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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.47.2013.tde-09012014-093730
Documento
Autor
Nome completo
Diana Rezende de Toledo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Kohn, Andre Fabio (Presidente)
Braga, Nadia Iandoli de Oliveira
Freitas, Sandra Maria Sbeghen Ferreira de
Magalhães, Fernando Henrique
Manzano, Gilberto Mastrocola
Título em português
Correlatos eletrofisiológicos da percepção cinestésica em idosos e efeitos da estimulação elétrica subliminar no desempenho sensório-motor
Palavras-chave em português
Eletrencefalografia
Envelhecimento
Estimulação elétrica
Postura
Propriocepção
Resumo em português
A literatura tem mostrado que as deteriorações proprioceptivas relacionadas ao envelhecimento podem ter consequências funcionais graves na realização de tarefas sensório-motoras como postura e marcha. A avaliação do limiar de percepção cinestésica é uma forma de avaliação da acuidade proprioceptiva e representa uma tarefa sensório-motora, com envolvimento de receptores e vias periféricas bem como de níveis superiores do sistema nervoso central. O presente estudo teve como objetivo avançar no método de quantificação proprioceptiva do tornozelo em jovens e idosos e foi dividida em dois capítulos. O primeiro capítulo investigou aspectos eletrofisiológicos corticais associados à percepção cinestésica do tornozelo. O protocolo experimental consistiu de aquisição de sinais eletrencefalográficos durante a avaliação do tempo de resposta à percepção de movimento passivo de tornozelo em velocidades baixa (0,5º/s) e alta (22º/s). Foram realizadas análises de potencial relacionado a evento (ERP do inglês Event-Related Potential) e de dessincronização e sincronização relacionados a evento (ERD/ERS do inglês Event-Related Desynchronization/Synchronization) na faixa beta (14 a 37 Hz). Os resultados mostraram atrasos nos tempos de resposta à percepção cinestésica dos idosos correlacionados aos atrasos de ativação cortical. O componente inicial do ERP (N1) foi menor e mais tardio em idosos e pode indicar uma chegada de influxo aferente proprioceptivo atrasada e de menor magnitude ao córtex. Os idosos também apresentaram maior ativação cerebral (maior ERD), o que pode representar um maior esforço cognitivo para processar as informações proprioceptivas. Além disso, após finalizada a tarefa sensório-motora na condição de velocidade alta de movimentação passiva, a inibição cortical (ERS) esteve atenuada em idosos em comparação aos jovens. Na condição de velocidade baixa, ERS foi observada em idosos, mas não em jovens, o que indica diferenças em níveis corticais entre os grupos etários na preparação para o movimento seguinte. O segundo capítulo deste trabalho foi motivado por estudos que mostraram que níveis ótimos de ruído elétrico podem melhorar a detecção e transmissão de sinais neurais, melhorando o desempenho de tarefas sensório-motoras. O presente estudo investigou se a aplicação de estímulo elétrico (EE) na região posterior das pernas melhora a percepção cinestésica e o controle postural de jovens e idosos. O limiar cinestésico foi avaliado pelo tempo de resposta à percepção de movimento passivo de tornozelo na velocidade de 0,5º/s. O controle postural foi avaliado durante a manutenção da postura ereta em três condições: olhos fechados, olhos abertos com movimentação periódica ou não-periódica do cenário visual (paradigma da sala móvel). Os resultados indicaram que a aplicação de EE na perna levou a uma redução do tempo de resposta à percepção cinestésica em adultos jovens e idosos. A amplitude de oscilação corporal também foi reduzida em ambos os grupos etários com a aplicação de EE, porém somente na condição de movimentação não-periódica da sala móvel. A partir destes resultados, conclui-se que a aplicação de EE promove melhoras no desempenho sensório-motor, que estão possivelmente relacionadas com uma melhor sinalização de receptores periféricos. Estes achados podem ter implicações clínicas importantes para indivíduos idosos, cujas alterações proprioceptivas e posturais os tornam mais suscetíveis a quedas
Palavras-chave em inglês
Aging
Electrical stimulation
Electroencephalography
Posture
Proprioception
Resumo em inglês
The literature has shown that age-related proprioceptive impairments may have serious functional consequences in performing sensorimotor tasks such as posture and gait. The evaluation of threshold for kinesthetic perception is a way to assess the proprioceptive accuracy and represents a sensorimotor task involving receptors and peripheral pathways as well as processing in upper levels of the central nervous system. The present study aimed to advance the method for quantifying ankle joint proprioception in older and young adults, and was divided into two chapters. The first chapter investigated the cortical electrophysiological aspects of evaluation of the threshold for ankle kinesthetic perception. The experimental protocol consisted of acquisition of electroencephalographic signals during the evaluation of the response time to the perception of passive ankle movement at low (0.5 °/s) and high (22°/s) velocities. Event-related potentials (ERP) and event-related desynchronization and synchronization (ERD/ERS) in the beta band (14-37 Hz) were analyzed. The results showed delayed response times to the kinesthetic perception in older adults with correlated delay in cortical activation. The initial ERP component (N1) had lower amplitude and was delayed in the older group and may indicate delayed and deficient arrival of afferent inputs to the cortex. Older adults also showed larger cerebral activation (larger ERD), which may represent higher cognitive efforts to process the proprioceptive information. In addition, after completing the sensorimotor task in the high velocity condition of passive foot movement, cortical inhibition (ERS) was attenuated in older adults when compared to young adults. In the low velocity condition, ERS was observed in older but not in young adults, which indicates differences at cortical levels between age groups during the preparation for the next movement. The second chapter of this study was motivated by results from studies that have shown that optimal levels of electrical noise can enhance the detection and transmission of neural signals, thereby improving the performance of sensorimotor tasks. The present study investigated whether the application of electrical stimulation (ES) in the posterior region of the legs improves kinesthetic perception and postural control in young and elderly. The kinesthetic threshold was assessed by the response time to the perception of passive ankle movement at 0.5º/s. Postural control was assessed during the upright stance in three conditions: eyes closed and with periodic and non-periodic movement of the visual scenario by means of a moving room paradigm. The results indicated ES applied over the legs led to a reduction in the response time to kinesthetic perception in young and older adults. The body sway amplitude was also reduced in both age groups with application of ES, but only in the condition with non-periodic room movement. From these results, it is concluded that the application of ES promotes improvements in sensorimotor performance and it is possibly related to improvements of receptor signaling. These findings may have important clinical implications for older adults, whose proprioceptive and postural changes make them more susceptible to falls
 
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toledo_corrigida.pdf (2.48 Mbytes)
Data de Publicação
2014-01-16
 
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  • Magalhães, Fernando Henrique, DE TOLEDO, DIANA REZENDE, and Kohn, André Fabio. Plantar flexion force induced by amplitude-modulated tendon vibration and associated soleus V/F-waves as an evidence of a centrally-mediated mechanism contributing to extra torque generation in humans [doi:10.1186/1743-0003-10-32]. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation [online], 2013, vol. 10, p. 32.
  • Magalhães, F.H., TOLEDO, D. R., e KOHN, A. F. Força de flexão plantar associada à excitabilidade motoneuronal induzida por vibração do tendão de Aquiles. In XIV Congresso Brasileiro de Biomecânica, Ribeirão Preto, 2011. Anais do XIV Congresso Brasileiro de Biomecânica.São Paulo : SBB, 2011. Resumo.
  • TOLEDO, D. R., BARELA, J. A., and KOHN, A. F. Beta electroencephalographic changes during threshold of perception of ankle passive motion assessment. In Meeting of the Society for Neuroscience, New Orleans, 2012. CD Annals.Washington : Society for Neuroscience, 2012. Abstract.
  • TOLEDO, D. R., BARELA, J. A., e KOHN, A. F. Envolvimento subcortical no atraso de resposta à percepção cinestésica em idosos. In V Congresso Brasileiro de Comportamento Motor, Londrina, 2010. Brazilian Journal of Motor Behavior, Supl..São Paulo : SBCM, 2010. Resumo.
  • TOLEDO, D. R., BARELA, J. A., e KOHN, A. F. Utilização de EEG para análises de ativação cortical durante teste de limiar de percepção de movimento passivo. In Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica, Porto de Galinhas, 2012. Anais do XXIII CBEB., 2012. Resumo.
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