Treinamento cognitivo motor: uso de tarefas duais, realidade virtual e aumentada

José López Sánchez, coordenador de terapias no CEN, apresenta neste artigo o treinamento cognitivo-motor baseado em tarefas duais, realidade virtual e aumentada.

(O presente documento “Treinamento cognitivo-motor: uso de tarefas duais, realidade virtual e aumentada” baseia-se em uma tradução livre do documento intitulado “Treinamento de marcha e equilíbrio baseado em realidade virtual e aumentada” (1) com contribuições do autor José López Sánchez, baseadas em sua experiência clínica e em outros estudos científicos publicados sobre o tema.)

Introdução

• O uso de realidade virtual e realidade aumentada na neurorabilitação tornou-se popular nos últimos anos e recebeu grande atenção nas publicações científicas (cerca de 1000 artigos) (1).

• Os déficits em tarefas duais cognitivo-motoras (por exemplo, caminhar enquanto se fala) são comuns em pessoas com sequelas neurológicas. O treinamento de tarefas duais cognitivo-motoras foi proposto como alternativa aos métodos convencionais de reabilitação para abordar esses problemas (2).
• Os resultados dos estudos sobre o treinamento de tarefas duais mostram melhorias em:
  • Velocidade da marcha em uma tarefa, e comprimento do passo em pessoas com doença de Parkinson e doença de Alzheimer.
  • Velocidade da marcha em tarefas duais em pessoas com doença de Parkinson, Alzheimer e lesão cerebral.
  • Pode melhorar o equilíbrio e a cognição de pessoas com doença de Parkinson e doença de Alzheimer.

Princípios de tratamento

Os protocolos utilizados nos diferentes estudos e as medidas de resultado empregadas ainda são muito heterogêneos e não permitem comparação entre grupos. No entanto, o treinamento deve seguir uma série de princípios que, segundo as teorias de aprendizagem motora, permitam otimizar as intervenções e melhorar os resultados.

Estes princípios que devemos aplicar no treinamento são:

1. Foco de atenção,
2. aprendizagem implícita,
3. variação,
4. intensidade do treinamento,
5. especificidade da tarefa,
6. feedback.

Vamos explicar um a um os princípios de tratamento:

1. Foco de atenção

Durante a reabilitação, os terapeutas precisam explicar os exercícios aos pacientes, e as instruções que eles fornecerem influenciarão o foco de atenção do paciente, a execução do movimento e seu resultado.

Muitas vezes os terapeutas usam instruções referindo-se às partes do corpo ou aos movimentos (por exemplo, mantenha seus joelhos atrás dos dedos dos pés, para promover maior extensão dos joelhos). Em aprendizagem motora isso é conhecido como “instruções que promovem um foco de atenção interno”. Isso provoca movimentos mais conscientes que interferem com o controle motor automático (3).

Além disso, em pessoas com problemas de atenção, consome grande parte ou todas as capacidades atencionais que a pessoa possui, não deixando recursos para realizar outras tarefas ao mesmo tempo (tarefas duais).

Estudos recentes indicam que instruções que promovem um foco externo, por exemplo, direcionar a atenção para o efeito do movimento no ambiente (por exemplo, “toque com seu pé a marca no chão”), obtêm melhoria na aprendizagem motora.

Estudos realizados em esportes (4-6) e treinamento do equilíbrio (7) mostram de forma consistente uma melhor execução motora após um período de aprendizagem focada em um foco externo, em comparação com instruções centradas em foco interno. No entanto, na prática diária, às vezes é difícil encontrar as instruções adequadas que induzem um foco de atenção externo.

Uma das vantagens da realidade aumentada é que pode facilitar ajustes na marcha, por exemplo, por meio de sinais externos que ela fornece, como metas sobre as quais o paciente deve pisar, projetadas na superfície por onde caminha, ou sinais auditivos.

Nesse caso, a realidade aumentada, ao utilizar sinais externos, direciona o foco de atenção do paciente para o mundo virtual, em vez de para o próprio corpo, o que promove o foco de atenção externo e provavelmente melhora o resultado da terapia, de acordo com os princípios de aprendizagem motora.

2. Aprendizagem implícita

Tradicionalmente, novas habilidades motoras são ensinadas por meio de instruções explícitas, resultando em um controle consciente do movimento. No entanto, o controle do movimento baseia-se habitualmente em conhecimento implícito. Sabemos como executar o movimento, mas geralmente não estamos conscientes de como controlamos nossos músculos e não podemos explicá-lo em palavras.

Estudos recentes sugerem que o aprendizado explícito pode limitar ou interferir nesses processos automáticos, levando a uma pior execução, especialmente quando as pessoas precisam realizar uma tarefa sob pressão (8-12). Portanto, a reabilitação poderia se beneficiar do uso do aprendizado implícito, por exemplo, aprendizado sem consciência do que está sendo aprendido.

Por exemplo, em pacientes após um AVC, a execução de uma tarefa de equilíbrio dinâmico foi pior após um período de aprendizado explícito em comparação com aprendizado implícito (13). Anteriormente, foi descrita uma forma de promover o aprendizado implícito por meio de instruções ou tarefas que exigem um foco externo de atenção.

Outra forma alternativa é por meio do uso de uma tarefa cognitiva concorrente (tarefa dual) (9) ou através da variação nas tarefas, de modo que seja impossível o aprendizado por regras explícitas. Os jogos de realidade virtual e aumentada frequentemente promovem esse aprendizado implícito por meio de um ou mais desses princípios.

Definitivamente, é hora de mudar antigos paradigmas na neurorabilitação em que o paciente vai à fisioterapia ou terapia ocupacional quando quer trabalhar aspectos motores de perna ou braço e ao neuropsicólogo quando quer trabalhar aspectos cognitivos. A evidência científica nos mostra a constante interação de aspectos cognitivos e motores e a interação entre as capacidades do paciente, a tarefa e o ambiente são fundamentais para a reaquisição de habilidades.

Por isso, precisamos pensar que tipo de aprendizado a tarefa que apresentamos ao paciente está promovendo e o ambiente em que ele irá realizá-la, adequando-a às suas capacidades para que possa progredir à medida que o paciente pratica e melhora.

3. Variação

A importância da variação nos exercícios é outra das lições que aprendemos com as pesquisas no campo da aprendizagem motora.

Em vez de treinar o mesmo movimento exato repetidamente, pequenas variações no movimento resultarão em uma aprendizagem motora mais robusta (14). Além disso, variações na sequência dos exercícios (aleatório versus em blocos) melhorarão a aprendizagem motora, especialmente a retenção e a transferência (15).

Embora os estudos favoreçam consistentemente a prática variável, a maioria se concentrou em tarefas de laboratório (15,16) ou aplicações em esportes (14,17-19).

Quando esses princípios são aplicados, por exemplo, ao treinamento do equilíbrio, reduz-se o balanço postural em bipedestação após 15 minutos de exercícios variados de equilíbrio (exercícios de transferência de peso e bases de sustentação reduzidas), enquanto não se encontram diferenças após um treinamento repetitivo ou apenas ficar em pé parado (20).

Portanto, parece que a prática variável de tarefas também pode melhorar os resultados na reabilitação. Por meio do uso de realidade virtual ou aumentada, as variações podem ser criadas facilmente modificando inúmeros parâmetros dos exercícios, como por exemplo, a posição do alvo, requisitos de velocidade, elementos do ambiente, etc.

4. Intensidade do treinamento

A intensidade do treinamento (número de repetições, frequência de treinamento, dificuldade das tarefas, etc.) é um fator determinante para o resultado da terapia (21-23). Recomenda-se treinamento de alta intensidade para maximizar o efeito do tratamento.

A realidade virtual e aumentada pode ajudar a alcançar altas intensidades de prática, aumentando a motivação de alguns pacientes e sua adesão ao tratamento, melhorando a eficiência do treinamento e proporcionando um desafio adequado.

Além disso, o treinamento com realidade virtual e aumentada (RV e RA) facilita dois tipos de treinamento: o treinamento autônomo pelo paciente, na clínica e em sua própria casa.

Em muitos centros de reabilitação a proporção paciente/terapeuta é reduzida e isso representa um desafio para aumentar a intensidade do treinamento. Também acontece que muitos pacientes só praticam quando estão junto ao terapeuta, mas quando retornam para casa passam a maior parte do tempo de forma sedentária.

Para essas duas situações, a RV e RA podem ser uma solução para alguns pacientes, pois fornecem o feedback necessário para a realização dos exercícios, que podem ser monitorados remotamente por um profissional, adaptados quando necessário, e permitem a coleta de informações sobre quanta atividade o paciente está fazendo e como a está realizando.

Na neurorabilitação, muitas vezes é necessário um treinamento repetitivo de movimento relativamente simples. Determinados exercícios muitas vezes se tornam rapidamente monótonos, sendo difícil para o paciente manter-se motivado e concentrado.

Um dos benefícios da reabilitação virtual é o uso de jogos, que para alguns pacientes pode tornar a terapia mais divertida e agradável (24-26). Alguns pacientes podem se envolver mais na sessão de terapia e aumentar a adesão ao tratamento (27-30).

Também o número de repetições que pode ser alcançado e o tempo de tratamento ativo com realidade virtual e realidade aumentada pode ser maior do que com a terapia convencional (31-33). Por exemplo, em um estudo foi obtido o dobro de passos durante uma tarefa de RA e treinamento em esteira de marcha, comparado com o treinamento convencional de marcha (31). O aumento da motivação certamente é um dos fatores que explica isso, mas não o único.

Outros aspectos práticos, como a inexistência da necessidade física de montar e modificar os diferentes circuitos de marcha, aumentam o tempo que, numa sessão, pode ser dedicado ao treinamento ativo pelo paciente.

Além disso, é possível controlar de forma muito precisa o nível de desafio que se propõe ao paciente de acordo com suas capacidades. A dificuldade dos jogos pode ser facilmente e gradualmente adaptada, por exemplo, alterando requisitos de velocidade ou distâncias dos alvos a serem atingidos.

5. Especificidade da tarefa

Outra recomendação importante para a reabilitação é incluir treinamento específico de tarefas (22,34). Para melhorar a transferência do progresso da função motora para atividades fora da terapia, a terapia deve incluir a prática de desafios do dia a dia. A RV e RA podem ser usadas para simular esses desafios em um ambiente seguro.

Por exemplo, a realidade virtual e aumentada podem ajudar a treinar a marcha em situações difíceis. Isso é essencial, porque caminhar no dia a dia é muito mais do que colocar um pé à frente do outro, também requer a habilidade de ajustar o padrão de marcha a diferentes situações.

Você pode precisar levantar mais sua perna para evitar tropeçar em um paralelepípedo solto, ou reduzir a velocidade para não esbarrar em alguém, ou acelerar para passar um semáforo no amarelo, ou desviar de pessoas em um shopping lotado.

A adaptabilidade da marcha é definida como a agilidade para ajustá-la de acordo com as circunstâncias do ambiente, sendo, portanto, um elemento crucial ao caminhar em casa e principalmente na comunidade.

A RA pode ser uma ferramenta útil para treinar a adaptabilidade da marcha, projetando alvos para os pés ou obstáculos na superfície por onde se caminha (35,36). Além disso, a realidade virtual pode ser usada para criar um fluxo óptico enquanto se caminha em uma esteira, para melhorar a sensação natural de caminhar (37,38).

Outros exemplos de desafios do dia a dia são atividades que envolvem tarefas cognitivas e motoras ao mesmo tempo, como atravessar uma rua prestando atenção ao trânsito, ou caminhar enquanto lembra do que precisava comprar no supermercado, ou enquanto conversa com um amigo.

Quando duas tarefas são realizadas simultaneamente, a qualidade e a execução de uma ou ambas podem diminuir. Isso é conhecido como “interferência em tarefas duais”, que ocorre com mais frequência com a idade (39) e em algumas patologias neurológicas como AVC (40) ou doença de Parkinson (41).

A interferência em tarefas duais demonstrou ser um preditor de quedas (42). O treinamento em tarefas duais é mais eficaz para reduzir a “interferência em tarefas duais” do que o treinamento de uma única tarefa (43-46) e, por isso, os programas de prevenção de quedas devem sempre incluir tarefas duais (47).

Através da realidade virtual, é relativamente simples adicionar elementos cognitivos ao treinamento, incluindo treinamento em tarefas duais. Uma forma de fazer isso é incluir uma tarefa cognitiva não relacionada à tarefa motora, por exemplo, contar regressivamente ou uma tarefa de memória.

Na grande maioria das vezes, o treinamento cognitivo é feito sentado diante de uma mesa, raramente em movimento. Seria muito interessante incluir o uso de sistemas de estimulação e reabilitação cognitiva ao mesmo tempo em que se caminha, se praticam exercícios de equilíbrio, ou simplesmente se fica em pé.

Outra forma de incorporar a tarefa cognitiva no jogo de realidade virtual, por exemplo, é por meio de jogos que exijam planejamento ou desenvolvimento de uma estratégia.

Por fim, podem ser adicionados elementos cognitivos simulando desafios de tarefas duais que ocorrem no dia a dia, como caminhar em um supermercado virtual enquanto coloca uma série de objetos no carrinho de compras (48) ou atravessar a rua enquanto evita obstáculos (49).

6. Feedback

Para melhorar nossa execução motora, precisamos de pelo menos algum tipo de informação sobre como estamos realizando uma tarefa. Esse feedback ou realimentação frequentemente provém de fontes intrínsecas, como a visão ou a propriocepção.

O feedback intrínseco pode ser aumentado fornecendo informações que normalmente seriam inacessíveis ao paciente, como os ângulos exatos das articulações ou movimentos (biofeedback).

Através da realidade virtual, o biofeedback pode ser exibido ao paciente ou até incorporado no exercício. Fornecer biofeedback pode ser muito útil para o treinamento da marcha ou do equilíbrio.

O treinamento do equilíbrio com feedback normalmente consiste em exercícios de transferência de peso nos quais o paciente recebe informações sobre a posição de seu centro de pressão.

Em uma revisão sistemática, avaliou-se a eficácia do treinamento do equilíbrio baseado em feedback em idosos e concluiu-se que esse treinamento resulta em redução do balanço postural, melhoria da habilidade de transferência de peso, redução das demandas atencionais ao ficar em pé parado e melhora das pontuações na escala de Berg (50).

Há também alguma evidência que sugere que adicionar biofeedback ao treinamento do equilíbrio em pessoas com sequelas após AVC pode ser benéfico (51,52).

Existe muita literatura que mostra a eficácia do biofeedback para o reentreinamento da marcha em diferentes populações de pacientes. Por exemplo, o treinamento com feedback pode reduzir o movimento de adução do joelho ou aumentar o ângulo do dedão do pé para prevenção da osteoartrite de joelho (53-55).

Também pode melhorar a propulsão durante a decolagem em idosos saudáveis, tornando seu padrão de marcha mais parecido com o de adultos jovens (56).

O feedback pode ajudar pessoas com doença de Parkinson ou lesão medular incompleta a dar passos mais longos (57,58) e melhorar a marcha em pessoas após amputação transfemoral (59). Observou-se que pode ajudar a modular parâmetros da marcha em crianças com paralisia cerebral (60). Existem outras aplicações para prevenir lesões em corredores, padrões de hiperextensão de joelhos (61,62), etc.

Todos esses exemplos mostram como o biofeedback é uma ferramenta eficaz e versátil que permite aos pacientes adaptar aspectos específicos de sua marcha. Em conclusão, a capacidade de fornecer biofeedback é uma das grandes vantagens do treinamento com RV. Através da incorporação de feedback aumentado em um jogo, é possível aumentar a motivação e o envolvimento do paciente.

Conclusões

• A realidade virtual e a realidade aumentada são ferramentas que podem nos ajudar a tornar nossos treinamentos mais específicos, eficazes e motivadores para o paciente.
• Devemos saber por que, para que e como utilizamos a RV e a RA. O uso dessas tecnologias não consiste apenas em colocar um óculos de RV na pessoa e fazê-la realizar tarefas, ou colocá-la em frente a uma tela para jogar. Devemos pensar por que utilizamos essas ferramentas, ou seja, o que elas nos proporcionam de especial e distintivo em comparação com não usá-las ou com outras formas de tratamento. Depois, devemos pensar para qual aspecto específico do tratamento as usaremos: melhorar, por meio de biofeedback, a informação sobre um aspecto do movimento, treinamento cognitivo em tarefas duais, treinamento de situações do dia a dia, etc. E, por fim, devemos pensar como iremos utilizá-las: seguindo os seis princípios de tratamento explicados neste texto.
• É recomendável desenhar tratamentos que combinem aspectos motores e cognitivos. Como comentado ao longo do texto, a RV e a RA, juntamente com outros sistemas e plataformas de reabilitação cognitiva, podem ser utilizadas em conjunto com treinamentos de marcha, equilíbrio ou treinamento do membro superior, para citar apenas alguns.

Bibliografia

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