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

José López Sánchez, coordinador de terapias en CEN, presenta en este artículo el treino cognitivo-motor com base em tarefas duais, realidade virtual e aumentada.

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

Introducción

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

• Os défices em tarefas duais cognitivo-motoras (por exemplo, caminhar enquanto se fala) são comuns em pessoas com sequelas neurológicas. O treino 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 treino de tarefas duais mostram melhoras em:
  • Velocidade da marcha em tarefa única, 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.
  • Poderia melhorar o equilíbrio e a cognição de pessoas com doença de Parkinson e doença de Alzheimer.

Principios de tratamiento

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

Estes princípios que devemos aplicar no treino seriam:

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

Vamos explicar um por um os princípios de tratamento:

1. Foco de atención

Durante a reabilitação, os terapeutas têm de explicar os exercícios aos pacientes, e as instruções que lhes forneçam influenciarão o foco atencional do paciente, a execução do movimento e o seu resultado.

Muitas vezes os terapeutas utilizam instruções que se referem 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 isto é conhecido como “instruções que promovem um foco de atenção interno”. Isso provoca movimentos mais conscientes que interferem com o controlo motor automático (3).

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

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

Estudos realizados no esporte (4-6) e treino do equilíbrio (7) mostram de forma consistente uma melhor execução motora após um período de aprendizagem centrado num foco externo, versus instruções centradas no foco interno. No entanto, na prática diária às vezes é difícil encontrar as instruções adequadas que induzam a um foco de atenção externo.

Uma das vantagens da realidade aumentada é que pode facilitar ajustes na marcha, por exemplo, através dos sinais externos que fornece, como objetivos sobre os quais o paciente deve dar um passo, projetados sobre a superfície por onde caminha, ou sinais auditivos.

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

2. Aprendizaje implícito

Tradicionalmente, novas habilidades motoras são ensinadas através de instruções explícitas, resultando num controlo consciente do movimento. No entanto, o controlo do movimento baseia-se habitualmente em conhecimento implícito. Sabemos como fazer o movimento, mas normalmente não estamos conscientes de como controlamos os nossos músculos e não podemos explicá-lo com palavras.

Estudos recentes sugerem que a aprendizagem explícita pode limitar ou interferir nesses processos automáticos, levando a uma pior execução, especialmente quando as pessoas têm de realizar uma tarefa sob pressão (8-12). A reabilitação por isso poderia beneficiar do uso da aprendizagem implícita, por exemplo, aprendizagem sem consciência do que está a ser aprendida.

Por exemplo, em pacientes após sofrer um AVC, a execução de uma tarefa de equilíbrio dinâmico foi pior após um período de aprendizagem explícita versus aprendizagem implícita (13). Previamente, descreveu-se uma forma de promover a aprendizagem implícita, através de instruções ou tarefas que requerem de um foco externo de atención.

Outra forma alternativa é através do uso de uma tarefa cognitiva concurrente (dual task) (9) ou através da variação nas tarefas, de modo que seja impossível a aprendizagem por regras explícitas. Os jogos de realidade virtual e aumentada frequentemente promovem esta aprendizagem implícita através de um ou mais destes princípios.

Definitivamente, já é hora de mudar velhos paradigmas na neurorreabilitação em que o paciente vai à fisioterapia ou terapia ocupacional quando quer trabalhar aspetos motores da perna ou do braço e ao neuropsicólogo quando quer trabalhar aspetos 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 chave para a reaprendizagem.

É por isso que temos de pensar que tipo de aprendizagem a tarefa que apresentamos ao paciente está a promover e o ambiente em que ele a vai realizar, adequando-a às suas capacidades para poder progredir à medida que o paciente pratica e melhora.

3. Variación

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

Em vez de treinar o mesmo movimento exacto repetidas vezes, pequenas variações no movimento resultarão numa 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).

Apesar de os estudos favorecerem consistentemente a prática variável, a maioria centrou-se em tarefas de laboratório (15,16) ou aplicações no esporte (14, 17-19).

Quando esses princípios são aplicados, por exemplo, ao treino 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 treino repetitivo ou simplesmente ficar parado em pé (20).

Portanto, parece que a prática variável de tarefas também pode melhorar os resultados em reabilitação. Através do uso de realidade virtual ou aumentada, as variações podem ser criadas facilmente modificando os numerosos parâmetros dos exercícios, como por exemplo, a colocação 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 do resultado da terapia (21-23). Recomenda-se o treinamento de alta intensidade para poder maximizar o efeito do tratamento.

A realidade virtual e aumentada poderia ajudar a alcançar altas intensidades de prática, incrementando 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) facilitam dois tipos de treinamento: o treinamento autônomo por parte do paciente, na clínica e em sua própria casa.

Em muitos centros de reabilitação a relação paciente/terapeuta é reduzida e isso supõe um desafio na hora de poder aumentar a intensidade do treinamento. Também acontece que muitos pacientes só praticam quando estão junto ao terapeuta, mas quando voltam para casa mantêm-se a maior parte do tempo de forma sedentária.

Para estas duas situações a RV e RA pode ser uma solução para alguns pacientes, já que fornece o feedback que precisam para a realização dos exercícios, estes podem ser monitorizados à distância por um profissional, adaptados quando necessário, e permitem a recolha de informação sobre quanta atividade o paciente está realizando e como a está realizando.

Na neurorreabilitação frequentemente é necessário um treinamento repetitivo de movimento relativamente simples. Determinados exercícios muitas vezes tornam-se rapidamente entediantes, 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 envolver-se mais na sessão de terapia e fazer com que a adesão ao tratamento aumente (27-30).

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

Outros aspetos práticos, como o fato de não existir a necessidade física de estar montando e modificando os distintos circuitos de marcha, aumenta o tempo que, dentro de uma sessão, se pode dedicar ao treinamento ativo por parte do paciente.

Além disso, pode-se controlar de forma muito precisa o nível de desafio que se propõe ao paciente em função de suas capacidades. A dificuldade dos jogos pode ser fácil e gradualmente adaptada, por exemplo, mudando requisitos de velocidade ou distâncias dos objetivos a alcançar.

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 deveria incluir a prática de desafios da vida diária. A RV e RA podem ser usadas para simular tais desafios dentro de um ambiente seguro.

Por exemplo, a realidade virtual e realidade aumentada poderiam ajudar a treinar a marcha em situações difíceis. Isso é essencial, porque o fato de caminhar na vida diária é muito mais do que colocar um pé à frente do outro, também requer a habilidade para ajustar o padrão de marcha a diferentes situações.

Pode ser que você precise levantar mais a perna para evitar tropeçar em um paralelepípedo solto, ou reduzir a velocidade para não bater em alguém, ou aumentar a velocidade para passar um semáforo que está amarelo, ou desviar de pessoas em um shopping lotado.

A adaptabilidade da marcha define-se como a agilidade para ajustá-la de acordo com as circunstâncias do ambiente, e é por isso um elemento crucial na hora de caminhar em casa e sobretudo na comunidade.

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

Outros exemplos de desafios da vida diária são atividades que compreendem tarefas cognitivas e motoras ao mesmo tempo, como atravessar uma rua atendendo ao tráfego, ou caminhar enquanto lembra o que tinha que comprar no supermercado, ou enquanto dialoga com um amigo.

Quando se realizam duas tarefas simultaneamente, pode ser que a qualidade e a execução de uma ou ambas as tarefas se reduzam. É o que se conhece como “interferência em tarefas duplas”, que ocorre mais frequentemente com a idade (39), e com algumas patologias neurológicas como AVC (40) ou doença de Parkinson (41).

A interferência em tarefas duplas mostrou-se como preditor de quedas (42). O treinamento em tarefas duplas é mais eficaz em reduzir a “interferência em tarefas duplas” do que o treinamento de uma única tarefa (43-46) e por isso os programas de prevenção de quedas deveriam sempre incluir tarefas duplas (47).

Através da realidade virtual é relativamente simples adicionar elementos cognitivos ao treinamento, e com isso treinamento em tarefas duplas. Uma maneira de fazer isso é incluir uma tarefa cognitiva que não esteja relacionada com a tarefa motora, por exemplo contar de trás para frente ou uma tarefa de memória.

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

Outra forma de incorporar a tarefa cognitiva dentro do jogo de realidade virtual, por exemplo, é através de jogos que exijam planejamento ou desenvolvimento de uma estratégia.

Por fim, podem ser adicionados elementos cognitivos simulando desafios de tarefa dupla que se apresentam na vida cotidiana, como caminhar em um supermercado virtual enquanto se colocam uma série de objetos no carrinho de compras (48) ou atravessar a rua enquanto se evitam obstáculos (49).

6. Feedback

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

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

Através da realidade virtual, o biofeedback pode ser mostrado ao paciente ou até incorporado no exercício. Proporcionar 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 informação sobre a posição do seu centro de pressões.

Em uma revisão sistemática, se avaliou a efetividade do treinamento do equilíbrio baseado em feedback em idosos e concluiu-se que tal treinamento resulta em uma redução do balanço postural, melhora da habilidade de transferência de peso, redução das demandas atencionais ao ficar em pé imóvel 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 efetividade do biofeedback para o re-treinamento da marcha em diferentes populações de pacientes. Por exemplo, o treinamento com feedback pode reduzir o movimento de adução do joelho ou incrementar o ângulo do dedo do pé para a prevenção da osteoartrite de joelho (53-55).

Também pode melhorar a propulsão durante a impulsão em pessoas idosas saudáveis, fazendo 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 realizar passos mais longos (57,58) e melhorar a marcha de pessoas após uma 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 da sua marcha. Em conclusão, a capacidade de fornecer biofeedback é um dos grandes trunfos do treinamento com RV. Por meio 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 implica simplesmente colocar na pessoa um óculos de RV e fazê-la realizar tarefas, ou colocá-la em frente a uma tela para jogar. Devemos pensar por que usamos essas ferramentas, ou seja, o que elas nos proporcionam de especial e distinto comparado com não usá-las ou com outras formas de tratamento. Depois devemos pensar para qual aspecto específico do tratamento as vamos utilizar: melhorar, por meio de biofeedback, a informação sobre um aspecto do movimento, treinamento cognitivo em tarefas duplas, treinamento de situações da vida diária, etc. E, por fim, devemos pensar como as vamos utilizar: seguindo os seis princípios de tratamento explicados neste texto.
• É recomendável desenhar tratamentos que combinem aspectos motores e cognitivos. Como foi comentado ao longo do texto, a RV e a RA, juntamente com outros sistemas e plataformas de reabilitação cognitiva, podem ser utilizadas conjuntamente com treinamentos de marcha, de equilíbrio, ou de treino do membro superior, para citar apenas alguns.

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