
actina e de miosina dispõem-se em unidades altamente organizadas chamadas de sarcomeros. (Seeley,
Stephens et al. 2007)
Figura 2. 2 - Diagrama de blocos dos principais componentes de um sistema de aquisição do sinal EMG (adaptado de (Webster 2006))
Interface electrólito-
eléctrodo (filtro passa alto)
Configuração eléctrodo
bipolar (filtro passa banda)
Tecidos (filtro passa baixo)
Amplificador (filtro passa banda)
Gravação Sinal EMG
Sinal fisiológico
EMG
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Margarida Pereira 20
A contracção dos músculos é explicada pelo modelo de deslizamento dos filamentos. Os miofilamentos de
actina e miosina deslizam uns ao longo dos outros, levando ao encurtamento do sarcómero. Quando os
sarcomeros encurtam, as miofibrilhas (sarcomeros unidos topo a topo) também encurtam. Assim, como as
miofibrilhas se estendem ao longo das fibras musculares, encurtam também as fibras musculares. Durante o
relaxamento muscular os sarcomeros alongam-se, sendo para isso necessária a aplicação ao músculo de
alguma força. Este deslizamento é provocado por um fenómeno eléctrico denominado por potencial de
acção, que resulta de uma mudança no potencial de membrana entre o interior e o exterior da célula
muscular. (Seeley, Stephens et al. 2007)
A excitação eléctrica do músculo-esquelético é iniciada e regulada pelo sistema nervoso central e periférico.
Os neurónios motores transportam impulsos nervosos das células do corno anterior da medula espinhal para
as terminações nervosas, onde o potencial de acção no axónio desencadeia a libertação do
neurotransmissor acetilcolina na fenda que separa o sarcolema dos terminais do axónio. Como a acetilcolina
é libertada no sarcolema, os canais de Na+ sensíveis a este neurotransmissor abrem e os potencias de acção
surgem no sarcolema. Se a quantidade de acetilcolina libertada for suficiente, o potencial atinge o limiar de
excitação e propagam-se através do sarcolema, permitindo a entrada de iões de Ca2+ no interior da célula
muscular. Este fenómeno desencadeia a contracção muscular, e a consequente movimentação do corpo
(Oliveira 2007) (Bronzino 2006).
2.2.2.2 Tipos de músculos
Os músculos esqueléticos podem ser classificados tendo em conta a sua funcionalidade em: músculos
posturais (tónicos) e músculos de movimento (músculos fásicos).
Nos músculos posturais há um predomínio de fibras musculares de contracção lenta, ou seja fibras do tipo
I, e há também abundância de grandes unidades motoras. A sua forte aplicação destina-se a situações de
esforço contínuo uma vez que demoram algum tempo a entrar em fadiga. São altamente vascularizados e
apresentam uma elevada quantidade de mitocôndrias importantes para o metabolismo. (Dauber 2009)
Os músculos do movimento, ou seja os músculos fásicos são maioritariamente constituídos por fibras do
tipo II, fibras de contracção rápida. Caracterizam-se por serem recrutados em períodos curtos de actividade
intensa, sendo pouco resistentes à fadiga. Outras das características que apresentam é o facto de serem
constituídos por poucas mitocôndrias e unidades motoras de pequenas dimensões. (Dauber 2009)
De seguida serão referidos alguns músculos posturais e do movimento, que irão ser analisados na actividade
experimental. De forma a avaliar o comportamento dos músculos do membro inferior no controlo da postura
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 21
em situação estática, serão analisados o músculo tibial anterior e o gastrocnémio medial em diferentes
condições.
Tibialis Anterior
O tibialis anterior (Figura 2.3) é um dorsiflexor da articulação talocrural e inversor do pé. Este músculo é mais
activo quando executa estes dois movimentos em simultâneo, como é o caso da marcha. É também
considerado activo durante qualquer movimento que eleve o ápice do arco longitudinal do pé, sendo visível
por estudos de electromiografia que este se contrai poderosamente para aumentar o arco no apoio dos
dedos na marcha e na corrida. (Oliveira 2007)
Gastrocnemius medialis
Segundo (Gray 1999), o Gastrocnemius Medialis (Figura 2.3) é considerado o músculo mais superficial do
corpo. A sua principal função, juntamente com o músculo solear, é de flexor plantar do pé, fornecendo força
de propulsão na marcha, na corrida e no salto. Para além disso é também um poderoso flexor do joelho,
embora apenas execute cada um dos movimentos individualmente.
2.2.2.3 Tipos de electromiografia
Segundo (De Luca 1987), a electromiografia apresenta-se como a melhor e mais simples representação do
controlo neurológico da musculatura esquelética, representando-se no sinal electromiográfico a soma
algébrica dos potenciais de acção das unidades motoras activas. Tal facto faz com que o EMG se torne
Figura 2. 3- Músculos da perna (adaptado de (A.D.A.M. 2009))
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Margarida Pereira 22
importante na modelação do sistema dinâmico neuromuscular e esquelético como primeiro parâmetro de
controlo. (Ervilha 1999) Assim, a interpretação técnica da electromiografia baseia-se no fenómeno da relação
electromecânica do músculo excitação-contracção. (Oliveira 2007)
A diferente forma de recolha do sinal EMG bem como uma consequente utilização em áreas distintas deve-
se à existência de duas formas de recolha dos sinais electromiográficos: EMG de superfície e EMG de
profundidade(Correia and Mil-Homens 2004). Esta classificação é feita com base no tipo de eléctrodos a
utilizar, podendo ser do tipo de superfície ou de profundidade.
No que diz respeito ao EMG de profundidade, este método baseia-se na colocação de eléctrodos no interior
do musculo, em contacto directo com as fibras musculares, utilizando eléctrodos de arame ou agulha(Pereira
2008). O sinal obtido por este tipo de electromiografia é o resultado dos potenciais de acção de um conjunto
de fibras musculares localizadas no proximidade do eléctrodo de detecção, o que significa que há um registo
da soma das variações de potencial de um conjunto de fibras. (Correia and Mil-Homens 2004) Como os
eléctrodos utilizados são mais selectivos, não há alterações acentuadas do sinal detectado uma vez que o
método de captação do sinal é invasivo. Contudo, apresenta também algumas desvantagens pois não é
possível representar a actividade total de um músculo e também não permite que ocorra deslocamento de
eléctrodos no momento da contracção muscular. (Basmajian and DeLuca 1985)
O EMG de superfície caracteriza-se por ser um método não invasivo e de fácil execução, que se coloca por
cima da pele, na zona muscular que se pretende avaliar. No entanto, segundo (Basmajian and DeLuca
1985), este tipo de electromiografia apresenta algumas limitações, tais como, não ser suficientemente
selectivo para músculos com dimensões mais pequenas, o que faz com que forneça poucas informações
sobre o comportamento das unidades motoras individuai, e ainda apresente algumas alterações
pronunciadas das características do sinal detectado. Apesar destas limitações, em (Correia and Mil-Homens
2004) é recomendada a sua utilização para estudos cinesiologicos e neurofisiológicos dos músculos
superficiais bem como para estudar a relação com forças e outros parâmetros biomecânicos.
2.2.2.3.1 Eléctrodos de superfície
A recolha do sinal EMG é feita com recurso a um instrumento básico de medição, os eléctrodos. Os dois
tipos de eléctrodos usados para detecção do sinal são: eléctrodos de superfície e eléctrodos inseridos
directamente na pele (agulha).
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 23
Para além disso, estes podem ainda apresentar configurações especificas, individualmente ou em pares,
sendo que essas configurações são geralmente referidas como monopolares e bipolares.
Os eléctrodos de superfície podem ser divididos em passivos e activos. Os eléctrodos passivos são
compostos por superfícies condutoras (normalmente de metal) que detectam a corrente sobre a pele através
da interferência pele eléctrodo. Já os eléctrodos activos contêm uma alta impedância de entrada do
amplificador electrónico, que subtrai e amplifica o sinal logo após o contacto com a superfície de detecção.
Este facto faz com que este eléctrodo seja menos sensível à impedância da interface pele eléctrodo,
tornando-se mais resistente às interferências electromagnéticas, e consequentemente faz com que a
qualidade do sinal obtido aumente. Usualmente, utilizam-se eléctrodos passivos, que se limitam a detectar a
actividade mioeléctrica e enviá-la posteriormente por um cabo, para um amplificador. (Webster 2006)
Este tipo de eléctrodos colocados na superfície da pele, dispõem de uma área de detecção bastante
alargada e por isso, não são considerados selectivos, sendo utilizados em situações em que é necessária a
recolha de índices de actividade muscular elevados. (Oliveira 2007)
Relativamente à configuração dos eléctrodos estes podem-se apresentar individualmente ou dispostos em
pares. Na configuração monopolar, ou seja quando o eléctrodo se apresenta individualmente, a actividade
eléctrica na superfície da pele pode ser facilmente adquirida, através da colocação de um eléctrodo com
apenas uma superfície de detecção capaz de registar o potencial eléctrico nesse ponto em relação a um
eléctrodo de referência. Este eléctrodo de referência deve estar localizado num ambiente
electricamente silencioso ou que contém sinais eléctricos independentes daqueles que estão a ser
detectados, sendo que 'independentes' significa que os dois sinais têm o mínimo
de interferências fisiológicas e anatómicas. Esta configuração é bastante utilizada em ambientes clínicos
devido à sua simplicidade técnica, embora apresente uma fraca resolução espacial (Basmajian and DeLuca
1985; Webster 2006).
A configuração de detecção bipolar supera esta limitação. Neste caso, são usadas duas superfícies para
detectar dois potenciais no tecido muscular de interesse, cada uma com relação ao eléctrodo de referência.
Os dois sinais são então enviados a um amplificador diferencial que amplifica a diferença entre os mesmos,
eliminando assim qualquer componente comum. Os sinais que emanam do tecido muscular de interesse,
próximos da superfície de detecção, são diferentes em cada superfície devido a acontecimentos
electroquímicos ocorridos nas fibras musculares contrácteis. Outro tipo de sinais presentes no sinal são os
sinais de ruído AC provenientes de uma fonte mais distantes (por exemplo, sinais electromagnéticos a 50 ou
60 Hz irradiados de cabos de alimentação, aparelhos eléctricos) e ruído de sinais DC (por exemplo, os
potenciais de polarização na junção do electrólito de metal) que serão detectados com uma amplitude
essencialmente semelhante em ambas as superfícies de detecção. Portanto, estes sinais serão subtraídos,
mas não necessariamente anulados antes do sinal EMG ser amplificado.
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 24
a) Forma, tamanho e material
Os eléctrodos utilizados para electromiografia de superfície caracterizam-se por uma forma de área
condutora específica. Na literatura, verifica-se que são frequentemente utilizados eléctrodos com forma
rectangular e circular. No entanto, quando se considera a forma de cada um deles, por exemplo através da
comparação de um eléctrodo circular com diâmetro R e um eléctrodo quadrado com dimensão RxR, não são
notórias diferenças significativas no desempenho e na área de captação de cada um. Outro aspecto que se
mostra relevante é determinar a impedância dos dois tipos de eléctrodos para a mesma superfície,
verificando-se que ambos apresentam valores semelhantes, que não influenciam os sinais recolhidos.
Desta forma, segundo o projecto SENIAM (Surface ElectroMyoGraphy for the Non-Invasive Assessment of
Muscles), é recomendada a utilização de eléctrodos circulares com um diâmetro de 10 mm.
Relativamente ao tamanho dos eléctrodos, este pode ser definido como o tamanho da área condutora de um
eléctrodo de superfície, influenciando por isso a recolha do sinal electromiográfico. Na clínica as dimensões
dos eléctrodos variam entre 1mm2 a poucos cm2.
Estudos efectuados nesta área, nomeadamente fazendo aumentar o tamanho dos eléctrodos
perpendicularmente às fibras musculares, verifica-se que não há ainda informação suficiente sobre a
extensão dos efeitos sobre a electromiografia. No entanto, espera-se este aumento de tamanho dos
eléctrodos na direcção das fibras musculares, faça aumentar a amplitude detectada e diminuir o conteúdo em
altas frequências do sinal de electromiografia de superfície.
De acordo com o projecto SENIAM, o tamanho dos eléctrodos no sentido das fibras musculares deve
apresentar um diâmetro de 10 mm. Para a recolha de sinais EMG diários será prático o uso de apenas um
tipo de eléctrodo sempre com as mesmas dimensões.
No que diz respeito ao tipo de material que forma a camada de contacto entre o eléctrodo e a pele, é
necessário que este apresente uma baixa impedância pele-eléctrodo e um comportamento estável no tempo
relativamente à impedância e às reacções químicas apresentadas pela pele. Assim, são utilizados diferentes
tipos de materiais que possuem estas características tais como: Ag / AgCl, AgCl, Ag, Au, etc. Contudo, o tipo
de material mais frequentemente utilizado é o Ag/AgCl pois fornece uma transição estável, um ruído
relativamente baixo e é um dos materiais mais disponíveis comercialmente.
No entanto os eléctrodos podem surgir associados a um gel, com o objectivo de reduzir a impedância da
pele. Apesar disso, encontram-se comercialmente disponíveis eléctrodos com gel incorporado e eléctrodos
sem gel incorporado. A utilização de eléctrodos sem gel incorporado causa incómodo e aumenta o tempo da
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 25
recolha experimental, uma vez que o gel é colocado manualmente. Por isso, se este método não for
correctamente realizado pode afectar a qualidade do sinal obtido.
Tendo em conta as considerações acima descritas, o projecto SENIAM recomenda o uso de eléctrodos com
gel incorporado de Ag/AgCl.
2.2.2.4 Electromiografia: Considerações práticas
a) Preparação da pele
Para se obter um bom contacto entre o local de colocação dos eléctrodos e a pele é importante efectuar uma
boa preparação da pele uma vez que permite: melhores gravações do sinal SEMG (em termos de
características de amplitude), menores artefactos (interferência eléctrica), menor risco de desequilíbrio entre
os eléctrodos (menor sinal de perturbação de modo comum) e menos ruído (Hermens and Freriks 2000).
A preparação adequada da pele é muito útil para melhorar o contacto pele-eléctrodo, existindo uma diversa
gama de técnicas de preparação da pele referidas na literatura entre as quais: fazer depilação, utilizar
produtos de limpeza com álcool e colocar um gel para posteriormente friccionar com lixa. Segundo o projecto
SENIAM, é recomendado para a preparação da pele: (a) depilar a área de colocação dos eléctrodos se
existirem pêlos; (b) limpar a pele com álcool para remover sujidade e deixar que este se evapore ,e só depois
colocar os eléctrodos;(c) lixar a pele para remover as células mortas.
b) Localização dos eléctrodos
Após a preparação da pele do indivíduo este deve ser colocado na posição inicial pretendida para a
actividade experimental, de forma a permitir a definição dos músculos e pontos anatómicos adequados para
determinar com clareza (através da palpação) a localização correcta dos eléctrodos. Genericamente, a
posição inicial contém uma descrição da postura em que se encontra o sujeito em estudo (sentado, deitado,
de bruços, etc ...), bem como a posição e a orientação do segmento corporal no qual o eléctrodo será
colocado (Hermens and Freriks 2000).
Depois de definida a posição inicial recomendada é possível determinar a localização da marcação dos
eléctrodos do sinal EMG. A localização dos sensores de EMG é de extrema relevância pois estes devem ser
colocados em zonas em que seja possível obter um sinal com boa qualidade e estável. No entanto, existem
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 26
factores que condicionam esta correcta obtenção do sinal, nomeadamente: a presença de pontos motores ou
tendões dos músculos e ainda a activação de outros músculos perto da zona do sensor de EMG (crosstalk).
O projecto SENIAM desenvolveu um conjunto de recomendações para a localização dos sensores em 30
músculos individuais, nomeadamente para os músculos da perna (Tabela 2.1). Entre estas recomendações a
localização dos sensores é descrita como um ponto numa linha traçada entre dois pontos anatómicos. A
determinação do local de colocação de eléctrodos é feita na zona correspondente à linha definida entre os
dois pontos anatómicos, de acordo com as recomendações SENIAM para cada um dos músculos individuais
que se pretende avaliar.
Para efectuarem estas recomendações para músculos individuais específicos foi necessário ter em conta
algumas considerações gerais, tais como:
- relativamente à localização longitudinal do sensor no músculo, recomenda-se a colocação do sensor no
meio da zona motora terminal distal e do tendão distal;
- quanto à localização transversal do sensor no músculo, recomenda-se a colocação do sensor na superfície
longe da fronteira com outras subdivisões ou músculos, para que a distância geométrica do músculo a essas
subdivisões e a outros músculos seja aumentada.
Músculos da perna recomendados
para colocação dos eléctrodos
Tibialis Anterior
Peroneus Longus
Peroneus Brevis
Soleus
Gastrocnemius medialis
Gastrocnemius lateralis
Tabela 2. 1- Músculos recomendados pelo projecto SENIAM para colocação dos eléctrodos
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Margarida Pereira 27
2.2.2.5 Processamento do sinal EMG
O processamento do sinal obtido por electromiografia pode ser feito no domínio temporal ou no domínio das
frequências.
No domínio temporal, pode ser feita uma avaliação do sinal qualitativa e quantitativamente. Segundo (Correia
and Mil-Homens 2004), a análise qualitativa do sinal baseia-se numa primeira avaliação da actividade
muscular e na determinação do padrão da actividade dos músculos envolvidos através da análise dos
períodos de actividade e silêncio. Esta metodologia torna-se útil na determinação da qualidade do sinal e na
detecção de artefactos. No que se refere ao domínio quantitativo, são avaliadas três tipos de variáveis:
-variáveis de amplitude, expressando o nível de actividade do sinal, existindo diferentes formas de quantificar
a sua intensidade (através da determinação do pico máximo de actividade, do valor absoluto médio, do valor
de integral (iEMG), ou da raiz quadrada média do sinal electromiográfico) (Correia and Mil-Homens 2004);
-variáveis de estrutura temporal, determinando-se os tempos de ocorrência dos fenómenos mais relevantes,
nomeadamente o inicio e final das activações, ou o momento correspondente ao pico máximo de
actividade(Correia and Mil-Homens 2004);
-variáveis de frequência, as quais se devem a um conjunto amplo de factores de grande diversidade,
nomeadamente a composição muscular, as propriedades dos eléctrodos e o local onde são colocados no
músculo. As características do potencial de acção das fibras musculares activas e os processos de
coordenação intramuscular influenciam a obtenção das variáveis de frequência (Correia and Mil-Homens
2004).
No momento de recolha do sinal EMG podem surgir um conjunto de interferências provenientes de diferentes
fontes, enumeradas em (Oliveira 2007), que depois de detectadas no sinal podem ser amplificadas, tais
como:
(a)Artefactos mecânicos: alterações de baixa frequência, da linha de base devido ao movimento dos
eléctrodos e dos cabos de ligação, sendo mais frequentes nos movimentos mais amplos e rápidos; (b) Sinais
de 50Hz: provêm de aparelhos eléctricos que se encontrem próximos do local de recolha;(c)
Electrocardiograma: quando os eléctrodos são colocados em músculos próximos do coração;(d) Crosstalk:
recolha de sinais de outros músculos que não se pretende avaliar.
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Margarida Pereira 28
2.3 Resumo
A postura ortostática do ser humano é garantida pela coordenação entre o sistema nervoso central, sistema
sensorial e o sistema músculo-esquelético. A integração destes sistemas assegura a orientação dos
segmentos corporais envolvidos no movimento.
No entanto, a postura do ser humano é influenciada por diversos factores fisiológicos, tais como a respiração,
os batimentos cardíacos e o retorno venoso. Estes factores criam oscilações constantes no equilíbrio do
corpo que se traduzem num deslocamento do centro de pressões e em alterações na actividade eléctrica.
Para avaliar estas oscilações de equilíbrio pode recorrer-se a um conjunto de instrumentos de medição tais
como a plataforma de forças e a electromiografia.
A estabilometria, através de plataformas de forças é considerada um método de análise do equilíbrio
postural, que tem como função quantificar as oscilações do corpo através da análise do deslocamento do
centro de pressões do indivíduo sobre uma plataforma de força fixa. No que diz respeito à electromiografia,
esta é considerada um método de estudo da função muscular que consiste no registo da actividade eléctrica
dos músculos, ou seja, regista as mudanças no potencial eléctrico que o músculo gera em cada contracção
provocada pelo impulso nervoso motor.
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 29
Capítulo III – Métodos e procedimentos
3.1 Introdução
3.2 Definição da amostra
3.3 Questões éticas
3.4 Instrumentos de medição
3.4.1.1 Estabilometria
3.4.1.2 Electromiografia
3.5 Procedimentos
3.5.1 Definição da tarefa
3.5.2 Protocolo experimental em situação estática
3.6 Resumo
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Capítulo III- Métodos e procedimentos
3.1 Introdução
No presente capítulo definem-se as metodologias e instrumentos necessário para a concretização da
actividade experimental. Numa primeira fase efectua-se a avaliação da amostra em estudo e colocam-se
considerações éticas.
De seguida referem-se os instrumentos de medição utilizados, neste caso plataforma de forças e
electromiografia, e os materiais necessários para o restante procedimento. Para realizar o protocolo
experimental a descrever foi necessário seleccionar o tipo de tarefa cognitiva a realizar, o tipo de músculos a
avaliar e ainda verificar algumas informações necessárias para a recolha com EMG. Posteriormente são
apresentados os procedimentos efectuados em diferentes condições de situação estática.
3.2 Definição da amostra
A amostra seleccionada foi constituída por 2 indivíduos do sexo feminino, com 21 anos de idade, com alturas
de 1,58 m e 1,66m (média = 1,62m ± 0.057m), com peso entre os 53 kg e os 55 kg ( média = 54kg ±1,41kg),
sem qualquer histórico de alguma anomalia cognitiva ou no controlo postural e com membro inferior direito
como dominante. Para efectuar uma selecção da amostra pretendida foram definidos como critérios de
exclusão: portadores de doença do foro neurológico; indivíduos que apresentem perturbações cognitivas;
portadores de doenças que afectam o desempenho motor, nomeadamente ao nível dos membros inferiores;
presença de alterações no equilíbrio postural.
3.3 Questões éticas
Todos os indivíduos envolvidos na actividade experimental foram informados acerca dos procedimentos a
efectuar bem como do objectivo a que esta se propõe. Desta forma todos os sujeitos envolvidos participaram
de forma voluntária e deram o seu consentimento informado relativamente ao estudo em causa.
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 31
3.4 Instrumentos de medição
A actividade experimental foi realizada no Laboratório do Centro de Estudos do Movimento e Actividade
Humana (CEMAH), na Escola Superior de Tecnologia e da Saúde do Porto.
Para avaliar o deslocamento do centro de forças, procedeu-se ao registo das forças segundo as
componentes x, y e z, recorrendo a uma plataforma de forças BERTEC Corporation, modelo FP4060-10
(6171 Huntley Rd., Suite J, Columbus, OH43229, USA). Esta plataforma encontrava-se ligada a um
amplificador BERTEC AM 6300 uma frequência de amostragem de 1000 Hz , ligado a um conversor
analógico/digital de 16 bits (marca Biopac (Biopac Systems, Inc. 42 Aero Camino Goleta, CA 93117).
A aquisição do sinal electromiográfico dos músculos tibial anterior e gastrocnémio medial foi monitorizada
pelo sistema bioPLUXresearch device (PLUX © 2011, Parkubis 6200-865 Covilhã, POR), com conectividade
wireless, via bluetooth numa gama de 100m. Este sistema é constituído por 8 canais analógicos com 12 bits
com uma frequência de amostragem de 1000 Hz. Para detectar a actividade muscular utilizaram-se
eléctrodos com configuração bipolar e com uma distância de entre se de 20 mm. De forma a detectar o valor
de impedância entre a pele e os eléctrodos recorreu-se a um impedómetro.
Os dados obtidos pela plataforma de forças e pela electromiografia foram processados recorrendo ao
software Acqknowledge ®(Biopac Systems, Inc. 42 Aero Camino Goleta, CA 93117), versão 3.9.0.17.
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 32
3.5 Procedimentos
3.5.1 Definição tarefa
Com base em diferentes autores citados em (Al-Yahyaa, Dawesa et al. 2011), as tarefas cognitivas podem
ser classificadas de acordo com a sua exigência e os processos mentais necessários para executá-las.
Assim, foram definidos cinco domínios gerais, apresentados de seguida:
1. Tarefas de tempo de reacção: referem-se a tarefas que envolvem a medição do tempo decorrido
entre o estímulo sensorial e uma resposta comportamental.
2. Tarefas de discriminação e tomada de decisão: referem-se a tarefas que exigem atenção selectiva
para estímulos específicos ou características e que exigem uma resposta adequada; têm sido
normalmente utilizados para examinar a atenção e a inibição da resposta.
3. Tarefas mentais: refere-se a tarefas que exigem a posse de informação na mente durante a
execução de um processo mental, têm sido normalmente utilizados para examinar a atenção
sustentada e velocidade de processamento da informação.
4. Tarefas de memorização: referem-se a tarefas que exigem que se apreendam informações na
mente, ficando depois disponíveis para processamento. As tarefas que exigem que detenham
informações só foram divididas em tarefas de memória, enquanto aquelas que exigem informação
mais manipulação pertencem à categoria de tarefas mentais.
5. Tarefas de fluência verbal: referem-se a tarefas que exigem a produção de palavras
espontaneamente e sob condições pré-especificadas de busca.
No entanto, segundo (Riley 2003) muitas das vezes surgem incongruências nos resultados obtidos na
realização destas tarefas. Este facto pode dever-se a alguns factores, tais como: as tarefas que requerem
resposta vocal por parte dos participantes produzem alterações na postura que não estão relacionadas com
a dificuldade da tarefa cognitiva, mas são induzidas pela respiração; a resposta premindo um botão perturba
a estabilidade postural ou induz ajustes na postura, o que contamina os resultados; e a fixação de um
estímulo visual induz reduções adaptativas do balanço postural para fixar um objecto, contudo, estas
alterações podem ser mal interpretadas como o efeito da tarefa cognitiva.
Tendo em conta as limitações acima referidas, como tarefa cognitiva para a actividade experimental em
estudo neste trabalho seleccionou-se uma tarefa de memorização. As actividades de memória podem ser
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 33
definidas como um sistema de armazenamento temporário e de manipulação de informação no cérebro.
Segundo autores citados em (Ramenzoni, Riley et al. 2007), as tarefas que envolvem tarefas de
memorização mais complexas interagem com o controlo postural, concluindo assim que o controlo postural é
sensível ao tipo de tarefa cognitiva a desempenhar.
Um outro estudo realizado por (Simoneau, Billot et al. 2008), avaliou a interferência de uma tarefa cognitiva
de memória desafiante em diferentes condições de controlo postural, e verificou que o desempenho de uma
tarefa secundária melhorou a performance da tarefa original, ou seja da tarefa postural. Ainda assim, como o
estudo foi feito em indivíduos jovens e idosos, concluíram que, para os mais jovens, a tarefa mais prioritária
foi a cognitiva, enquanto para os mais velhos foi a tarefa postural.
Após a realização das actividades em dupla tarefa, os resultados obtidos podem ser avaliados segundo os
três modelos referidos em (Lacour, Bernard-Demanze et al. 2008) : modelo competição em domínio
cruzado, modelo não linear de interacção em "U" e modelo de prioridade da tarefa.
No modelo de competição em domínio cruzado, a limitada capacidade de atenção e processamento leva a
uma divisão e, assim a uma competição pelos recursos de atenção entre as tarefas cognitivas e posturais,
Este modelo é apenas capaz de explicar porque é que o aumento da dificuldade da tarefa cognitiva, envolve
sistematicamente a degradação da performance postural.
O modelo não linear de interacção com forma de "U" sugere que o desempenho de uma tarefa cognitiva
fácil pode alterar o foco de atenção do controlo postural, e levar a um melhor controlo postural em relação
a uma base de tarefa simples, isto é a tarefa de controlo postural passa a ser secundária, podendo melhorar
a postura. No entanto, o aumento da dificuldade da tarefa cognitiva pode resultar numa degradação da
oscilação postural.
Por último, o modelo de prioridade da tarefa postula que os indivíduos dão prioridade ao controlo postural
durante a actividade cognitiva em condições específicas, como por exemplo, em condições de ameaça
postural. Este “princípio da primeira postura” foi particularmente observado em idosos(Shumway-Cook, M et
al. 1997) e em pacientes que apresentavam distúrbios no sistema vestibular.
3.5.2 Selecção dos músculos
Para garantir um bom desempenho de controlo postural são recrutados músculos específicos, que estão
envolvidos directamente na manutenção do equilíbrio, tais como o tibial anterior e o gastrocnémio medial
(Tabela 3.1). Estes músculos caracterizam-se por participarem directamente nos mecanismos de
preservação da postura em situações em que há pequenas perturbações do equilíbrio(Lima, Toledo et al.
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 34
2009) Por outro lado, o gastrocnémio medial sendo o músculo mais superficial do corpo, permite um registo
mais rigoroso da actividade muscular, uma vez que neste músculo existem menos interferências de músculos
vizinhos(Gray 1999).
Na Tabela 3.1 apresentam-se algumas características relativas a este tipo de músculos, bem como algumas
informações acerca das inserções dos músculos, que são úteis para a colocação dos eléctrodos.
Parâmetros Tibials Anterior Gastrocnemius Medialis
Designação
Músculo fuseiforme longo situado na
frente da perna, ao bordo anterior da
tíbia
Músculo mais superficial do corpo
Inserção
Origem
Tíbia
Fémur
Terminal Primeiro osso do Metatarso e
Cuneiforme Medial
Calcâneo, através do tendão do
calcâneo (de Aquiles)
Função
Flexão ,Adução e Inversão
Flexão plantar do pé
Flexão do joelho
Postura inicial de colocação Sentado
Deitado na posição ventral, com o
joelho estendido e o pé fora da
maca
Distância entre Eléctrodos 20 mm 20 mm
Orientação dos eléctrodos
Na direcção da linha entre a
extremidade superior do perónio e a
extremidade inferior da tíbia
Na direcção da perna
Tabela 3. 1- Informações relativas aos músculos tibial anterior e gastrocnémio medial (adaptado de (Hermens and Freriks 2000; Barela 2005; Oliveira 2007)
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Margarida Pereira 35
3.5.3 Electromiografia: Considerações práticas
Inicialmente começou-se por fazer a palpação dos músculos com interesse para avaliar durante a actividade
experimental, neste caso o tibial anterior e o gastrocnémio medial. Depois disso efectuou-se a preparação da
pele com recurso a álcool etílico e a uma lixa, como recomendado no projecto SENIAM. Para verificar a
impedância entre o eléctrodo e a pele utilizou-se um impedómetro e procurou-se atingir o valor mínimo de
2kΩ, uma vez que este se aproxima do valor ideal de impedância.
(a) Colocação de eléctrodos
Os eléctrodos utilizados adoptaram uma configuração bipolar( distância entre os eléctrodos de 20 mm) e
encontravam-se alinhados com a orientação das fibras musculares (efectuada segundo as informações
presentes na tabela 2.2). Para a recolha do sinal EMG é necessária a presença de um eléctrodo de
referência, que deve ser colocado numa zona neutra relativamente aos músculos em estudo. (Correia and
Mil-Homens 2004) Neste caso colocou-se o eléctrodo de referência na rótula.
3.5.4 Protocolo experimental em situação estática
3.5.4.1 Sem tarefa
No primeiro caso foi pedido aos indivíduos que permanecessem imóveis na plataforma de forças durante 60
segundos, a fixar um ponto numa parede branca, com os pés lado a lado (Figura 3.1). Este procedimento foi
repetido três vezes para cada pessoa em estudo. Os dados foram registados no Biopac de forma a avaliar o
deslocamento do centro de força.
Figura 3 1- Pés posicionados lado a lado na plataforma de forças
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 36
Depois disso, foi pedido aos participantes que permanecessem imóveis na plataforma de forças durante 60
segundos, a fixar um ponto numa parede branca, com os pés frente-a-frente (calcanhar do membro não
dominante a corresponde ao halux do membro dominante). Neste caso utilizou-se o software BIOPAC em
simultâneo com bioPLUXresearch device, para registar dados relativos a plataforma de forças e
electromiografia, respectivamente. Para avaliar a actividade dos músculos foram seleccionados os músculos
tibial anterior e o gastrocnémio medial.
3.5.4.2 Com tarefa
A tarefa seleccionada para avaliar a interferência da cognição com o controlo postural foi uma tarefa de
memorização. Esta consistiu na audição, com recurso a uns auscultadores (Figura 3.2), de uma notícia,
durante um período de aproximadamente 60 segundos.
Os procedimentos referidos anteriormente para a actividade sem tarefa foram repetidos mas agora com a
introdução da tarefa de memória. Foi realizada uma repetição desta experiência, uma com os pés
posicionados lado a lado e outra com os pés posicionados frente a frente. O registo dos sinais foi feito
recorrendo aos softwares referidos no procedimento anterior.
Figura 3 2- Situação estática com a adição da tarefa cognitiva
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 37
No final das duas repetições, foi pedido aos intervenientes para registarem num papel o máximo de
informação que conseguiram assimilar durante o curto período de tempo. Genericamente, a notícia abordava
as seguintes ideais chave:
(a) desconhecimento do tema pegada ecológica
(b) definição de pegada ecológica
(c) factores que influenciam a pegada ecológica
(d) valores da pegada ecológica no Mundo e em Portugal
(e) método para verificar os valores da pegada ecológica
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Margarida Pereira 38
3.6 Resumo
Para proceder à recolha dos dados é necessário definir quais os procedimentos a realizar, sendo para isso
necessário ter em conta as características da amostra e ainda as questões éticas inerentes ao estudo a
efectuar. Esta recolha é feita recorrendo a um conjunto de instrumentos específicos, com propriedades
únicas importantes para a aquisição dos sinais.
A definição dos protocolos experimentais exige numa primeira fase que se efectue a escolha da tarefa a
avaliar, neste caso uma tarefa de memorização, justificando-a devidamente. Para além da definição da tarefa
é ainda necessário seleccionar o tipo de músculos a avaliar, tendo em conta que se pretende analisar a
oscilação da postura. Desta forma avaliam-se os músculos tibial anterior e gastrocnémio medial.
Os protocolos experimentais em estudo avaliam a variação do controlo postural em situação estática com os
pés colocados lado a lado e frente a frente, adicionando posteriormente a tarefa de memorização.
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 39
Capítulo IV – Análise de dados e discussão
4.1 Introdução
4.2 Procedimento
4.2.1 Situação estática avaliada através da plataforma de forças
4.2.1.1 Método de análise dos dados
4.2.1.2 Resultados e discussão
4.2.2 Situação estática avaliada através da plataforma de forças e da electromiografia
4.2.2.1 Método de análise de dados
4.2.2.2 Resultados e discussão
4.2.3 Resumo
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Capítulo IV – Análise de dados e discussão
4.1 Introdução
No presente capítulo começa-se por definir o método utilizado para analisar os sinais obtidos em situação
estática, com ou sem tarefa e em diferentes condições de controlo postural. Para a situação estática com a
disposição dos pés lado a lado e frente a frente, fez-se o estudo recorrendo a dados relativos à plataforma de
forças e a electromiografia. Primeiramente, fez-se a avaliação do controlo postural, com os pés lado a lado, e
posteriormente, fez-se o estudo recorrendo a electromiografia e plataforma de forças.
De seguida, procede-se à apresentação dos resultados e à discussão dos mesmos.
4.2 Procedimentos
4.2.1 Situação estática avaliada através da plataforma de forças
4.2.1.1 Método de análise de dados
A avaliação dos resultados obtidos fez-se recorrendo ao software Acqknowledge, uma vez que este permite o
tratamento dos dados obtidos no Biopac e no software bioPLUXresearch device..
(a) Posição pés lado a lado com e sem tarefa
A recolha efectuada nesta posição foi repetida três vezes para cada indivíduo, durante um período de 60
segundos. Assim, como se consideraram dois sujeitos para a amostra, obtiveram-se seis registos dos dados
relativos à plataforma de forças. Através deste sistema de aquisição de dados, é fornecida informação
relativa às forças Fx, Fy e Fz, bem como dos momentos, Mx,My e Mz.
Pela análise dos resultados obtidos, utilizando as equações referidas no capítulo II, determina-se o
deslocamento do centro de força para a posição antero-posterior e médio-lateral. Como a plataforma de
forças se encontra numa superfície estável, o , que corresponde à distância da superfície até ao centro
geométrico, é considerado zero.
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Margarida Pereira 41
Através da opção Equation Generator do software Aqcknowledge, aplicaram-se as equações referidas
seguidamente, para determinar o deslocamento do centro de força, ao sinal representado na Figura 4.1.:
Onde variáveis representam: - momento em torno do eixo antero-posterior; - momento em torno do
eixo médio-lateral; - componente vertical da força de reacção do solo; - distância da superfície até o
centro geométrico da plataforma de força.
Depois de aplicadas obtêm-se os sinais apresentados de seguida (Figura 4.2), ou seja determinou-se o
deslocamento do centro de forças antero-posterior e médio-lateral.
Figura 4. 1-Sinal obtido através da plataforma de forças
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4.2.2.2 Resultados e Discussão
Com base na análise do sinal representado na Figura 4.2, avaliaram-se parâmetros importantes para
compreender as variações do centro de pressão. Assim, seleccionaram-se as variáveis:
(a) desvio-padrão, que analisa o grau de variabilidade do centro de força em cada uma das direcções;
(b) distância pico a pico, representa a diferença entre o valor mínimo e máximo;
(c) área, que avalia a área de deslocamento do centro de pressão.
Como nos primeiros e últimos segundos podem existir oscilações posturais, definiu-se como intervalo válido
de avaliação de dados entre os 10s e os 50s.
O processo descrito anteriormente foi repetido para todos os sinais obtidos a partir da plataforma de forças.
Figura 4. 2- Sinal relativo ao centro de pressões antero-posterior e médio-lateral
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(a) Posição pés lado a lado sem tarefa cognitiva
De seguida apresentam-se os dados registados para cada indivíduo (Tabela 4.1) em situação estática, com
os pés posicionados lado a lado sem tarefa.
Individuo 1
Recolhas Variáveis CP a-p CP m-l
1
Desvio-padrão 0,00280144 0,00212232
Área 0,09284501 0,13793633
Distância P-P 0,01658906 0,01400798
2
Desvio-padrão 0,00142711 0,00264336
Área 0,06716432 0,08068314
Distância P-P 0,00886522 0,01156075
3
Desvio-padrão 0,00376110 0,00635609
Área 0,14922558 0,13301397
Distância P-P 0,01599262 0,02467618
Tabela 4. 1- Variáveis avaliadas na plataforma de forças para o individuo 1
Individuo 2
Recolhas Variáveis CP a-p CP m-l
1
Desvio-padrão 0,00130941 0,00166854
Área (m2) 0,03830405 0,05353152
Distância Pico a Pico (m) 0,00694136 0,01090568
2
Desvio-padrão 0,00113549 0,00292569
Área(m2) 0,02488676 0,08014068
Distância Pico a Pico 0,00663706 0,01495217
3
Desvio-padrão 0,00138185 0,00232143
Área (m2) 0,04785551 0,12652089
Distância Pico a Pico (m) 0,00631147 0,01149361
Tabela 4. 2-Tabela 4. 3- Variáveis avaliadas na plataforma de forças para o individuo 2
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Na tabela 4.4 são analisados os valores médios de cada indivíduo de forma a caracterizar o seu
comportamento na realização deste procedimento. Pela análise desta tabela, é possível concluir que há uma
maior variação dos valores do deslocamento do centro de pressão médio-lateral em ambos os indivíduos,
uma vez que apresentam valores superiores de desvio-padrão e distância pico a pico. Os valores da área de
variação do deslocamento do centro de pressão são superiores nas situações em que o desvio-padrão e a
distância pico a pico são também superiores.
Pés posicionados lado a lado- sem tarefa (valores médios)
Indivíduos Variáveis CP a-p CP m-l
1 Desvio padrão 0,002663217 0,003707257
Área (m2) 0,103078303 0,117211147
Distância Pico a Pico (m) 0,013815633 0,016748303
2 Desvio padrão 0,001275583 0,00230522
Área (m2) 0,03701544 0,08673103
Distância Pico a Pico (m) 0,006629963 0,012450487
Tabela 4. 4- Valores médios na posição lado a lado sem tarefa
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(b) Posição pés lado a lado com tarefa cognitiva
No entanto, na situação experimental com a adição da tarefa cognitiva, esta foi apenas efectuada uma vez
em posição estática com os pés lado a lado. Tal facto verificou-se, uma vez que quantas mais vezes a tarefa
fosse desempenhada, mais difícil seria retirar conclusões, pois os indivíduos memorizavam a informação
para as restantes recolhas, o que condicionaria os resultados.
Pés posicionados lado a lado - com tarefa
Indivíduos Variáveis CP a-p CP m-l
1
Desvio-padrão 0,00153911 0,00141835
Área (m2) 0,05024282 0,06179387
Distância Pico-
Pico(m) 0,00768444 0,00819766
2
Desvio-padrão 0,00099843 0,00265690
Área(m2) 0,03648326 0,08570113
Distância Pico-
Pico(m) 0,00571070 0,01406606
Tabela 4. 5- Valores obtidos para os indivíduos 1 e 2 com os pés posicionados lado a lado
Pela observação dos dados obtidos verifica-se que há uma variação entre os valores de deslocamento do
centro de força dos indivíduos 1 e 2. No entanto, como se efectuaram poucas repetições torna-se
inconsistente retirar conclusões apenas dos valores apresentados na tabela 4.5.
Desta forma, apesar desta limitação, é ainda possível relacionar estes valores com os valores médios obtidos
em situação estática com os pés posicionados lado a lado sem tarefa. Esta comparação pode ser
estabelecida a partir dos valores apresentados na tabela 4.6, em que são comparados os valores obtidos
para a situação com e sem tarefa.
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A tabela 4.6 inclui os dados relativos à realização do procedimento com os pés posicionados lado a lado
com e sem tarefa cognitiva, de forma a ser possível retirar conclusões. Pela observação da tabela, verifica-se
que há uma menor variação do deslocamento do centro de forças, em ambas as direcções, quando à tarefa
postural se adicionou a tarefa cognitiva, nos dois indivíduos.
Com tarefa Sem tarefa (Valores médios)
Indivíduos
Variáveis CP a-p CP m-l Variáveis CP a-p CP m-l
1 Desvio-padrão 0,00153911 0,00141835 Desvio-padrão 0,002663217 0,003707257
Área (m2)
0,05024282 0,06179387 Área (m2) 0,103078303 0,117211147
Distância Pico
a Pico (m)
0,00768444 0,00819766 Distância Pico
a Pico (m)
0,013815633 0,016748303
2 Desvio-padrão 0,00099843 0,00265690 Desvio-padrão 0,001275583 0,00230522
Área (m2) 0,03648326 0,08570113 Área (m2) 0,03701544 0,08673103
Distância Pico
a Pico (m)
0,00571070 0,01406606 Distância Pico
a Pico (m)
0,006629963 0,012450487
Tabela 4. 6- Relação entre os valores obtidos com e sem a realização da tarefa cognitiva na posição de pés lado a lado
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4.2.2 Situação estática avaliada através da plataforma de forças e electromiografia
A análise da electromiografia em simultâneo com a plataforma de forças permite relacionar a actividade
muscular com o deslocamento do centro de forças na posição médio-lateral e antero-posterior.
Neste tipo de procedimento, procedeu-se à recolha de dados relativos à plataforma de forças em
sincronização com a electromiografia, em diferentes condições posturais. Numa primeira fase avaliou-se a
situação estática com os pés posicionados lado a lado e, de seguida, avaliou-se com os pés posicionados
frente a frente.
4.2.2.1 Método de análise de dados
A avaliação dos resultados obtidos pela plataforma de forças e electromiografia foram posteriormente
processados recorrendo ao software Acqknowledge. De seguida, apresentam-se os passos efectuados para
sincronizar os sinais obtidos a partir dos dois instrumentos, e remover o ruído do sinal de electromiografia.
Estes passos são de extrema relevância para garantir uma boa análise dos dados registados.
Inicialmente foi feita a representação dos sinais EMG com os sinais de plataforma de forças numa única
janela, para posteriormente se efectuar a sincronização dos sinais. Os triggers assinalam o momento em que
os dois sinais começaram a ser gravados em simultâneo e, por isso é necessário eliminar a parte do sinal
que antecede este momento. Depois disso os sinais encontram-se sincronizados.
Figura 4. 3- Sincronização dos sinais de plataforma de forças e de EMG
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A aquisição dos sinais de electromiografia necessita de um pré-processamento antes da sua avaliação, uma
vez que este tipo de sinais é bastante afectado por interferências electromagnéticas, como é o caso de
electrodomésticos, sinais da rede, etc. Desta forma, é necessário utilizar um filtro passa banda entre os 50Hz
e os 450Hz, para eliminar os artefactos referidos anteriormente.
Depois de aplicado o filtro é necessário amplificar os sinais da actividade muscular e para isso, procede-se à
integração do sinal EMG, através da root mean square. Esta técnica permite representar o nível de actividade
muscular ao quadrado. A partir do sinal EMG integrado (Figura 4.4) é possível obter directamente o grau de
actividade dos músculos.
No que diz respeito às variáveis de interesse à avaliar, considera-se interessante avaliar o valor médio do
sinal EMG, uma vez que esse valor indica o grau de actividade efectuado pelos músculos.
Os sinais obtidos através dos sinais de electromiografia e da plataforma de forças (Figura 4.5) podem
relacionar-se, no entanto para isso é necessário determinar os valores de deslocamento do centro de forças
na posição antero-posterior e médio-lateral (CPa-p e CPm-l), como já foi feito no procedimento anterior. As
variáveis a avaliar neste procedimento correspondem ao desvio-padrão, área e distância pico a pico.
Figura 4. 4- Sinal EMG integrado
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Figura 4. 5- Representação dos sinais de EMG e dos sinais obtidas pela plataforma de forças
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4.2.2.2 Resultados e discussão
De seguida apresentam-se os resultados obtidos para avaliar a relação entre o deslocamento do centro de
pressão e da actividade electromiográfica, em diferentes situações de controlo postural, com e sem a adição
de uma tarefa cognitiva. Como efectuado para todos os procedimentos anteriores, considera-se apenas o
intervalo compreendido entre os 10 e os 50 segundos.
(a) Posição pés lado a lado sem tarefa cognitiva
Tabela 4. 7- Valores obtidos através da plataforma de forças e da electromiografia para os pés colocados lado a lado sem tarefa cognitiva
Pela análise dos valores da Tabela 4.7 verifica-se que a actividade muscular registada corresponde a valores
demasiado baixos. Apenas se apresentam os resultados relativos a um indivíduo, pois os valores obtidos
para o indivíduo dois apresentavam uma actividade muscular praticamente nula.
Tendo em conta que a actividade registada apresentou valores de electromiografia pouco significativos,
decidiu-se não avaliar esta condição com a tarefa cognitiva, uma vez que os dados obtidos seriam pouco
fiáveis.
Individuo 1
Recolhas Variáveis CP a-p CP m-l Variáveis EMG Média
1
Desvio-padrão 0,00136320 0,00139992
Tibial Anetrior 0,01042106
Área (m2) 0,02897025 0,06760355 Gastrocnémio
Medial 0,018366782 Distância Pico a Pico
(m) 0,00698089 0,00711422
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(a) Posição pés frente a frente sem tarefa
De seguida apresentam-se os resultados relativos ao desempenho de uma tarefa de controlo postural mais
desafiante, que consistia em colocar os pés frente a frente na plataforma de forças.
Pés colocados frente a frente sem tarefa cognitiva
Individuo CP a-p CP m-l
1 Desvio-padrão 0,00358282 Desvio-padrão 0,00657956
Área (m2) 0,13916947 Área (m2) 0,06163573
Distância Pico a Pico (m)
0,02145599 Distância Pico a Pico (m)
0,02922982
2 Desvio-padrão 0,00414773 Desvio-padrão 0,00477201
Área (m2) 0,13711262 Área (m2) 0,27674571
Distância Pico a Pico (m)
0,02424065 Distância Pico a Pico (m)
0,02997764
Tabela 4. 8- Valores obtidos através da plataforma de forças para os pés colocados frente a frente sem tarefa cognitiva
Pela análise dos dados obtidos quando se alterou a postura corporal, verifica-se que há um aumento do
deslocamento na posição médio-lateral em ambos os indivíduos, ou seja existe uma maior oscilação corporal
nessa posição. O indivíduo 1 apresenta um maior deslocamento do centro de pressão médio-lateral
relativamente ao indivíduo 2.
Relativamente aos resultados anteriores obtidos para a situação estática com os pés lado a lado, com e sem
tarefa cognitiva, denota-se um aumento dos valores relativos ao desvio-padrão dos deslocamentos nas
posições médio-lateral e antero-posterior.
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Pés colocados frente a frente sem tarefa cognitiva
Individuo Variáveis EMG- Actividade muscular
1 Média
Tibial Anterior
0,01711684
Gastrocnémio Medial
0,02534574
2 Média
Tibial Anterior
0,00167234
Gastrocnémio Medial
0,05315516
Tabela 4. 9- Valores obtidos através de electromiografia para os pés colocados frente a frente sem tarefa cognitiva
Pela análise dos valores acima representados (Tabela 4.9) observa-se que existe uma maior actividade
muscular do gastrocnémio medial em ambos os indivíduos, sendo que o indivíduo 2 regista valores
superiores neste músculo.
Através da análise das tabelas 4.8 e 4.9, relativas aos valores de deslocamento do centro de pressão e
electromiografia, observa-se que os individuos 1 e 2 registam um maior deslocamento do centro de pressões
médio-lateral e apresentam uma maior actividade muscular no gastrocnémio medial.
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(b) Posição pés frente a frente com tarefa
Pés colocados frente a frente com tarefa cognitiva
Individuo CP a-p CP m-l
1
Desvio-padrão 0,00501894 Desvio-padrão 0,00691304
Área (m2) 0,17693083 Área (m2) 0,10983222
Distância Pico a Pico (m)
0,02834736 Distância Pico a
Pico (m) 0,03317387
2
Desvio-padrão 0,00604874 Desvio-padrão 0,00537743
Área (m2) 0,21371496 Área (m2) 0,16349911
Distância Pico a Pico (m)
0,03938346 Distância Pico a
Pico (m) 0,03022363
Tabela 4. 10- Valores obtidos através da plataforma de forças para os pés colocados frente a frente com tarefa cognitiva
Através da análise da Tabela 4.10, é possível verificar que há um aumento da oscilação corporal em ambos
os indivíduos, uma vez que a variação dos valores do deslocamento do centro de forças é superior aos
resultados obtidos na mesma condição mas sem a realização da tarefa de cognição.
Nesta condição, verifica-se que o individuo 1 apresenta uma maior variação do deslocamento do centro de
pressão na posição médio-lateral e, o individuo 2 regista uma maior variação do centro de pressão na
posição antero-posterior.
Pés colocados frente a frente com tarefa cognitiva
Individuo Variáveis EMG- Actividade muscular
1 Média
Tibial Anterior 0,02326143
Gastrocnémio Medial
0,04286431
2 Média
Tibial Anterior
0,02449136
Gastrocnémio Medial
0,04595675
Tabela 4. 11- Valores obtidos através de electromiografia para os pés colocados frente a frente com tarefa cognitiva
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A partir dos valores obtidos para a actividade muscular nos dois músculos em estudo (Tabela 4.11),
observou-se que existe uma maior actividade para o músculo gastrocnémio medial em relação ao tibial
anterior, em ambos os indivíduos. Comparando com os valores electromiográficos obtidos na mesma
condição mas sem a adição da tarefa cognitiva, regista-se um aumento dos valores da actividade muscular
no tibial anterior e um recrutamento muscular semelhante do gastrocnémio medial, em ambos os indivíduos.
Tendo em conta os dados relativos ao deslocamento do centro de pressão e electromiografia, nesta
condição, verifica-se que o individuo 1 apresenta uma maior variação do deslocamento do centro de pressão
na posição médio-lateral e uma maior actividade do músculo gastrocnémio medial. Já o indivíduo 2 regista
uma maior variação do centro de pressão na posição antero-posterior e uma maior actividade do músculo
gastrocnémio medial.
4.2.3 Avaliação do desempenho da tarefa de memorização
A tarefa de memorização consistia numa notícia, de aproximadamente um minuto. Esta notícia abordava as
seguintes ideais chave:
(a) desconhecimento do tema pegada ecológica
(b) definição de pegada ecológica
(c) factores que influenciam a pegada ecológica
(d) valores no Mundo e Portugal
(e) método para calcular os valores da pegada ecológica.
Para verificar o desempenho desta tarefa, foi pedido aos indivíduos em estudo que no final da realização das
actividades experimentais com os pés posicionados lado a lado e frente a frente em situação estática,
registassem num papel o máximo de informação que conseguiram assimilar. Desta forma, os indivíduos
tiveram a oportunidade de ouvir a notícia duas vezes, mas em condições posturais distintas, inicialmente com
os pés posicionados lado a lado e logo de seguida com os pés posicionados frente a frente.
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Avaliação do desempenho da tarefa de memória
Individuo Ideias chave
1
Definição de pegada ecológica
Factores que influenciam a pegada ecológica
Valores no mundo e em Portugal
Método para calcular os valores da pegada ecológica.
2
Definição de pegada ecológica
Valores no mundo e em Portugal
Método para calcular os valores da pegada ecológica.
Tabela 4. 12- Avaliação qualitativa do desempenho da tarefa cognitiva do individuo 1 e 2
Na Tabela 4.12 encontram-se os resultados qualitativos obtidos relativamente ao desempenho da tarefa
cognitiva, verificando-se que o indivíduo 1 abordou quatro parâmetros chave da notícia e o indivíduo 2 focou
três parâmetros da notícia. De maneira a quantificar os resultados obtidos, determinou-se a percentagem
correspondente à eficácia do desempenho de cada indivíduo, considerando-se como 100% a abordagem de
todos os parâmetros abordados na notícia. Considera-se ainda, que os indivíduos cumprem o objectivo de
memorização proposto se apresentarem resultados superiores a 50%.
Avaliação do desempenho da tarefa de memorização em percentagem
Individuo Nª de ideias chave Valores em
percentagem (%)
1 4 80%
2 3
60%
Tabela 4. 13- Desempenho da tarefa de memorização
O desempenho da tarefa de memorização em percentagem foi de 80% para o indivíduo 1 e de 60% para o
indivíduo 2. Através da análise dos resultados é notório que todos os indivíduos conseguiram memorizar o
número mínimo de parâmetros que garantem um bom desempenho da notícia. No entanto, não foram
quantificados separadamente os efeitos da tarefa em condições posturais distintas, o que não permite retirar
conclusões consistentes.
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4.2.3 Resumo
Através dos resultados obtidos com os procedimentos experimentais adoptados, verifica-se que na posição
estática com os pés posicionados lado a lado sem a realização da tarefa cognitiva, há variações na postura e
no equilíbrio. Pela análise dos dados regista-se uma menor oscilação postural quando foi adicionada à tarefa
postural a tarefa de memória.
Quando se alterou a tarefa postural, adoptando-se uma tarefa postural mais desafiante com os pés
posicionados frente a frente, conclui-se que há um aumento da oscilação postural relativamente à condição
experimental anterior. No entanto, quando se adiciona uma tarefa cognitiva, é notório um aumento da
actividade eléctrica dos músculos assim como do deslocamento do centro de pressão relativamente à
mesma condição sem tarefa.
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Capítulo V – Considerações finais e perspectivas futuras
5.1 Considerações finais
5.2 Perspectivas futuras
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Capítulo V – Considerações finais e perspectivas futuras
5.1 Considerações finais
Apesar do tamanho das amostras envolvidas ter sido reduzido, bem como o número de repetições, os
resultados obtidos através da actividade experimental revelam a existência de interferência entre a tarefa
cognitiva e o controlo postural, em diferentes condições de equilíbrio.
No caso da posição estática com os pés lado a lado, através da análise da plataforma de forças, verifica-
se que existem variações na oscilação corporal com a introdução de uma tarefa cognitiva, ou seja, verifica-se
que há interferência entre as tarefas de postura e cognição. Os valores obtidos de variação do deslocamento
do centro de pressões diminuem quando é adicionada a tarefa de memória em ambos os indivíduos. Desta
forma, é possível concluir que com a introdução de uma tarefa secundária, a oscilação postural é menor, ou
seja, o aumento da concentração na tarefa cognitiva levou a uma melhoria da postura nos indivíduos
analisados. Este fenómeno pode ser explicado pelo modelo não linear de interacção com forma de „U‟, que
sugere que o desempenho de uma tarefa cognitiva pode alterar o foco de atenção do controlo postural,
podendo levar a uma melhoria da postura relativamente a uma base de tarefa simples. Relativamente ao
estudo de electromiografia, verificou-se que os resultados obtidos apresentavam valores de actividade
muscular demasiado baixa. Este facto pode relacionar-se com a idade dos indivíduos em estudo, já que
sujeitos mais jovens apresentam um sistema muscular muito eficiente no controlo postural, não sendo
necessário despender muita actividade para manter o equilíbrio. Outra possível influência poderá ter sido o
valor de impedância registada entre os eléctrodos e a pele. Apesar de não ter sido muito elevada pode
também ter influenciado a recolha dos sinais, assim como uma colocação dos eléctrodos ligeiramente fora da
zona do músculo a avaliar, o que pode ter originado a detecção de sinais de mais do que um músculo
(fenómeno de crosstalk). Por outro lado, o sistema usado para recolher os sinais, software bioplux, não se
encontrava nas condições ideais, apresentando alguma dificuldade em detectar sinais de pouca intensidade.
No que diz respeito à posição estática com os pés posicionados frente a frente, conclui-se que há um
aumento na variação dos deslocamentos de força antero-posterior e médio-lateral, relativamente aos valores
registados na posição estática com os pés lado a lado. Pela análise dos valores de actividade muscular
registados, verificou-se que ambos os indivíduos apresentavam maior actividade muscular no gastrocnémio
medial, o que seria de esperar uma vez que a postura adoptada exigia um maior recrutamento deste
músculo. Quando se adiciona a tarefa cognitiva nesta situação, regista-se um aumento tanto da actividade
eléctrica dos músculos como do deslocamento do centro de pressões, relativamente à mesma posição sem
tarefa. No que diz respeito à actividade muscular efectuada pelos indivíduos neste procedimento, tal como
verificado anteriormente, há também um maior recrutamento do músculo gastrocnémio medial.
Estudo sobre a relação entre os sistemas cognitivo e motor no homem MEB-Trabalhos práticos
Margarida Pereira 59
Relacionando a oscilação verificada na plataforma de forças com a actividade mioeléctrica, denota-se uma
maior oscilação do centro de pressão na direcção médio-lateral e uma maior actividade do músculo
gastrocnémio medial, na situação sem tarefa. No entanto, quando é adicionada a tarefa de memória verifica-
se que o individuo 1 apresenta uma maior variação do deslocamento do centro de pressão na posição médio-
lateral e, o individuo 2 regista uma maior variação do centro de pressão na posição antero-posterior, apesar
de ambos registarem uma actividade muscular elevada no gastrocnémio medial. Desta forma, não é possível
retirar uma conclusão consistente quanto à relação entre estas duas variáveis em simultâneo uma vez que o
número de amostras em estudo é reduzido.
Assim, é possível concluir que a adição de uma tarefa secundária numa situação de postura normal
provocava alterações na postura. Contudo, quando se alterou a posição dos pés e consequentemente se
dificultou a posição postural, essas variações foram superiores relativamente a todos os restantes resultados.
Este facto deve-se à adição da tarefa de memória conjugada com uma tarefa postural desafiante, que exigiu
uma maior concentração do indivíduo para realizar as duas tarefas em simultâneo, verificando-se que a
tarefa de memória diminui o desempenho postural.
A tarefa de memorização foi cumprida com sucesso por parte dos sujeitos envolvidos, com o indivíduo 1 a
cumprir 80% das ideias chave pretendidas e o indivíduo 2 a cumprir 60%. No entanto não foi possível avaliar
se alterando a postura a tarefa de memória melhora ou deteriora-se, uma vez que esta tarefa foi adicionada a
duas condições posturais distintas.
Em suma, tendo em conta os resultados obtidos foi possível verificar a interferência entre a tarefa de
memória e as tarefas posturais. Em situação estática normal verificou-se uma melhoria da postura com a
adição de uma tarefa de memória. Quando se adoptou uma tarefa postural mais complexa em simultâneo
com uma tarefa cognitiva, ocorreram alterações significativas nos indivíduos em estudo, o que sugere uma
forte interferência entre os sistemas cognitivo e postural.
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5.2 Perspectivas futuras
Como perspectivas futuras, seria uma mais valia aumentar o número da amostra a avaliar, de forma a ser
possível a obtenção de dados mais abrangentes, que permitiriam retirar conclusões mais consistentes.
Ainda assim, inicialmente seria necessário realizar um conjunto de testes controlo de forma a verificar o
comportamento da actividade muscular e do centro de pressões em diferentes condições da actividade
experimental. Estes testes podem também ser úteis para avaliar a performance dos softwares utilizados, de
forma a garantir o seu correcto funcionamento.
Futuramente pretende-se avaliar a actividade muscular para todos os procedimentos em estudo, uma vez
que tal não foi conseguido no presente relatório, e por isso, podem ser ocultadas conclusões importantes.
Outro dos objectivos a cumprir seria a avaliação do desempenho das tarefas cognitivas em diferentes
condições posturais. No presente trabalho foi notório que a tarefa de memória provocou alterações na
postura, no entanto não foi possível avaliar o seu desempenho nas diferentes condições de postura.
A utilização de outro tipo de tarefas cognitivas pode também ser importante para estabelecer comparações
entre estas, e avaliar de que forma é que as tarefas afectam o controlo postural.
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